Ce premier chapitre de l'examen du BIA est une épreuve de météorologie et d'aérologie. Elle consiste à connaitre de nombreux aspects liés aux phénomènes météorologiques, les pressions, les nuages, l'atmosphère, les fronts, lire des cartes et des schémas, les pressions, les températures, des définitions etc...
Travailler cette épreuve permet d'acquérir certaines bases nécessaires pour appréhender et savoir à quelles circonstances météorologiques et aérologiques l'avion va faire face.
Bonne chance pour les révisions ! ✨
Un nuage est formé suite à un phénomène de condensation de la vapeur d'eau et le refroidissement d'une masse d'air humide par soulèvement.
‼️Il est important de connaitre certains nuages leurs formes, leurs aspects, leurs causes, leurs conséquences etc. )
- On retrouve deux grandes catégories de nuages : les STRATIFORMES et les CUMULIFORMES
- Le préfixe des nuages dont la base est la plus élevée est : CIRRO
Dans un cumulonimbus, on peut rencontrer des ascendances* dont les valeurs maximales peuvent atteindre 20 à 40 m/s.
- L'ordre de grandeur de l'extension verticale des cumulonimbus est 10 000 mètres.
- Les cumulonimbus sont des nuages instables et dangereux qui peuvent provoquer des averses, de la grêle, de l'orage et des dégâts considérable à un aéronefs.
*ascendances : courants d'air qui monte.
Ces nuages sont associés à une masse d'air et une atmosphère instable
C'est un nuage plus particulièrement recherchés pour pratiquer le vol à voile, vole libre ou de planeur longtemps.
- Les NIMBOSTRATUS sont des nuages qui produisent des précipitations durables et continues sous formes de pluie fine ou de la neige.
- Les ALTOCUMULUS LENTICULAIRES peuvent indiquer la présence de turbulences sévères.
- Les NUAGES LENTICULAIRES sont le signe d'une forte instabilité.
L'ANÉMOMÈTRE est l'appareil servant à mesurer la vitesse des vents au sol, il est généralement placé sur un pylône pour éviter les effets de la couche de frottements en surface. Cependant, en altitude, la vitesse et la direction du vent se mesurent à l'aide d'un ballon sonde
Dans les messages et cartes aéronautiques, l'unité utilisée pour exprimer la vitesse du vent est le Noeud
Un vent du 090/20 vient de l'est à une vitesse de 20 kt.
LES VENTS
- Le MISTRAL est un vent qui souffle du nord vers le sud dans la vallée du Rhône .
- Le VENT D'AUTAN vient du Sud-Est et souffle vers le Nord-Ouest.
- La TRAMONTANE est un vent qui souffle du secteur Nord-Ouest entre les Pyrénées et le Massif Central
En très haute altitude on peut rencontrer des courants de vents puissants appelés Jet-stream.
LES BRISES
La brise de pente (montante) est un phénomène qui a lieu en montagne et de jour.
La brise de mer s'établit en milieu de matinée et cesse en fin d'après midi .
Le milieu d'après-midi, est le moment de la journée où la brise de mer est la plus forte
La brise de vallée descendante s’établit en début de soirée lorsque les versants montagneux la nuit se refroidissent plus vite que les fonds des vallées.
LES TURBULENCES
Lorsque le vent est fort au sol, des turbulences causées par les imperfections du sol et aux obstacles se développent en basses couches.
Le cisaillement et la turbulence sont des petits mouvements aléatoires qui perturbent un flux d'air.
Les turbulences en plaine dans les basses couches de l'atmosphère peuvent être provoqué par la convection*.
Généralement, on parle de la composition moyenne en VOLUME.
Les chiffres sont un peu moins précis (ils sont arrondis), mais sont corrects :
78% d'Azote, 21% d'Oxygène et 1% d'autres éléments
Par conséquent :
Les 2 principaux composants de l'air sont l'azote et l'oxygène.
L'atmosphère est composé majoritairement de diazote N2
La masse volumique de l'air en atmosphère standard est de : 1,225 kg/m3
En s'élevant en altitude, la densité de l'air diminue.
Sur une carte météo, un front froid se traduit par une ligne bleue possédants des triangles pointés dans la direction de son déplacement. C'est une surface séparant un air froid en mouvement d'un air plus chaud qu'il soulève. Dans un régime dépressionnaire, le ciel de traine** suit le front froid. Autour d'un front froid, l'air froid repousse et soulève l'air chaud.
Un front froid avance plus vite qu'un front chaud.
Même chose pour les fronts chauds représentés par une ligne rouge possédants des demis cercles orientés vers la directions de son déplacement. Au niveau d'un front chaud, l'air chaud repousse l'air froid devant lui et passe au-dessus
Enfin, une occlusion est représentée par une ligne violette possédant une alternance de triangles et de demis cercles. C'est une zone très nuageuse pluvieuse avec un plafond bas.
STRUCTURE FRONTALE
Une structure frontale est le soulèvement de l'air chaud au dessus de l'air froid, ce qui crée des limites nuageuses plus ou moins actives.
SECTEUR CHAUD
- Zone à l'arrière du fronts chaud et à l'avant du front froid
- Par exemple, sur ce schéma d'une perturbation le numéro correspondant au secteur chaud est : 3
"CIEL DE TRAÎNE" OU "TRAÎNE"
La "traîne" (ou le "ciel de traîne") désigne la zone de temps instable s'étendant à l'arrière d'un front froid. C'est tout simplement le retour des éclaircies après la pluie d'un front froid, mais avec de fréquents passages d'averses (parfois accompagnés de vent et de giboulées).
La pression atmosphérique est générée par le poids de la masse d'air qui est au-dessus du lieu d'observation. C'est la force qui agit sur une surface donnée.
INSTRUMENTS DE MESURE DE PRESSION
- Le Baromètre : Il mesure directement la pression atmosphérique (souvent en hectopascals, hPa). On l'utilise au sol pour la météo.
- L'Altimètre : Il capte lui aussi la pression atmosphérique (via les prises statiques de l'avion), mais sa mécanique interne convertit cette pression en une altitude (en pieds). Plus l'avion monte, plus la pression baisse, et l'aiguille de l'altimètre tourne vers le haut.
- Dans le système international et aéronautique , l'unité de pression utilisée est le pascal.
- Dans l'atmosphère standard, au niveau de la mer, la pression est de 1013,25 hPa ( hectopascal )ce qui correspond à 101 325 pascal.
⚠️ Il faut savoir que l'on perd 1 hPa à chaque fois qu'on grimpe de 28 ft. Exemple : si on s'élève à 2800 ft on perd 100 hP.
- En atmosphère standard, plus on s'élève en altitude, plus la pression diminue tout comme la température.
- Sur une carte de pression, une ligne qui joint les points d'égale pression est nommée : Une Isobare. Sur une carte lorsque les isobares sont très serrées les vent sont de fortes intensités.
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Autour des centres de pression, la circulation des souffles s'effectue des hautes pressions vers les basses pressions, dévié vers la droite dans l'hémisphère nord par la force de Coriolis.
Si un avion vol d'une dépression vers un anticyclone dans l'hémisphère Nord à basse altitude, le pilote peut constater que le vent vient de la droite*
Si un observateur se place face au vent dans l'hémisphère nord, la dépression et l'anticyclone se situent de la manière suivante : Anticyclone sur sa gauche, Dépression sur sa droite*
ANTICYCLONES : Un anticyclone une zone de haute pression.
- Le vent tourne dans le sens horaire dans l'hémisphère Nord et inversement dans l'hémisphère Sud.
- Il est caractéristique du beau temps. Sur une carte, il est symbolisé par un A majuscule.
DEPRESSION : Une dépression est une zone de basse pression ( vaste région dont la pression est inférieure à 1015 hp et dont la pression minimale est située au centre ).
- Le vent tourne dans le sens antiphonaire dans l'hémisphère Nord et inversement dans l'hémisphère Sud.
- Elle est caractéristique du mauvais temps. Sur une carte elle est symbolisée par un D majuscule.
TALWEGS : Un talweg est une zone de plus basse pression que les régions environnantes
DORSALE : Une dorsale est un axe de haute pression.
MARAIS BIOMÉTRIQUE : Un "marais barométrique" est une zone où la pression varie peu.
Dans l'hémisphère Nord, un anticyclone est représenté comme cela :
Voici la schématisation du sens générale des vents entre un anticyclone et une dépression dans l'hémisphère Nord :
EXEMPLE : Sur cette carte, la pression atmosphérique la plus élevée se situe sur l'isobare : 2 ( anticyclone )
RÉSUMONS : par exemple sur cette image :
La zone 1 représente un col (col : zone de transition calme située entre deux anticyclones et deux dépressions qui se font face).
Dans le secteur de la zone 2, les vents viennent du Sud-Ouest modérés à forts.
La zone 3 correspond à un secteur chaud ( A l'arrière du fronts chaud ).
On peut dire que la zone 4 est un anticyclone (A) et dans ce cas c'est celui des Açores.
Voici la schématisation des changements d'états nécessaires à connaître dans ce chapitre :
ROSÉE
Le point de rosée est défini comme la température à laquelle il faut refroidir un volume d'air pour qu'il y ait condensation.
Par exemple sur cette image :
Le phénomène observé est de la rosée.
On peut en conclure que durant la nuit, au voisinage du sol le taux d'humidité relative a atteint 100 %.
Et donc cette nuit la vapeur d'eau a subit un changement d'état qui se nomme la condensation.
GIVRE
Durant le vol, si du givre se dépose sur un aéronef, cela peut être un phénomène très dangereux.
Une conséquence possible du givrage est une altération des profils aérodynamiques. Par exemple pendant le vol, Le givrage des ailes modifie le profil aérodynamique de l'avion. En perturbant l'écoulement de l'air, il diminue l'efficacité des commandes et dégrade les performances, ce qui menace directement la sécurité du vol.
Le givrage cellule se produit quand un avion traverse des zones contenant des gouttelettes d’eau en surfusion (liquide à température négative). Il est dû au vol dans des couches saturées en eau liquide à températures négatives.
La cellule d'un avion peut givrer dans les nuages et hors nuages.
BROUILLARD
Quand la température est égale ou inférieure au point de rosée il faut s'attendre a du brouillard.
On parle de brouillard lorsque la visibilité horizontale est inférieure à 1 Km.
Le principal danger induit par le brouillard sur le vol est la diminution de la visibilité.
La formation la plus commune du brouillard est due au rayonnement nocturne du sol et à la condensation de la vapeur d’eau.
Par exemple :
Le phénomène météorologique observé sur cette photo est du brouillard.
En cas de brume, la visibilité est comprise entre 1 et 5 km.
EFFETS ET PARTICULARITÉS MÉTÉOROLOGIQUES
Une rue de nuages est un alignement de cumulus parallèles à la direction du vent. C'est une particularité météorologique que l'on rencontre les jours où il y a du vent.
L'effet de Fœhn est le réchauffement et l'assèchement de l'air lorsqu'il redescend le côté abrité d'une montagne. C'est un phénomène météorologique que l'on rencontre en montagne.
La trouée de Foehn est le résultat de l'effet de foehn, c'est une zone de ciel clair sous le vent d'un relief par suite d'assèchement de la masse d'air.
Selon la limite de Karman, l'épaisseur de l'atmosphère est d'environ 100 Km.
Il existe 4 grandes couches dans l'atmosphère ( et 3 autres couches importantes à connaître ).
Les voici :
La surface atmosphérique se situant vers 11 000 m d'altitude est appelée tropopause. Elle se trouve généralement à une altitude plus élevée à l'équateur qu'aux pôles.
La couche de l'atmosphère où se concentre la très grande majorité des phénomènes météorologiques est la Troposphère.
En atmosphère standard, plus on s'élève en altitude, plus la température diminue tout comme la Pression.
En s'élevant en altitude la température diminue de 2 degrés tous les 1000 ft (pieds).
En atmosphère standard la température est de 15 °C au niveau de la mer.
Dans l'atmosphère standard, la température diminue d'environ 6,5 °C par kilomètre d'altitude.
Par conséquent : En atmosphère standard, à 1000 ft, la température sera d’environ 13 °C
- ( -2°C par 1000 ft )
- ( 15°C au niveau de la mer - 2°C = 13°C ). ACCUEIL