Études concernant les effets du vent sur la neige · 1 Études concernant les effets du vent sur...
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1
Études concernant les Études concernant les Effets du Vent sur la NeigeEffets du Vent sur la Neige
Le Site Expérimental du Col du Lac Blanc
(Grandes Rousses 2700-3300m)
2
Site Experimental (1)
Site de haute altitude (Grandes Rousses 2800 – 3300)
Deux points de mesures permanents sur plus de dix ansMesures complémentaires et périodes d'observations intensives
3
Site Experimental (2)
Canalisation des vents selon un axe nord-sud
0%
5%
10%
15%
20%
fréqu
ence
N E S Wdirection vent
Vitesse du vent <4 m/s 4 m/s <Vitesse du vent < 8 m/sVitesse du vent > 8 m/s
Nombreuses observations d'épisodes de snowdrift
4
Équipements et nouveaux capteursDétection acoustique du snowdrift
Profil vertical de densité de neige transportée
Wind velocity in ms-1 at 1,6 m high0 5 10 15 20 25
Hou
rly s
now
drift
flux
in k
gm-1
0
50
100
150
200
250
Recent snow
Non-dendritic snow
0
5
10
15
20
25
26-janv27-janv 28-janv29-janv30-janv 31-janv 1-févr 2-févrTemps (min)
Vite
sse
vent
(m/s
)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Tens
ion
(mV)
Vitesse Tension
5
Équipements et nouveaux capteurs
Nouveaux matériaux pour barrière à neige
Compteur de particules de neige
Processus d'imagerie de trajectoires (laser)
Stéréo-photogrammétrie terrestre
6
Activités actuelles du site (1)
Profils de perches à neige
La Muzelle 2001
27062708271027122714271627182720272227242726
320850 320900 320950 321000 321050 321100
Y(m)
Z(m
)
altitudemar-03mar-13mar-15apr-26
²²²
Saison 1999-2000: Epaisseurs de NeigeObservées et Simulées avec/sans Transport. NORD/SUD
0
50
100
150
200
250
0901
06
0912
12
0924
0610
0512
1017
06
1028
12
1109
06
1120
1212
0206
1213
12
1225
06
0105
1201
1706
0128
12
0209
06
0220
12
0303
0603
1412
0326
06
0406
12
0418
06
0429
1205
1106
0522
12
0603
06
HTN
(cm
)
0
10
20
30
40
50
ff O
BS (m
/s)
FF CLB
HTN Nord Wind T
HTN Sud Wind T
HTN Nord CHAINE
HTN Sud CHAINE
P29 NORD
P14 SUD
EXP CE / blow2
7
Activités actuelles du site (2)
Stations d'acquisition automatique de paramètres météo
feb-1 feb-2 feb-3 feb-4 feb-5 feb-6 feb-7 feb-8 feb-9 feb-10
Snow
dep
th (
cm)
200
220
240
260
280
300
320
340
360
Win
d v
eloc
ity
(m/
s)
0
5
10
15
20
25
30M ean w ind speed (15m in) M ax w ind speed
Col du Lac Blanc February 2000
8
Activités du site (3)
Périodes d'observations intensives
Sondages détaillés du manteau neigeux
Collecte d'échantillons de neige, profils de densité de neige, …
9
Résultats expérimentaux (1)
Étude de périodes de transport de neige par le vent
Wind speed (m
/s)
0
5
1 0
1 5
2 0
2 5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 1
Snow depth (cm
)
1 2 0
1 4 0
1 6 0
1 8 0
2 0 0
Water equivalent of precipitation (m
m)
0 , 0
0 , 5
1 , 0
1 , 5
2 , 0
2 , 5
3 , 0
3 , 5
4 , 0
4 , 5
5 , 0
C o l d u L a c B l a n c J a n u a r y 1 9 9 6
S n o w d r i f t P e r i o d
W i n d e r o s i o n
W in d a c c u m u l a t i o n
10
Résultats expérimentaux (2)
Nouvelles lois pour la simulation opérationnelle du manteau neigeux
Fresh snow without wind
Snow fallen with wind
11
Résultats expérimentaux (3)
Étude des seuils de vents en fonction du type de neige de surface
Détermination d’un vent local par adaptation statistique des sorties d’Arpège
Définition d’un indice de transport de neige Indtnv =
Vitesse moyenne horaire du vent (m/s)0 5 10 15 20 25 30 35 40
Indi
ce d
e m
obili
té
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0Indice de transport de neige par le vent
absence de transportIndice négatif
indice positif
Transport faible ou modéré
transport important
Neige fraîche et part. rec.Neige fraîche récente
Faces planes (ou 2/3 part. rec. et 1/3 grains fins)
1/3 part. rec. et 2/3 grains fins
Grains fins (diam < 0.3mm)
Grains ronds (diam 1mm)
Grains fins et faces planes
( )( )− × − × + +2 868 0 085 1. exp . Vent IM
12
Utilisation de ces résultats
Modélisation des effets du vent sur la répartition du manteau neigeux à échelle locale.
Nous disposons pour ces besoins spécifiques :o D'une modélisation du vent à l'échelle du massif
(Safran)o D'une modélisation du manteau neigeux (Crocus)
Mise au point d'un modèle spécifique de snowdrift (Sytron)
13
Le vent transporte la neige d'un versant vers l'autre. La structure de la neige est modifiée
Vent
SUDNORD
SYTRON 1D : vue simplifiée
14
Saison 2001-2002: Epaisseurs de Neige Observées et Simulées avec/sans Transport. NORD/SUD
0
50
100
150
200
01
09
01
06
01
09
13
12
01
09
26
06
01
10
08
12
01
10
21
06
01
11
02
12
01
11
15
06
01
11
27
12
01
12
10
06
01
12
22
12
02
01
04
06
02
01
16
12
02
01
29
06
02
02
10
12
02
02
23
06
02
03
07
12
02
03
20
06
02
04
01
12
02
04
14
06
02
04
26
12
02
05
09
06
02
05
21
12
02
06
03
06
02
06
15
12
02
06
28
06
HT
N (
cm
)
05101520253035404550
Dif
f H
TN
(c
m)
+ f
f O
BS
Vent CLB OBS
Nord WIND
Nord CHAINE
Sud WIND
Sud CHAINE
SYTRON 1: Saison 1999-2000: Epaisseurs de Neige
Observées et Simulées avec/sans Transport. NORD/SUD
0
50
100
150
200
250
0901
06
0912
12
0924
06
1005
12
1017
06
1028
12
1109
06
1120
12
1202
06
1213
12
1225
06
0105
12
0117
06
0128
12
0209
06
0220
12
0303
06
0314
12
0326
06
0406
12
0418
06
0429
12
0511
06
0522
12
0603
06
HT
N (
cm)
0
10
20
30
40
50
ff O
BS
(m
/s)
FF CLB
HTN Nord Wind T
HTN Sud Wind T
HTN Nord CHAINE
HTN Sud CHAINE
P29 NORD
P14 SUD
EXP CE / blow 2Saison 1998-1999: Epaisseurs de Neige
Observées et Simulées avec/sans Transport. NORD/SUD
0
50
100
150
200
250
300
090106
091206
092306
100406
101506
102606
110606
111706
112806
120906
122006
123106
011106
012206
020206
021306
022406
030706
031806
032906
040906
042006
050106
051206
052306
HT
N
0
10
20
30
40
50
60
ff o
bs
(m/s
)
FF CLB
HTN Nord Wind
HTN Sud Wind
HTN NordCHAINEHTN Sud CHAINE
P29 NORD
P14 SUD
EXP AF / blow
Saison 2000-2001: Epaisseurs de Neige Observées et Simulées avec/sans Transport. NORD/SUD
0
100
200
300
400
500
0009
0106
0009
1312
0009
2606
0010
0812
0010
2106
0011
0212
0011
1506
0011
2712
0012
1006
0012
2212
0101
0406
0101
1612
0101
2906
0102
1012
0102
2306
0103
0712
0103
2006
0104
0112
0104
1406
0104
2612
0105
0906
0105
2112
0106
0306
0106
1512
0106
2806
HTN
(cm
)
0
10
20
30
40
50ff
OB
S (m
/s)
FF CLB OBS
HTN Nord WIND
Série4
HTN NordCHAINEHTN Sud WIND
HTN Sud CHAINE
P: 1+5+6+7
P: 12+13+14+16
Exp BP / blow 3
1998 1999
2000 2001
15
Les limites/avantages de SYTRON1
Simulations numériques 1D simples sur 2 “profils” virtuels.
Vent initial peu adapté au terrain
Problèmes des conditions limites
Représentativité des résultats et à quelle échelle ?
16
SYTRON 2D
Modèle 2D: en utilisant la topographie réelle à une échelle fine (≈ 45 m)Initialisé par un champ de vent local et des profils de simulation du manteau neigeux (Crocus)Modélisation de l’advection des flux de masses de neige transportéeParamétrisations de l’érosion, accumulation, transformation morphologique, tassement en chaque point, diffusion turbulente, …
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Modèle local de vent : SAMVER
Calcul simplifié d'un champ de vent par adaptation au relief et correction par les résultats des simulations de Méso-nh
19
18 – 20 UTC
Différences d'épaisseur de neige01 mars 2002 17 h utc+6 heures simulation
Lac BlancFlux SW
Accumulation
Erosion
20
Différences d'épaisseur de neige
24 fév 2002
07h utc
+1 heure simulation
Lac Blanc
Flux Nord
Accumulation
Erosion
22
Premiers essais de vérification spatiale des résultats de Sytron 2
L'objectif est d'identifier les zones érodées, d'estimer les quantités de neige déplacée, et de valider les résultats des modèles.
23
Projection des points de la topographie sur la photographie du site expérimental.
Saison 2002-2003 : identification des zones d'érosion/accumulation
24
Comparaison de la modélisation et des observations du site
Utilisation de périodes remarquables de l'hiver 2002-2003
Sorties SYTRON2 : caractéristiques des grains de neige
sorties SYTRON2 : variation des épaisseurs de neige (cm)
26
Perpectives
Améliorer la version 1 de Sytron et l'introduire dans les outils opérationnels du prévisionniste avalanche.Préparer un version pré-opérationnelle de Sytron2
Continuer les observations intensives pour vérifier les prévision de vent et de répartition de la neige.
Essais de photo dans le proche IR
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