Code METAR
FZRA
Symbole météo
Exemple de givrage en vol causé par la pluie verglaçante.
Pluie qui tombe sous forme liquide, mais qui gèle au contact avec le sol ou d’autres surfaces. Elle se produit lorsque la température d’une couche de l’atmosphère se situe près ou au-dessus du point de congélation, ce qui permet à la glace en altitude de fondre en pluie, pour ensuite geler au contact avec une surface. Ces couches se trouvent en général à proximité des fronts chauds et des langues d’air chaud en altitude, bien que la pluie verglaçante puisse également se produire localement dans des vallées où l’air froid est canalisé.
Termes connexes à venir :
Blocage d’air froid, inversion, système dépressionnaire et canalisation du vent sont des termes connexes à pluie verglaçante qui seront ajoutés bientôt au Référentiel de météorologie à l’aviation.
Lorsqu’il y a de la pluie verglaçante, les conditions suivantes sont généralement réunies :
La figure à gauche représente visuellement un profil atmosphérique typique correspondant à cette description. Lorsque des précipitations se forment, elles commencent sous forme de neige ou de cristaux de glace. Dans les conditions hivernales habituelles, cette neige arrive intacte à la surface. En cas de pluie verglaçante (FZRA), elle rencontre une couche d’air chaud près ou au-dessus de 0 °C. Si cette couche est suffisamment épaisse, la neige fond complètement pour devenir de la pluie. Toutefois, si cette pluie atteint une couche superficielle d’air plus froid dont la température est inférieure à 0 °C, la température des gouttelettes de pluie tombera sous le point de congélation. Si cette couche froide est assez épaisse, les gouttelettes de pluie auront le temps de regeler et de former des granules de glace (PL). Dans le cas contraire, les gouttelettes n’auront pas le temps de regeler et gèleront au contact avec le sol ou d’autres surfaces dont la température est inférieure à 0 °C.
Source de l'image : Environnement et Changement climatique Canada
Durée
Dissipation
Source de l'image : Environnement et Changement climatique Canada
L’épaisseur relative de la couche chaude responsable de la fonte et de la couche froide responsable du regel viennent compliquer les prévisions de pluie verglaçante. Si la couche chaude est épaisse, mais que la couche froide est mince, la pluie verglaçante est presque garantie. Toutefois, si les deux couches sont épaisses, on peut observer de la pluie verglaçante, des granules de glace ou une combinaison des deux. Si la couche chaude est mince, la fonte partielle de la neige entraînerait la formation de granules de glace, pouvant être mélangés à de la neige non fondue. Le défi consistant à déterminer l’épaisseur relative de ces deux couches est la raison pour laquelle on voit souvent des TAF dont la condition principale ou TEMPO est PL (granules de glace) et la condition PROB est FZRA. Dans ce scénario, le prévisionniste a estimé que les profondeurs relatives des couches sont plus propices aux granules de glace, mais si la couche chaude est légèrement plus épaisse, ou la couche froide plus mince, les précipitations pourraient tomber sous forme de pluie verglaçante. Des outils tels que la modélisation des sondages de l’atmosphère, les radiosondes et l’imagerie radar peuvent aider les prévisionnistes à déterminer les épaisseurs relatives de ces deux couches.
Les modèles numériques permettent généralement de bien prédire la pluie verglaçante, sauf dans les régions où des effets locaux empêchent les modèles de prévoir correctement les températures à la surface. L’exception la plus notable sont les vallées, où l’air froid reste piégé dans la vallée même après le passage du front chaud. Dans ce cas, les prévisionnistes utiliseront leurs connaissances des effets locaux et des données climatologiques pour prévoir la fin d’un épisode de pluie verglaçante.
Au Canada, deux vallées sont particulièrement exposées à la pluie verglaçante : la vallée de l’Outaouais et la vallée du Saint-Laurent (voir l'image de gauche qui montre le nombre annuel moyen de jours de pluie verglaçante entre 1976 et 1990). Personne n’a oublié la pluie verglaçante qui, en 1998, a touché ces deux vallées et une grande partie de l’est de l’Ontario et du sud du Québec pendant cinq jours et apporté jusqu’à 100 mm de pluie verglaçante dans certaines régions. Ces événements de longue durée sont très rares, la plupart des épisodes de pluie verglaçante ne durant que quelques heures. La pluie verglaçante est également fréquente dans le Canada atlantique, qui est frappé de plein fouet par maintes tempêtes hivernales. Les vallées intérieures de la Colombie-Britannique peuvent également connaître des épisodes de pluie verglaçante, mais ceux-ci sont généralement de courte durée.
Source de l'image : Cortinas Jr. et coll. (2004).
Le panneau GFA sur les nuages et le temps, émis à 2325Z le 16 février 2023 et valide à 0600Z le 17 février, montre une zone de précipitations verglaçantes continues sur la majeure partie du sud de l’Ontario, de London (CYXU), en Ontario, jusqu’au sud de Montréal (CYUL), au Québec. Le panneau connexe sur le givrage et la turbulence montre une zone continue de fort givre transparent entre la surface et 4 000 pieds, due à la couche au-dessus du point de congélation (AFL) entre 4 000 et 8 000 pieds. Comme le montre l’onglet La science expliquée, cette AFL fait fondre les précipitations gelées, qui regèlent ensuite en tombant à travers la couche inférieure sous le point de congélation (donnant des granules de glace) ou gèlent au contact de la surface (donnant de la pluie verglaçante). Cette zone de précipitations verglaçantes est soutenue par une dépression bien développée et est renforcée par la présence d’un courant-jet à basse altitude de 55 kt. Ce courant-jet renforce l’advection d’air chaud sur la région à basse altitude, contribuant à soutenir l’AFL qui, à son tour, prépare le terrain pour la formation de pluie verglaçante.
À 1200Z, le 17 février, la dépression a continué de se déplacer vers l’ENE. On prévoit qu’elle sera centrée au-dessus de l’est de l’État de New York, ce qui signifie la fin de la pluie verglaçante à Toronto (CYYZ) entre 0600Z et 1200Z (l’échéancier spécifique figure dans la TAF). Dans le sud de l’Ontario, les précipitations verglaçantes qui se sont produites à l’avant du front chaud et la zone de fort givre transparent qui lui est associée se sont dissipées, car elles sont directement liées à ces phénomènes, qui ne se produiraient pas à un autre endroit si les conditions n’en appuyaient pas la formation.
La TAF émise à 1740Z le 16 février indique que des précipitations verglaçantes sont possibles à partir de 2300Z jusqu’à 0000Z sous forme de granules de glace (PROB30). Entre 0000Z et 0200Z, on prévoit de la pluie légère mêlée parfois à des granules de glace, ainsi que des probabilités (PROB30) de pluie verglaçante. Cette transition progressive est le résultat de la façon dont l’air chaud en altitude s’accumule tandis que l’air froid à la surface fait progressivement chuter les températures sous la barre des 0° C, les vents soufflant du nord-est. La transition entre les granules de glace et la pluie verglaçante se produit lorsque la couche sous le point de congélation s’amincit progressivement à mesure que la couche au-dessus du point de congélation augmente en profondeur (voir les profils atmosphériques pour plus de renseignements). De 0200Z à 0600Z, on prévoit surtout de la pluie verglaçante, car la zone de précipitations continues, la structure verticale qui y est associée (qui figure dans la GFA) et les profils atmosphériques modélisés se déplacent sur CYYZ, et les températures devraient être inférieures à 0° C. La dissipation de la pluie verglaçante est également montrée dans la TAF sous forme de transition vers des granules de glace mêlées à de la neige modérée et finalement à de la neige légère, la dépression continuant sa trajectoire vers l’est. L’advection d’air chaud à l’avant de la dépression n’est alors plus sur CYYZ. Comme cette advection d’air chaud n’est plus au-dessus de CYYZ, l’une des principales conditions requises pour la pluie verglaçante n’est plus présente, d’où le retour aux précipitations solides.
Une TAF ultérieure a été amendée à 2305Z. Elle confirmait la présence de pluie verglaçante dans les observations de surface et de précipitations verglaçantes dans la région. Selon ces observations, la couche sous le point de congélation initialement prévue par les modèles était plus fine que prévu, la transition se faisant directement vers -FZRA plutôt que vers les granules de glace en premier.
Les sondages modélisés à partir du modèle canadien SRPD, initialisés le 16 février à 1800Z et valides jusqu'au 17 février à 1200Z, illustrent parfaitement le développement et la dissipation de la pluie verglaçante sur CYYZ. Avant le début de l’événement (1800-2305Z), au moment où les TAF et les GFA prévoient de la pluie légère sur CYYZ, les sondages indiquent une baisse progressive des températures de surface. Entre le sondage de 2100Z et celui de 0000Z, les températures passent de 36 °F (2 °C) à 31 °F (-0,5 °C). Les vents du nord-est observés aux niveaux les plus bas sont à l’origine de l’arrivée de l’air froid et de la baisse des températures. En altitude, les vents virent au sud, puis au sud-ouest, ce qui est une signature classique de l’advection d’air chaud, qui soutient le renforcement de la couche au-dessus du point de congélation (AFL) montrée dans la GFA. Ces caractéristiques, associées à la présence de nuages jusqu’à 20 000 pieds, sont propices à la chute de pluie verglaçante continue. À 0000Z, l’AFL est clairement visible dans le sondage, entre environ 4 000 et 8 000 pieds. À ces altitudes, la température de l’environnement est modélisée comme étant supérieure à zéro (l’isotherme 0 degré est incliné en diagonale de gauche à droite sur l’axe des x). Ces conditions idéales pour la pluie verglaçante devraient rester en place jusqu’à 0600Z. Entre 0600Z et 0900Z, les sondages commencent à percevoir une dissipation progressive de l’AFL, les températures en altitude commençant à se refroidir. Ceci est dû au déplacement de la dépression vers l’est, emportant avec elle le courant-jet à basse altitude qui soutient l’advection d’air chaud en altitude. Ce phénomène est illustré par le changement de configuration des vents à partir de 0900Z, les vents de surface reculant vers le nord et les vents à basse altitude venant davantage de l’ouest. Ce changement marque la fin de l’advection d’air chaud et entraîne à son tour la dissipation du nez chaud en altitude, provoquant le changement de phase prévu à la surface, de la pluie verglaçante aux granules de glace et enfin à la neige.
Source de l'image : Pivotal Weather (en anglais seulement)
Les données du modèle canadien SRPD, initialisé à 1800Z et valide de 2000Z le 16 février et à 1100Z le 17 février, montrent le déplacement prévu de la dépression et les types de précipitations qui y sont associés dans la région. Au début de l’événement, CYYZ est à la limite entre la pluie et la pluie verglaçante, mais passe dans la zone de pluie verglaçante continue lorsque la dépression continue à se déplacer vers l’est-nord-est. La transition vers la neige à CYYZ, comme le décrivent la GFA, la TAF et les sondages, peut également être observée dans cette prévision, l’aéroport se retrouvant graduellement à l’arrière de la dépression. Les types de précipitations prévus dans d’autres produits montrent cette transition, la pluie verglaçante n’étant localisée que là où les conditions favorisent son développement.
Source de l'image : College of DuPage (en anglais seulement)
La boucle radar de 0000Z à 1200Z, le 17 février, montre des zones de précipitations dans le sud de l’Ontario associées au passage de la dépression. Ces précipitations, comme le montrent les panneaux GFA, sont associées au front chaud et on peut les voir se déplacer à travers la région et vers l’est en suivant la progression de la dépression. De la pluie verglaçante, comme le montrent les METAR, a été observée à CYYZ pendant 10 heures, entre 2300Z, le 16 février, et 0900Z, le 17 février. Comment sait-on que les précipitations commencent à changer? En suivant le centre de la dépression et le front froid. À 0400Z, le 17 février, le front froid devient plus développé, représenté par une fine ligne de précipitations qui traverse le centre de l’Ohio du nord au sud. À 0630Z, les fronts chaud et froid sont bien définis et l’arrière de la dépression est visible par l’absence de précipitations dans le sud-ouest de l’Ontario, à l’ouest de CYYZ. Cette trajectoire, comme le montrent la GFA, la TAF, les sondages et les onglets du modèle, coupe l’advection d’air chaud en altitude au-dessus de CYYZ. La perte de l’air chaud en altitude marque le passage des précipitations verglaçantes à la neige, et la fin de la pluie verglaçante au sein de la région terminale.
Source de l'image : NCEI/NOAAOuvrir une nouvelle fenêtre (en anglais seulement)
De la pluie verglaçante a été observée pendant 10 heures à CYYZ entre le 16 février à 2300Z et 0900Z le 17 février, comme le montre la faible pluie verglaçante (-FZRA) dans les METAR de cette journée. De la faible pluie (-RA) a cependant été observée pendant 1,5 heure entre 0500-0639Z alors que les températures sont restées proches de 0 °C à la surface tout au long de l’événement. Au début de l’événement, une pluie légère s’est transformée en pluie verglaçante en raison de l’advection d’air froid dans les vents du nord-est, ce qui a contribué à faire chuter la température de surface à 0 °C. Les vents sont restés du nord-est, maintenant les températures proches de 0 °C jusqu’à ce que le centre de la dépression se déplace à l’est de CYYZ. Cette trajectoire, comme le montrent les panneaux GFA, les modèles de prévision graphiques et les images radar et satellite, génère un changement progressif des vents du nord-est au nord, à partir de 0639Z. Après le début de ce changement, les températures continuent de chuter d’environ 1 °C par heure. Cependant, bien que cela puisse en temps normal soutenir la présence de pluie verglaçante, une transition vers la neige se produit à mesure que la dépression se déplace, ce qui mène également à la dissipation de l’AFL au-dessus de CYYZ.
Source de l'image : OGIMET
Le SIGMET de prévision a été émis à 0135Z le 17 février 2023 avec de nombreux rapports de pluie verglaçante observés sur une grande partie du sud de l’Ontario, dont London (CYXU), Waterloo (CYKF), CYYZ, Billy Bishop (CYTZ), Peterborough (CYPQ), Trenton (CYTR) et Kingston (CYGK). Aucun PIREP n’a été reçu indiquant un fort givrage, ce qui explique que ce SIGMET ait été émis en tant que prévision et non observé.
Habituellement plus grave que la bruine verglaçante, mais les effets généraux sont les mêmes. Perte de portance due à l'accumulation de glace sur les surfaces critiques, temps d’occupation de la piste accru, diminution du freinage et surfaces pouvant être glissantes en raison de l’accumulation au sol.
La pluie verglaçante est un phénomène météorologique inhabituel aux aéroports de la côte ouest (comme YVR), mais sont plus communs à CYYZ et CYUL.
Outre l’impact sur les aéronefs et l’aviation, l’accumulation de glace aura également d’autres répercussions importantes sur l’aéroport :
Autres impacts :
Gestionnaire de l'exploitation en service
Il est important de bien prendre connaissance du givrage attendu. La TAF est soigneusement examinée pour déterminer l’intensité, le moment et l’accumulation prévues de pluie verglaçante et le niveau de confiance du prévisionniste.
De l’information est recueillie de multiples sources lorsque l’on évalue l’incidence de la pluie verglaçante et que l’on dresse un plan. On recueille, auprès de l’administration aéroportuaire, de l’information sur le plan de traitement des pistes en service et des pistes qui pourraient être mises en service ultérieurement si besoin est. On lui demande aussi sa D-TMI. On évalue la durée prévue de l’incidence des précipitations et la demande sur le plan de la circulation aérienne pour établir si certains secteurs posent un problème. Enfin, les niveaux de dotation opérationnelle sont évalués si des limites supplémentaires s’imposaient.
Les gestionnaires de l'exploitation en service utilisent tous les renseignements figurant dans les prévisions et fournis par les administrations aéroportuaires, par la NTMU et par les compagnies aériennes pour discuter en détail du plan opérationnel avec les surveillants tour, terminal et en route.
Voici quelques éléments supplémentaires à prendre en considération lors de la planification en cas de pluie verglaçante :
Les exploitants connaissent habituellement les conditions de givrage attendues et planifient leur vol pour éviter les pires zones de givrage – l’intervention d’un contrôleur n’est souvent pas nécessaire.
La pluie verglaçante est considérée comme un événement rare dans les Prairies canadiennes (région d'information de vol d'Edmonton – ZEG).
Habituellement, la pluie verglaçante n’est pas isolée et s’étend sur de vastes zones, affectant plus d’un aéroport principal au Canada ou aux États-Unis. De nombreux retards peuvent alors se produire, les compagnies aériennes ne parvenant pas à respecter leurs horaires et à rester à jour. Les renseignements sur le volume de trafic ne sont donc pas très exacts.
Contrôleur tour (aéroport principal)
On consulte les TAF, les prévisions publiques, les veilles et les avertissements lors de la planification d’un événement et de la préparation.
Le personnel d’ADM (Aéroport de Montréal) surveille l’arrivée de la pluie verglaçante afin de programmer avec précision le traitement préalable des pistes. Cette précision est telle que lorsque le personnel demande à étendre le produit, il faut le faire tout de suite, sinon cela ne fonctionnera pas.
Des contrôleurs supplémentaires seront appelés en renfort, car la charge de travail pendant les épisodes de pluie verglaçante peut s’avérer complexe.
Tout au long d’un épisode de pluie verglaçante, des communications intensives sont nécessaires avec l’administration aéroportuaire, les contrôleurs terminal, le gestionnaire de l'exploitation en service de NAV CANADA et la NTMU.
Lorsque les précipitations sont fortes, les délais au centre de dégivrage sont extrêmement longs.
Contrôleur tour (aéroport régional)
L’administration aéroportuaire s’assurera que le coefficient de frottement sur piste convienne aux compagnies aériennes. Le contrôleur tour transmet cette information en temps opportun.
La pluie verglaçante constitue sans aucun doute une plus grande menace pour la sécurité aérienne que la neige, car elle adhère à toutes les surfaces d’un aéronef en vol, ce qui alourdit ce dernier et dégrade son aérodynamisme. En outre, il est nettement plus difficile d’évoluer sur une aire de manœuvre couverte de glace que sur une telle aire couverte uniquement de neige. Par ailleurs, les opérations de déglaçage sont lentes et coûteuses, car des produits chimiques sont nécessaires pour faire fondre la glace. Il est nettement préférable que le personnel d’entretien de l’aéroport applique des produits chimiques avant que la pluie verglaçante ne tombe pour empêcher la glace de se former. Comme il peut pleuvoir avant qu’il ne tombe de la pluie verglaçante, il est essentiel de prévoir l’application des produits chimiques pour qu’ils ne soient pas emportés par la pluie avant que ne commence la pluie verglaçante.
Le personnel des FSS et des FIC porte une attention particulière aux épisodes possibles de pluie verglaçante, en raison de la menace qu’ils posent à la sécurité et de la dégradation de l’efficacité opérationnelle qui en résulte. L’allongement du temps d’occupation des pistes, la réduction de la vitesse sur les voies de circulation et les aires de trafic, et l’efficacité réduite des opérations aux aires de trafic entraînent tous des retards.
FIC
Dès le début de l’exposé, on mentionne en premier les menaces sérieuses pour la sécurité aérienne. En effet, cette information peut amener le pilote à retarder ou à annuler le vol, le niveau de risque étant pour lui inacceptable. Il peut même interrompre l’exposé pour en informer directement le répartiteur ou le client. La pluie verglaçante fait partie de cette catégorie de menaces.
Le spécialiste qui donne l’exposé s’appuie sur le plan de vol pour communiquer les observations ou les prévisions de pluie verglaçante. Il indique notamment les heures de début et de fin de l’épisode ainsi que son étendue, et explique pourquoi il est dangereux de voler dans de telles conditions. Voilà un élément essentiel du rôle d’un spécialiste : communiquer les conditions dangereuses à l’aide des exposés météorologiques, qui ont pour but d’améliorer la conscience situationnelle et la prise de décision du pilote en fournissant le contexte, les connaissances locales et les renseignements météorologiques les plus récents. La sécurité est au cœur de tous ces exposés.
AAS
Pour déterminer s’il tombe de la pluie verglaçante, les spécialistes du service consultatif utilisent surtout l’indicateur d’accumulation de glace, mais surveillent aussi les taux de précipitations et la température. Il faut tenir compte du temps de dégivrage et de la durée d’efficacité lorsqu’on travaille avec les contrôleurs IFR à la mise en séquence des arrivées et des départs et pour garder les véhicules d’entretien sur l’aire de manœuvre aussi longtemps que possible avant une arrivée ou un départ.
La pluie verglaçante a une incidence pire que la neige sur le contrôleur terminal, surtout pour ce qui est des arrivées.
Givrage à l’approche finale :
Lorsque les pilotes font face à un givrage fort, ils veulent rester dans la zone de givrage le moins longtemps possible.
La pluie verglaçante n’aura qu’un impact indirect sur le contrôle de l’espace aérien supérieur.
Le contrôle de l’espace aérien supérieur n’utilisera pas la TAF pour planifier des vols locaux à destination des aéroports régionaux.
Dans les secteurs de l’espace aérien supérieur, tels que le Haut niveau Nord à CZUL (région d'information de vol de Montréal), l’analyse des tâches de contrôle nécessitera quelques étapes supplémentaires en cas de pluie verglaçante en haute altitude.
Les épisodes de pluie verglaçante sont parmi les conditions météorologiques les plus difficiles pour les compagnies aériennes. La sécurité prend alors une plus grande importance.
Produits météorologiques utilisés :
La pluie verglaçante a d’importantes répercussions sur les opérations aériennes. Les pilotes sont touchés similairement dans les aéroports régionaux et dans les aéroports principaux. Dans les aéroports principaux :
La pluie verglaçante est associée au givrage fort. Les aéronefs ne sont pas certifiés pour voler dans de telles conditions, qui peuvent surcharger leurs systèmes de dégivrage et d’antigivrage. De la glace peut se former sur l’aéronef, ce qui augmente son poids et modifie ses qualités aérodynamiques. La glace peut s’accumuler sur les hélices d’un aéronef et les pales de soufflante des moteurs à réaction, ce qui cause de fortes vibrations. Les pilotes n’entreront pas sciemment dans des zones de givrage fort et, dans de telles conditions, la procédure consiste à sortir de cette zone le plus rapidement possible.
Opérations au sol
Si un produit météorologique indique la présence de pluie verglaçante ou en prévoit, il n’y aura aucun vol VFR de l’aviation générale. Certains aéronefs de tourisme de petite ou moyenne taille sont munis d’un système antigivre, mais ceux-ci ne sont généralement pas approuvés pour les vols dans des conditions de givrage. Ils servent généralement de solution de secours en cas de givrage imprévu en vol.
La meilleure solution qui s’offre aux pilotes VFR de l’aviation générale en cas de givrage sous une pluie verglaçante est de sortir de la zone de givrage et d’atteindre des températures plus chaudes. Cependant, si l’accumulation sur les surfaces critiques ne permet pas d’atteindre le niveau de performance nécessaire à la montée, la meilleure option consiste à faire immédiatement demi-tour pour revenir à des conditions sans givrage. Une fois l’aéronef sorti des conditions de givrage, il est conseillé de descendre à des températures plus chaudes, si possible, pour tenter de faire fondre la glace accumulée. Il est essentiel pour un pilote de l'aviation générale d’être conscient de l’endroit où il se trouve par rapport à la pluie verglaçante et aux systèmes météorologiques associés. En effet, en raison de l’inversion des températures dans la zone, il est possible que les températures soient en fait plus froides en dessous d’eux! C’est dans des cas comme celui-ci qu’une bonne planification des vols et une analyse judicieuse des cartes météorologiques peuvent assurer l’exécution en toute sécurité d’un vol de l'aviation générale.
Pour les pilotes IFR de l’aviation générale, certains systèmes sont approuvés pour le vol dans des conditions de givrage, en particulier pour les aéronefs multimoteurs ou à turbine, mais il n’est pas toujours recommandé de planifier un vol dans de telles conditions, car la capacité de ces systèmes varie en fonction de l’intensité du givrage.
Il se peut que les limites du système d’antigivrage d’un petit aéronef soient dépassées au-delà d’un léger givrage. Les pilotes doivent donc faire preuve d’une extrême prudence s’ils choisissent d’opérer dans ces conditions, en gardant à l’esprit que l’intensité du givrage peut rapidement changer.