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Incertitudes dues à BT et au modèle

Retour : 05- Le calcul de trajectoire

Voir aussi : prévision de trajectoire - Vol d'une RS - Les courbes et les fichiers de données - Utilisation de Balloon Track - Mode d'emploi de NOAA-READY - Le diagramme des vents -  Les parachutes et le calcul de la trajectoire en descente -

Indépendamment du caractère improbable des prévisions et des paramètres du vol (vitesse de montée et de descente, altitude d'éclatement) une première source d'incertitude correspond au fonctionnement propre du logiciel Balloon-Track et du modèle d'atmosphère qui est utilisé pour le calcul. Quelques essais et statistiques permettent de mieux voir ce qu'on peut attendre de BT.

Principe

Grâce au décodage des informations transmises par différentes RS92SGP ou M2K2DC, dont la position et l'altitude sont mesurées par GPS, on peut déterminer la trajectoire exacte d'une radiosonde, mesurer la vitesse de montée, la vitesse de chute et connaître l'altitude d'éclatement. Il reste à attendre la mise à jour de UWYO avec les données météorologiques réelles (vitesse et direction du vent à diverses altitudes) pour obtenir un diagramme des vents correspondant à la réalité du vol.
En faisant tourner BT avec ces données exactes, on devrait obtenir une prévision parfaite. Ce n'est pas tout à fait le cas.

Résultats

Sur la courbe ci-contre sont représentés les écarts relatifs (en %) entre la position calculée par BT et le même point mesuré sur la trajectoire réelle et ce en fonction de la distance parcourue par la radiosonde.
Exemple :
Le 15/12/2007 la RS de Baiersbronn (Allemagne) a déjà parcouru 170km et se trouve à 2200m d'altitude au moment où son signal disparaît. Par le calcul, la distance entre ce point de coordonnées réelles 47.21-7.28 et la position prévue par BT (47.23-7.20) est de 6km ce qui fait un écart relatif de 6/170=4%
On voit que, bien que la dispersion soit grande, la courbe de tendance indique que l'écart relatif est d'autant plus faible que la distance parcourue est grande. Ainsi, quand la distance parcourue est de l'ordre de 20km, l'écart moyen est d'environ 50% ; autrement dit de 10km.

Tentative d'explication

Plusieurs raisons peuvent être avancées pour expliquer les écarts.
1) Réalité apparente des paramètres
A priori, les paramètres sont réels :
- vitesse moyenne de montée +196m/mn
- vitesse moyenne de chute -1669m/mn
- altitude d'éclatement 26300m
La vitesse de montée (pratiquement constante) et l'altitude d'éclatement sont fiables.
La vitesse de chute est loin d'être constante. Au début de la descente, elle peut dépasser 60m/s à cause de la faible densité de l'air. Elle diminue progressivement en se rapprochant du sol. C'est la vitesse d'impact que l'on fournit à BT.
En principe, la surface du parachute et ses capacités de freinage sont invariables entre le moment de l'éclatement et l'atterrissage mais en fait le parachute peut se mettre en torche, les restes de l'enveloppe peuvent se déchirer et alléger l'ensemble ou encore se mettre en boule avec le parachute. L'ensemble peut se charger d'humidité en traversant un nuage. Voir la page : Les parachutes et le calcul de la trajectoire en descente 
2) Variations du diagramme des vents
Sur le windgram ci-contre, on voit que les vents dans la première colonne sont faibles mais très variables. On considère qu'à l'intérieur d'une tranche d'altitude la direction et la vitesse du vent sont fixes. Ce n'est pas la réalité comme on peut le constater entre les altitudes 900 et 850hPa, toujours dans la première colonne, quand la direction du vent change de près de 60 degrés.
On voit que lorsque les vents sont relativement forts (deuxième tiers de la figure) les directions changent peu. On peut alors considérer que la direction du vent est constante sans provoquer des erreurs importantes.
Les vents forts déplacent les radiosondes sur de grandes distances avec une bonne régularité, tandis que les courtes distances sont provoquées par des vents faibles et très changeants. Ces principes expliquent en partie la forme de la courbe de tendance du graphe ci-dessus.