En traversant les nuages au voisinage des aéroports, les avions renforcent localement les précipitations et les chutes de neige. © Aleksandrbs, Fotolia

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Les avions rendent les précipitations et les chutes de neige dix fois plus intenses

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Les avions et la météo sont complémentaires. Plus que jamais. Une étude invite les prévisionnistes à prendre en compte l'influence du trafic aérien sur les précipitations et les chutes de neige, grands ennemis des aéroports. Il apparaît en effet que les avions sont capables de déchaîner les éléments.

Sur les images du radar météorologique de l'université d'Helsinki, de longues traînées apparaissent donnant corps aux couloirs aériens. Car, dans le sillage des avions, et cela, sur des kilomètres, les précipitations ont redoublé d'intensité. Des chercheurs finlandais ont observé ces bandes au voisinage de l'aéroport d'Helsinki-Vantaa, le plus important du pays. Leur étude, publiée dans le Journal of Geophysical Research : Atmospheresdémontre que les avions peuvent accroître brutalement, en moyenne d'un facteur 10, les averses et les chutes de neige.

Cela n'a rien à voir avec les prétendues chemtrails -- théorie conspirationniste assimilant les traînées de condensation des avions à un épandage de produits chimiques --, ni avec une expérience d'ensemencement des nuages par des aérosols pour modifier le temps, et encore moins avec la pollution. Les précipitations accrues se produiraient « même avec des avions absolument écologiques, n'ayant aucune forme de combustion ni de carburant », assure dans un communiqué Dimitri Moissev de l'université d'Helsinki, premier auteur de l'étude. Le passage fortuit des avions ne fait que mettre le feu au poudre dans des nuages où des conditions un peu particulières sont réunies.

Des flèches formées par de fortes précipitations pointent vers l'aéroport

En examinant onze ans de données issues du radar météorologique de l'université d'Helsinki, entre décembre 2008 et janvier 2018, Dimitri Moissev était certain de trouver « quelque chose d'intéressant ». Et en effet, ses collègues et lui ont comptabilisé pas moins d'une soixantaine de bandes de précipitations accrues, réparties sur un total de 17 jours.

Une bande de précipitation accrue (en jaune à gauche) laissée par un avion se préparant à atterrir à l'aéroport d'Helsinki-Vantaa (EFHK) en mars 2009. Cette image provient d'une station radar dans la ville de Kerava (KER), dans la banlieue nord d'Helsinki. L'université d'Helsinki se situe, quant à elle, dans le quartier de Kumpula (KUM). © Dimitri Moissev et al., AGU, Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2019

Les bandes, longues de quelques kilomètres à plusieurs dizaines de kilomètres, étaient inversement très étroites, « peut-être une centaine de mètres » de largeur, précise Dimitri Moissev. Elles persistaient durant une demi-heure à une heure, et les précipitations, en l'occurrence les chutes de neige, y étaient 6 à 14 fois plus intenses par rapport aux précipitations environnantes. Elles semblaient toutes fléchir en direction de l'aéroport d'Helsinki-Vantaa. En comparant les archives du trafic aérien, les chercheurs ont constaté que, dans la plupart des cas, des avions étaient passés à une distance de 2 à 10 km de ces bandes de précipitations accrues.

Une réaction en chaîne dans des nuages en surfusion

Les bandes de précipitations accrues sont dues au passage des avions à travers des nuages constitués de gouttelettes en surfusion, demeurées liquides bien que la température soit en dessous de zéro, typiquement entre -15 et -20 °C. La baisse brutale de pression créée à l'extrémité des ailes fait chuter localement la température jusqu'à -40 °C, voire en-deçà, et déclenche leur cristallisation.

Le phénomène ressemble fortement aux cavums (trouées dans des nuages assez fins lorsque les cristaux de glace, formés à la suite du passage d'un avion, tombent) laissant transparaître le ciel bleu. Que cela puisse engendrer des précipitations n'est donc pas surprenant, mais Dimitri Moissev et ses collègues sont les premiers à l'observer avec autant de détails.

Des cavums laissés par des avions traversant des nuages en surfusion lors de leur procédure d'approche de l'aéroport Suvarnabhumi de Bangkok, en Thaïlande. Ils peuvent être circulaires, ou rectilignes comme ici. Les cristaux, en tombant, forment des filaments de virgas, des précipitations qui n'atteignent pas le sol. © Ian Jacobs, Flickr, CC by-nc 2.0

D'après les chercheurs, dans le cas des bandes de précipitations accrues observées à Helsinki, les nuages de gouttelettes en surfusion incriminés flottent à l'altitude à laquelle les avions effectuent leur phase d'approche et surplombent les nuages d'où s'abattent les précipitations. C'est dans cette couche nuageuse supérieure que démarre une réaction en chaîne : la formation de cristaux augmente, exacerbant leur fréquence de collision et leur agrégation en flocons de neige de plus en plus gros, qui tombent dans la couche nuageuse inférieure, amplifiant les précipitations préexistantes.

Des prévisions météo à court terme

Afin d'identifier ce mécanisme, les chercheurs ont concentré leur analyse sur 23 de ces bandes, car ils disposaient de données complémentaires, par satellite et au lidar (télédétection par laser), pour les étudier. Ils ont ainsi remarqué que le phénomène s'amorçait au-dessus des nuages de précipitations. Quelques observations au niveau du sol concordent également avec leur explication ; elles mettent en évidence des flocons plus gros et en plus grande concentration à l'intérieur de ces bandes par rapport à la neige tombant dans la zone autour.

Comprendre l'influence du trafic aérien sur la météo est utile pour le bon fonctionnement des aéroports. Des prévisions à court terme, dans les 2 à 6 heures, estime Dimitri Moissev, permettront d'anticiper un renforcement local des pluies et de la neige susceptibles d'impacter les vols.

  • Les précipitations (pluies et neige) peuvent être en moyenne 10 fois plus intenses au voisinage des aéroports.
  • Les chercheurs expliquent ce phénomène par la formation de cristaux dans des nuages de gouttelettes en surfusion, suite aux perturbations engendrées par les ailes des avions.
  • La chute des cristaux de glace dans la couche nuageuse inférieure s'additionne aux précipitations déjà en cours.
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