anomalie de température d'altitude dans la ZCIT

extrait d'un article récent dans un journal du soir français à propos du A340 Rio-Paris :

"Lisons ce témoignage d'un pilote transatlantique : « (...) Le phénomène météo dont j'ai été témoin se situe dans la zone générale du crash Air France, en mai 2001, quand je revenais de Buenos Aires et allais en Espagne en B743. Au large de Rio, nous suivions la même trajectoire que l'Airbus d'Air France, et en passant la zone de l'accident en traversant le front intertropical à l'altitude de F370 (37 000 pieds), nous avons rencontré des turbulences de modérées à sévères. Pendant une à deux minutes de vol, nous fîmes alors l'expérience d'une hausse soudaine de la température extérieure. Elle passa de - 48 °C à - 19 °C. En conséquence de cet écart de température, l'avion commença à plonger, avec de très fortes oscillations. J'ai déconnecté le pilotage automatique et nous avons chuté en perdant 4 000 pieds... Nous n'étions pas loin du cimetière, et je suis certain que si nous n'avions pas désengagé le pilotage automatique et repris le contrôle dans la descente, nous serions nous-mêmes au fond de l'Atlantique. Depuis, j'ai volé en A340 sur ces trajets, et je n'ai pas retrouvé ces mêmes conditions - conditions que je n'aurais jamais cru possibles en quarante ans de pilotage. »"

-19 °C au lieu de -48 °C ?

Est-ce la valeur extrêmement élevée de la convection (on parle parfois de -30 m/s et plus) qui permet à une telle bulle de se trouver propulsée au moins 6000 m plus haut (que les 5000 m normaux pour un -18 °C) sans avoir eu le temps d'équilibrer sa température ? et ce aussi bien par échange de chaleur (on imagine qu'une certaine inertie existe et que 20" peuvent être un peu court pour ces échanges) que par simple détente (car la pression à l'intérieur de cette bulle portée à 11000 m doit/devrait être passée de ~500 hPa à ~200 hPa - toujours en environ 20" - avec la baisse de température associée)

Le -48 °C à 11 000m est lui aussi un peu étonnant

Ces phénomènes sont-ils décrit dans la littérature ?

Yves.

Bonjour,

Dans la situation que vous décrivez, l'avion a vraisemblablement été pris dans un courant descendant associé au nuage, ce qui aurait entrainé sa chute brutale.

Les variations de température que vous décrivez ne sont pas explicables par les phénomènes de convection, même dans des nuages aussi violents que ceux qui se développent le long de la ZCIT. Sans connaître exactement les techniques utilisées sur Airbus, à votre place, j'irais plutôt chercher du coté des perturbations provoquées sur la mesure de température lorsque l'avion est déstabilisé par une chute brutale. Pour effectuer des mesures non perturbées par la vitesse d'écoulement de l'air autour de l'avion, il est vraisemblable que les prises d'air des capteurs de température soient placées (comme celles des capteurs de pression statique) dans une zone normalement peu perturbée. Si par accident l'avion n'est plus dans son axe de vol normal, l'air qui parvient à ces capteurs est alors comprimé et sa tempétature peut s'élever de façon très rapide et très brutale.

(Suite)
Dans l'exemple que vous présentez, un écart de température de 29°C m'étant apparu inexplicable à travers le seul effet des processus météorologiques, ma précédente réponse a été de vous orienter plutôt vers de possibles erreurs de mesures. Je m'aperçois cependant que je n'ai pas totalement répondu à vos interrogations.

Une température de -48°C à 11 000 m n'est pas surprenante, c'est même dans la région du front intertropical une température tout à fait normale.
Ce qui est plus surprenant par contre, c'est une température de -19°C.

L'effet des ascendances sur la température est assez limité.
Dans l'atmosphère, la pression est un paramètre qui s'équilibre assez rapidement et la différence de température entre le courant ascendant et l'air environnant ne dépasse pas quelques degrés, une dizaine de degrés pouvant vraiment être considéré comme un maximum possible. De plus, un courant ascendant qui serait 10°C plus chaud que son environnement aurait une telle vitesse verticale que l'avion serait projeté vers le haut, et non vers le bas comme dans le cas que vous décrivez.

En fait, les seuls phénomènes météorologiques qui seraient capables de fournir un réchauffement plus important, à ces altitudes et dans cette région du globe, sont les descentes d'air stratosphérique : en descendant l'air stratosphérique sec se comprime et se réchauffe. Ce type de phénomène est connu de longue date pour son action à grande échelle, avec des variations spatiales de la température qui s'échelonne sur plusieurs centaines de km, c'est-à-dire sur des distances suffisamment longues pour ne pas présenter de danger pour l'aviation.

On a cependant recueilli quelques observations montrant que le phénomène pouvait aussi se produire à des échelles plus fines (quelques dizaines de km) autour des cumulonimbus les plus violents, l'air stratosphérique descendant pour venir compenser l'air qui est monté dans l'ascendance du nuage. Un tel cas a pu être étudié il y a quelques années, montrant une variation de 18°C sur une distance d'une quinzaine de km. On est cependant encore loin des 29°C dont vous faites mention. Il serait cependant intéressant de connaître la date exacte du vol en question pour analyser la situation météorologique et en particulier les images satellites, une descente stratosphérique se caractérisant par une zone totalement dépourvue de nuages.

Dans ce domaine je pense qu'il faut se garder de toute théorisation. Après le crash de l'AF447 nombre de pilotes on fait part dans divers forum ou médias de situations identiques.. Il serait intéressant de traiter tous les enregistreurs de ces avions.
Pour cela il faudrait que les compagnies en particulier les françaises fassent l'effort de transmettre ces données au BEA, ce qui est très loin d'etre le cas. Il faudrait aussi que les avions de ligne disposent en plus du capteur de température d'un capteur d'Hu. C'est plus compliqué et ça coute....Donc comme la machine est rentrée au port et "posée, pas cassée" on passe au vol suivant, Tout juste si le pilote rédige un Air Safety Report...qui arrive avec deux mois de retard et sans les données.Or si ce type d'incident est en général moins violent en mer qu'à terre ( 3.15 g de var en deux secondes au 747-400 F-GITFau dessus de Ouagadougou en 09/96, 20 blessés graves et un mort, cabine ravagée) ce type de dégueulante n'a pas été suffisament étudié par manque de données principalement. Or en deux secondes un 747 parcourt 500 m, imaginez les var de valeurs de VV pour entrainer une telle var de facteur de charge. Donc je pense que dans les Cb humides en zone tropicale maritime ont doit trouver ces fameuses colonnes chaudes qui donnent ces var de tempé, givrent les pitots, antennes, bord d'attaque de plans, d'entrées d'air de moteurs, etc.
C'est simple, si vous passez d'air quasiment sec à -40 °C à de l'air saturé en eau à -20 donc surfondue votre avion (dont la peau est à -40 °C) se couvre très rapidement de verglas, ce qui n'est jamais une situation d'avenir...Voir le 747 de China Airlines cassé en 4 morceaux au-dessus du détroit de Formose en mai 2005 avec comme prémice une mauvaise réparation d'un tail strike. Mais le givrage des pitots peut très bien entrainer une perte de controle amenant des positions inusuelles et la possible dislocation de l'aéronef en vol.Le 747 qui a vrillé dos de 12000m à 3000m au nord d'Hawai en 1985 ne s'en est sorti que grace à la force centrifuge qui fit sortir le train des ses logements, freinant la rotation et permettant au pilote de reprendre la main. le 747 fut ferraillé après s'etre posé à San-Francisco, il était vrillé...
Il y a longtemps (depuis le GITF) que j'affirme aux pilotes qui on bien voulu m'écouter ces denières années que la quantité d'énergie développée au sein d'un Cb et pire d'une cellule convective de la taille de celle du 01/06/2009 au dessus de l'ATL central est sans commune mesure avec celle d'un 747.meme à 900km/h. D'ailleurs si cette cellule s'était développée 5° de latitude plus nord, c'est un cyclone que nous aurions eu...Et la base de comparaison devient Hiroshima ET Nagasaki en kt de TNT!
Il faut aussi se souvenir du 340 de Toronto qui se fait aspirer de 50 ft au seuil de piste avant d'etre recraché comme un noyeau d'olive 1000m plus loin...Dieu veillait ce jour là mais les plus ou moins grosses trapanelles qui vont défier les Cb français en sortent très souvent éparpillées sur plusieurs km., hélas