Un des meilleurs outils en météorologie pour étudier l’atmosphère est le radiosondage. L’analyse d’un radiosondage va fournir aux experts de la qualité de l’air des informations précieuses sur la stabilité de l’atmosphère, les couches de mélange et les couches d’inversion de température responsables des épisodes de pollutions.
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Cette méthode de mesure consiste à lâcher un ballon sonde d’hélium dans l’atmosphère et de mesurer les paramètres météo tout au long de son ascension depuis la surface du sol jusqu’à une altitude de 15 km : pression, température, humidité, vent par mesure GPS, concentration en ozone. Un réseau de stations de radiosondage existe en Europe. A ces stations, des ballons sont relâchés au moins 2 fois par jour à 00 TU et 12 TU.
En France, il existe plusieurs stations à Paris, Nîmes, Brest et Bordeaux opérés par Météo France. Les données sont produites par les services météorologiques nationaux et sont des données libres de droits qui servent essentiellement à la réalisation de prévisions météorologiques.
Le radiosondage : un outil pour quantifier la stabilité de l’atmosphère
Ces données d’un radiosondage sont représentées dans un diagramme, l’émagramme, qui va indiquer plusieurs données essentielles sur l’atmosphère en fonction de l’altitude et de la pression : la température de l’air, la température du point de rosée, la vitesse et la direction du vent. L’émagramme fait apparaître des abaques qui permettent de calculer le rapport de mélange en vapeur d’eau et de déterminer la stabilité d’une couche de l’atmosphère avec les courbes de températures adiabatique sèche et adiabatique humide.
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Détection des couches d’inversion de température et des couches de mélange
La lecture de l’émagramme va permettre de déterminer facilement la présence de couches d’air neutres ou de couches stables dans la couche limite atmosphérique où sont émis les polluants. En fonction de la saison et des conditions météo, la couche limite atmosphérique aura une hauteur comprise entre quelques centaines de mètres l’hiver et 3000 mètres ou plus l’été.
Une augmentation de la température avec l’altitude (couche d’inversion de température) indique la présence d’une couche d’air très stable. Les polluants seront piégés sous cette couche et en présence d’émissions de polluants sous cette couche, les concentrations augmentent : c’est le mécanisme d’apparition des épisodes de pollution. La stabilité va aussi impacter la vitesse du vent qui jouera un rôle défavorable sur la dispersion.
La détection des couches stables est un paramètre clé pour comprendre les épisodes de pollution
Une analyse détaillée des radiosondages réalisés durant la nuit et en journée va renseigner les experts en qualité de l’air sur le développement de la couche de mélange en mesurant sa hauteur au-dessus du sol et ainsi connaître l’impact de la météo sur la qualité de l’air de manière fine.
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