5.2 Evaluation des performances
5.2.1 Comparaison aux mesures in situ de vent de l’avion ARAT
Au cours de la campagne ESCOMPTE, l’avion ARAT a volé au dessus et à proximité du
réseau de profileurs le 23, 24, 25 et 26 juin 2001. Ces journées étaient toutes soumises à des
circulations de brise de mer, sauf le 23 juin 2001 où le mistral soufflait. Durant chaque journée,
deux vols étaient effectués aux alentours de 06:00 et 12:00 TU sur trois paliers situés à 750-800
mètres d’altitude (cf.Figure 5.4). Le palier P3 n’a pas eu lieu pour quelques vols.
Les vols du 24 juin 2001 à 12:00 TU et du 25 juin 2001 à 06:00 TU n’ont pas été utilisés
pour cette comparaison. La raison est que durant ces deux vols les champs de vent observés
ont été marqués par la présence d’écoulements locaux variés au dessus du réseau de profileurs.
Dans ces conditions, l’application de la méthode de restitution de champs tridimensionnels de
vent est délicate puisque l’hypothèse de linéarité n’est pas respectée.
Au final, cette comparaison a été réalisée sur les mesures de module et de direction du vent
le long de 15 paliers. Les mesures de l’avion, qui sont effectuées à haute cadence (25 Hz soit
une résolution de 4-5 m), ont été lissées sur 3 km afin de supprimer les échelles turbulentes et
de conserver les plus grands paliers possibles pour en déduire la zone géographique de validité
de la méthode, ce que nous verrons par la suite.
Les champs de vents déduits de la méthode appliquée au réseau de profileurs UHF ont
été calculés en utilisant un intervalle de temps∆T et de hauteur∆H du domaine d’ajustement
élémentaire égaux respectivement à 1 h et 100 m (soit 90 données radar environ). Cette méthode
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109
F
IG. 5.4:
Illustration des paliers effectués à chaque vol par l’avion ARAT. Le sens de parcours de l’avion est indiqué par les flèches le long de chaque paliers (P1, P2 et P3). Les points permettent de situer le réseau, constitué des radars UHF de Saint Chamas (SC), Marignane (Mg), Aix-les-Milles (Ax) et l’Observatoire de Marseille (Ob).filtre les échelles globalement inférieures à 2 fois la dimension du réseau, comme nous l’avons
vu précédemment. La définition de cette grandeur est délicate pour le réseau installé durant la
campagne ESCOMPTE en raison de sa forme. Cependant, son domaine de validité, qui sera
déterminé par la suite, permet d’estimer que les échelles atmosphériques résolues par ce réseau
sont supérieures à 25 km environ.
La figure 5.5 illustre par un exemple les bons résultats de ces comparaisons. Elle présente le
module et la direction du vent mesurés par l’avion ARAT et déduits par le réseau de profileurs
le long du palier P1 pour le vol du 26 juin 2001 à 11:50 TU. Elle montre que la méthode
appliquée au réseau est capable de restituer la tendance du module et de la direction du vent
de grande échelle observée par l’avion. Des écarts inférieurs à 1,5 ms
−1sont observés pour
le module du vent et ceux sur la direction du vent sont globalement inférieurs à 50
◦, sauf en
fin de palier lorsque l’avion vole au dessus de montagnes. Cette figure montre également que
les écarts observés sont dus à des phénomènes de petites échelles qui s’ajoutent à la tendance
linéaire de grande échelle.
Ces comparaisons permettent également d’estimer correctement le domaine de validité de
la méthode appliquée au réseau de profileurs UHF installés durant la campagne
ESCOMPTE-2001, en regardant la répartition géographique des écarts du champ linéaire de vent déduit
F
IG. 5.5:
(A gauche) Module et (à droite) direction du vent mesurés par l’avion ARAT (courbe grise) et déduits par la méthode appliquée au réseau profileurs UHF (courbe noire) pour le palier P1 du vol du 26 juin 2001 à 11:50 TU.du réseau au champ réel observé par l’avion. La figure 5.6 présente les champs horizontaux
des écarts de direction et de module du vent et des écarts relatifs du module du vent. Ils sont
obtenus en moyennant les écarts le long de chacune des trajectoires parcourues par l’avion dans
une maille de 2,5 km de côté. Une interpolation réitérée 5 fois a ensuite été réalisée pour remplir
l’ensemble des mailles et obtenir un champ continu.
Cette figure montre que dans la partie centrale du champ le long d’un axe
nord-ouest/sud-est les écarts de direction et de module sont minima et ont des valeurs en absolu inférieures
respectivement à 20
◦et 1ms
−1(soit20%de l’intensité du vent mesuré par l’avion). Au dessus
des montagnes au nord-est et de la mer au sud-ouest, ces écarts atteignent des valeurs plus
importantes de 30-40
◦pour la direction et de 2-3 ms
−1pour le module (soit plus de 40% de
l’intensité du vent mesuré par l’avion).
En théorie cette méthode est valable au voisinage du barycentre des radars dans un périmètre
à peu près égal à 2 fois la dimension caractéristique du réseau (la plus petite échelle résolue par
la méthode). Comme nous l’avons déjà mentionné précédemment, cette grandeur est délicate
à déterminer pour ce réseau. Les champs horizontaux des écarts présentés précédemment
per-mettent de pallier cette difficulté. En effet, au vu des valeurs minimales des écarts obtenus, le
domaine de validité de la méthode peut être défini comme la zone s’étendant le long d’un
cou-loir de 25 km de large, centré sur le droite passant par le barycentre du réseau de profileurs
suivant l’axe SC/Ob (cf.Figure 5.6). Ainsi, pour ce réseau, les plus petites échelles résolues par
la méthode peuvent être estimées à 25 km.
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