extraction et traitements pluviographiques -...
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INTRODUcnON
La résolution joumàüère des <toJ1Ilées.depl&ipitiiii~n5'~'~~ ;pas,s4~e pour çertafues'études des répartitions ·spatio....tetn.porelles~ prééipltât~En~tilier;la D)odé~tioh desécoulements,l'.estimation'des précipitations .par satellites.lasmuilaiiQÙ-dç 'pluie:~éCesstiÇ'~(cdnnais$ànce'dd~intensité pllPliométJ;iqueà des pasdè 'tempsihférieurs. Pou,funèR,lême q~nûté1~n131ièrè,l'~c-tian phys~gued~ 'p'écipitationseSt~ifférèntè $~~.\s'a~it 'd'une; 'f?ite,~sè,'t~:ID.f)éè"~~.'ve"~:~e:teJ.D~s, o~d'.unepluJeœntin1Je :sur 24 heures. 11 est ,donckMlispensa'blè de '4ispO'Sef ~'oo@S Wor~lqtJeS per.".mettant'41~eodes'fichiers.phMQgrapbiques les<lonnées·'~
cette nc;>le~rit -querquesprogra1I11iles,permeftarit 'd'obtëftir~'~votil~~~ ·P#r.l~rtraitement ultérieur :avec 4iffél,lents log.ièielS dt! roQnerèe tels~ L<?'fU$, ~TATGAAPH;~C~ :c~SURFER. Il est posSible d'obtenir là r~tatioodlronoIQfque 0013. rtJlWtitiop ,~tial~ ~ \,Ùl-tensité des pluies des événements 'èboi$$. ,
FICHIERS D:ENTREE
Les fichiers 'd'entrée sont les fichiers obtenuS ap~ trilÏtemenl des~~lies Ôedi{fè, possédant l'extension .LAB.. ~r structure est rilppclft en am.é. Il est posSibÎè ~temeni d~ tràin:~ ~fichiers de relevés pluviographiques intégraUXt à èoDdition qùè ta stnlcture dè'l'el\têtè soi~ au ri\êtliêformat que celle des fichiers LAB. J'ai du légèrement modifier l~ntêre de ~eri~ 4~ laboratoireà l'aide d'un éditeur pour les tendre compatibles arec les~JiW .
Les programmes nécessitent un fiçhler par station; "Tee les dilTéren~ eri~gis~ments in-:,sérés dans l'ordre chronologique. Cette structure a été ehôJsiê eri l'abSen~ dè,lti~iciers 4i$~D,iblescapables de gérer la banque pluviographîque en attès direct. La lècture des DcffietS ~i ~ijehtiètIe,donnant un temps d'accès relativement long. Mais mie~ v6ùt lm ÜliqpS d'a~ JQlig que pa$ 4'acct&~~ , .,.
Le fichier d'identification des stations .est nétcSsalre polJt F6btèntlori dù 'QOOi ~t ia. J~lisatjondes stations (structure PLUVIOM).
LES PROGRAMMES
L'IVAR
Ce progranune' ext'alties dorüiées b1üte'stei'îip9-tti1Ô,uls d'6iîe s:tation piitt'r .1Jne p'éri,9dedotméeL Le fichier obtenu poSSède' unprtrnier enregiStrement contenant le numé!ci d'identlficatioQ:de fa station, les eMctg$strcMUtS sb~ .SOM c6nstit\t6S ~, te!nî>s, ~ d'es: ,Cumuls'COitespondants,(~llD dlIamp de dix ear~cs> dla€UR'.·
STVAR
Ugerement diJférent dtr .prœ6denl', il eatcüle l'H\lbhSiŒ: plüvio~ét'tiquf eDt m.mIh ëi\t're deux,dœmées. oonséCutiVes;dhi fichier pliMograpbi~U6. Si lbs- dtirtriée$' SQhtsépaféèS;_~~plqSd'l.lii,è' ~ëUre,llliiJtensité-est calt:.ulée: sur. une période d'une heure: Le_pSestt,~rînléei1' JI\ùiu~'~ pà~r d_fdé1butlde"la séquenGe;.~· sortie permet- d'obtei\ir Ja sért.e:~Qnt)lOgiqué' d~ ;\litbrisit~·4tud~~nelIDent
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oUTLo
Ce programme cot'lstitu'e des fichiers multipluviOgrapruqu'èS c:l'é différentes stétiohs à un pasde temps choisi. Le calcul du cumul de pluie afférent à chaque pas dè temps comprend une interpola"'"'tion linéaire en début et fin du pas de temps, pour tenir compte de la part de pluie des données con"'"nexes. Lorsque l'on utilise ce programme pour la pluie journalière, il peut exister de légères différences avec les données dépouillées :. la main.
Deux sortes de fichiers de SOnt disponibles , des fichiers facilement mteifaçables avèé Lô=TUS et d~ fichiers spatio-te~llporels compatibles 8\U sUR..'t<ER contenant la date et la position desstations en Km pat rapport à une origine.
Les fichiers "LOTUS" possèdent un premier enregistrement èOntenant le nUméro diidenOO"'"'cation des stations. Les enregistrements suivants sont constituéS du temps en sett>ndes à partir du dé=but de l'événement choîsi, puis des cumuls au pas de temps choisi formatés sur dix caractères. Ils per""mettent d'étudier sÎfnultanément une même aversc à différentes station&.
Les fichiers "sURFER" rontiennent un enregistrement avec la datê et llheurè, tes enregis;...trements suivants sont cOnstitués de l'abscisse, l'ordonnée, le cumul tt le nom de la station, pèrmet""tant d'obtenir alots les isocontouts cotrespondant de chaq':~ évértemèfit
DEROULEMENTDESPROG~S
A l'appel de PLUGRAPH un premier module est chargé pour demander le noni des diffé""tents répertoires de données : répertoire des fichiers LAD; tépërtoîrt! des fiêhiers de sortièl répertoiredu fichier d'identification, et nom du fichiet d'idètltÎtitatÎon.
A l'appel d'un des modules le programme lit le rtom dès fichieR pluviographiques ptésèntsdans le sous répertoire des donnéesl et les présente à l'écran. On peut Ile déplaêer dans le tableauave<: le curseur, et choisir les stations à l'aide du retour chariot.
Ensuite il faut saisir les dates de début et de fut de séquenêèl et le pas de temps pour OUTLO. La touche ESCAPE sert toujours au tetour en arrièrg d'un champ à un autrê,
EXEMPLES D'UTILISATION
Pour illustrer cette note, j'ai choisi dè présentet quelques diagrammèli que j'on peut obteniren utilisant ces programmes couplés avee LOtuS et STATGRAPHICS, pour llétude d'un événementexceptionnel, du 15 au 16 Novembre 1986 eatre 21h et 6h à Merw...rt La répattition spatiale des pré"'"cipitations journalières est repté!ientéè à l'aidè des isohyètes sur la figute 11 et en représe!1tation entrOis dimensions sur la figure 2. Cette représentation ést plus parlante que la représentation plané; LaGuadeloupe est vue du Sud Est, pour mieux mettre en éVideiice les rapports entre la forte quantitéd'eau tombée sur la Basse""'Terre et le poste de Mer'Watt, oompürée à ia Gmnde-Terré, L'effet dé "falaise observé autour de la Guadeloupe provient de l'application d'lin masque ayant grossièrement laforme de la Guadeloupe.
La figure 3 ptésèntè l'Î11t~nsitê et le ëUmul de pluie tets qu'ils sont enregistré§ sur le fichier.Ce diagramme est obtenu en utilisant STVAR pour extraire les donnéès dû fichiell et LdTUs pourla réalisation du diagramme.
Us figures suwantes (4 à 10) reptésentent l'événement à différènt.9 p85 dé tèmps comprîs entre 10 s et 30 miJtuites, faisant apparaîtrè le lissage progressif dé 1'âE:crolssement du pas de temps. De
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'CeS figures nousavona extrah l'intensîté maximale 'Observée a chaque pas de temps en fonction du l<?garithme décimal dupas de1èmps, et calculé la régr~ion Iin~e, représentée sur la ,figure 11. 00observe pour le corps cfaverse une décroissance linéaire èntre l'inten:sité maximale ei lè logarithine dupas de temps. Cette caractéristique intéressante mériterait d'être çOnfirmée SUl d'autres cas, 16 pentede la droite de régression pouvant être un mayen de caractériser les averses..
La figure 12 repr~fite rajustement d1une ioi de WelbuU à iihistogramme des intensités.
z- RETENUE 2 le SMai 1981
Le deuxième exemple concerne l'étude d'une série de f()rte$ .averses. Dans un rapport précédent. la classification .automatique des précipitations journalières sur ttne zone géographique homo.:.gène de faible dimensiOn (15 par' 7 Km) a pen'nis de distinguer quatre cla5ses d'intensité conveètiv.edécroissante. Dans ce rapport je présente le hyétogramme d'une .station pluviographique du réseau,pour les journées à plus forte précipitation de la classification. Cette étude à été entreprise pour montrer 12 Jtructure des fortes averses en zone tropicale. essayer d'en dégager leurs caractéristiques. etd'analyser la réparti!ion temporelle des précipitatioWl journalières, La connaissance de tette répartition est importante dans différents domaines ; cà particulier la u.odélisation hydrologique des écdu-=lements au pas de temps journalier. et l'estJmatiQ.Q.des pr~pitations pif ~tenite..
La zone d'étude est 4écrite dans lapub1icatioo précédente Les:Séules doiiliée~ Pluviotr.aphi~.ques disponibles de ce réseau prOYÎennentde la statiOn Nn'ENtJE ~ d'est Uri pluYiogtaphe dàSSiquèà tambour dont les données Ol'1t été saisies à l'aj~ djuoo tàJ:jk àdi~. ,et èQ.règiStrkS dans .. ti=cWer de type relevés pluviographiques intégraux.
Les différentes journées sont représentées JW'~ figura ~j à ,lo~ L'inté~è <le ~mps .lot:a1est de 24 heures, et l'origine des temps est 8 h du mWn, ,eprre.sponda!it à l'heUfe 4ut~éJo~~
us diagrammes représentent l'intenshé en mmIb œe~urée .entre deux baseuierrtenp, ~j,que le .cumul successif des différents basculements.
Le trait le plus marqUànl de la~upart des h)\étOgraiIUi1ès œt~.inte~ d.es averSesSucce5SÎVeS sur 24 ft., caractérisé par la spccessiœ ,de' forts piC$ d'iatensité. Cette fo.rtè ~.ariabi'lité del'intensité pluviométrique est caractéristique des précipitations et a déja été natée pâ(difféients :81,1teurs. Elle peut être mise ~r le compte de 1Bo Vllria1>üité naturelle .deS'llaag.escO~s. ,ou de la dé":'ficimœ du capteur p1uviométr1que, .qui peut être pertur.bé par tes fortes rafa.t~ de *èi1t . dans lesgrains. Cet aspect pourra être abordé par l'ébldedéS h'yéf.pgfaftUlDesooteriu'~ l'iriCidogr,aphé:
Om.distingue trois types .de journée5 ;
1 les journées:8 averses ,mûltiiples,2 les journées'à une seule forte :averse unique ,dont ~ertleilleur eXempté est' l~:iMai 1~1,,3 Iesjourné.es à fa~ble tintensité p.lu.vi.ométrique e.t:à précipitation mntinue.
On constate ,donc <Iue 'si du .PQint ,de ·:vue.du c.umul journalier :sur :la zon~,~es journé,es sontrassemblées dans ,UEle même .classe, 10rsque J'on .examine 'la pluviographic::, on· décP»Vre uhe ,grande'v.ariabilité ,d1intensitéet'. dUli.6e ,des :&Verses.
Le5 fortespréclpitaflons journalières'sont-Ie œsulta.(solti d1ilne:seuIe8 <aVer!se'.tbt1e;·soit d'ùrle'sucœsSioo,d'a\terse6, :seit d'une pluie peu inte~ .mais durant plus ,de 12 h surU h. t>n œnstate éga:1tmlmrt ,que ;letype d~av.erse lCSt indépendant :du~ -de temps. En effet la série du Jl ~obre au 5NOSlembre, ,cQllresp0ndant:à ,une .dépresSioD'dè'gtande.étlielle rentrée sur 1a' ,mer des' Caràibès,' se'jl81"t&e .entr.e·1IJle :série :d'aver-s.es" ,et'lune pluie· pe.u' inteJlSë. rtlàis 'continue. far.cOntr~ il'-semblerâit que:lès .éVènements .exceptionnels'co~aient: pJÙlêfau typc:d'une seu(e {olite 1lVtl'Se Jtès:intense;'
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L'évènement du 2 mai est. ~eptio.nn~l, ave.<; une pé~iode de retour de 25 ans en précipi,~-:"
tion journalière, comme Je montre l'ajustement de la figure 32. II se distâlgue nettement des ~u~~s
par la durée des fortes intensités, et la faible durée totale de l'évènement (4 heures). La loi de Wei\>'y~
est celle qui représente le mieux l'histogrm:nme des intensités (figure 33), comme dans le cas de M~-.wart. Par contre l'histogramme des intensités de toutes les averses est repr~~té p~utôt Mr un~ \~~
exponentielle (figure 34).
La figure 31 représente les histogra~s de l'averse ~u 2 M~i à. ~eux sta1ior~ : R~ten~~ ~..est situé au vent de Barot à une distance de 15 Km. La pluie ~tense d~t>ute à Bar()t enVÎ{o~ 1 he~,~
après Retenue 2, s~ggérant une faible vitesse de déplacement des nuages (7.5 Noeuds). Ceper.\lant ~est troublant de constater que la pluie cesse à Barot égalem:;;nt environ 1 heure :\vant Retenue 2, s~
gnifiant qu'une part'e des masse nuagueuses ayant affecté Retenu~ f. n'~ pas in'éressé Barot ~ojt ~~
système est resté stationnaire au dessus de l'Est de la Grande Terre, solt ~ s'est dissipé avant d'atte4t-::dre Barot Nous ne f.isposons pas de données pluviographiques entre ces deux,tations, permettant Jçlever le doute. Quoi'1u'i) en soit, la pluie du 2 Mai 1981 sur Retenue 2 semble :tre due à la persistance d'une masse nua?,Ueuse au dessus de cette zône de Grande Terre.
Comme dans le cas de MelWart, nous avons calcu~é les isohyètes, et la représentaQpp. grapqique en trois dimensions (figures 35 et 36). la vue est or:°'1tée du Sud Ol. .t pour acç~nwer le CL.n7":'
traste de précipitation entre Grande-Terre et Base-Terre. Elle confirme l'impression de stationnarit~
du phénomène.
Le radiosondage du 2 Mai (figure 37) a été effectué à 8 1), pendant la précipitation. Qn remarque qu'il est F<l.turé jusqu'à 750 mb. La st.ruçture verticaJe dp veqt mdiq~~ ven~ faibles emr~ ~
et 10 noeuds entr!;: le soi et 500 mb, couche représentative ~u ~placell}ent des ~s~mll~~~~icorroborre l'hypothèse d'une faible vitesse de déplacem~ntdes nuages.
CONCLUSION
L'utilisation combinée de programmes d'extraction de données pÜJ.\'i(j~etphiqueset.e lcgiciels du commerce permet d'obtenir une repr~ntiongraphiqpe 4~ byétpgra~~, .et ~~e pre,nJèreapproche de la caractérisation des averses. Ces programmes omTe:nt ~galemel)t la ~ibilité d'ét,udedu mode de propagation et de déformation c;les averses.
Une autre applieation importante de ces prograITUtJ,es est la ,p,os~ibi,lAté d'extrait;e,~ fi~~s
pluviographiques, les cumuls pluviométriques à ,différentes s!aÂC,:lS pout des pér.l9clq ~o~s, ~ fiP.de comparaison avec les images satellitaires.
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ANNEXE 1
STRUCTURE DES FICHIERS LAD
Entête:
2620243000 1988 6 199999 100001 561 - 10 : Numéro d'identification12- 15 : année17 : code précision (6)19 : rode qualité (1 données, 9 lacune)21- 25 ; hauteur seau27- 32 : dérive de temps • 100 00034-37 ; nombre de points de l'enregistrement
Série de points :
Enregistrement de 78 caractères contenant si)( ,Couples de t,emps-c!Jmuls, Le templ'i en seconde sur 8 caractères, le cumul en dixième de mm sur 5.
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Wfll;1.t)ull E11I:lh'.-;1,.4e c ..,1;:a-74
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1.4
MERWART 15-16 Novembre 1986Re9re~9n ,lnt ... 24q - ~6':lo9(T)
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;:Juree dQS préclpitatlons 18 7.(24h)~ 00 -1---- ---.--....--------..----------.----.-.---- ..-------..--- -'-l
90 l80 ~~O 11 ...,
160 -..1
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RETEi\JUE 2 30 Mai 1981
RETENUE 2 31 Mai rgfj~Ourc'!e des precl;>ltoUons 12 ';(2~h)
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RETEt'~UE 2 28 Décembre 1981DIJr4a dQS pNlclpltctlQn. 39 ';(24h)
~OO - ~.=-=~-=-~,-,--~-
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2.4
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RIIENur 2: t 1: Septembre t 982:Q:lu~ dGJl pr4clplb:Ulona. 5Jit~~
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Durée des prdelplt.a.ti~-P8 4.1, ";.~Ah)i
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RETENUE 1. ~g t'}~è/è:rtîbrè' ~'à2. ~_ .. _.__._~~~'é _'dë.~_~~?~t~!io:n!.:42 __~(~~ ... ... ...__.'_.__"
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24
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12
Heures
12
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8
8
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