Une histoire de Baro

[Bison]

Bonjour à tous, et en particulier aux personnes qui se servent d'un alti en montagne.

Petite réflexion issue de la contemplation régulière de la page "alti" de mon GPS ...

C'est pratique, un alti!
Cela vous situe sur telle ou telle courbe de niveau ... (pas toujours facile à lire sur les IGN)
Cela vous dit : encore 200 m à grimper jusqu'au col ...

Pour qu'un alti vous donne l'altitude avec précision, il faut le recaler souvent, sur des altitudes connues avec précision. En effet :  
 - la pression athmosphérique varie, et l'alti mesure cela comme un changement d'altitude, même si on ne bouge pas! (Un bon alti-gps peut faire le règlage automatiquement et en continu.)
 - en hiver, l'air est plus froid, plus dense; pour une montée de 1.000 m (par exemple), l'alti mesure une différence de pression plus importante et traduit cela par une altitude supérieure ... Il existe des montres-alti qui sont "Temperature compensated" (ou autre discours marketing), mais, en gros,  cela signifie simplement que le capteur de pression et les circuits électronique sont, dans une certaine mesure, insensibles à la température ambiante.
 
Un alti régulièrment compensé pour donner une altitude correcte fournit une autre information précieuse :  "la pression barométrique au niveau de la mer" :  sa "pression de référence". C'est celle que l'on voit sur les cartes météo, celle qui nous dit :  nous sommes en haute pression, beau temps en perspective! Ou qui nous dit :  "Ou là là, la pression a bien dégringolé pendant la nuit, le mauvais temps approche".

Un alti recalé sur un repère, et donc donnant l'altitude vraie, c'est un baro, un instrument de base d'une sation  météorologique.

Mais est-ce vraiment fiable?

On quitte le refuge le matin, 1500 m, température +17 °, la pression donnée par l'alti (calibré) est de 1020.
À midi, arrivé au sommet, 1000 m plus haut, température + 20 °, on recale l'alti sur l'altitude connue du sommet, et il indique un baro de 1021.
Tout va bien?
Tout va très bien?
Cela se dégrade?

Bien sûr, il faudra recouper cette information "scientifique" à ce que l'on voit depuis le sommet, à la force et à la direction du vent, à la vitesse des nuages s'il y en a ...

Pour la question de base posée en "sondage", on part donc d'un alti qui, grâce à des règlages fréquents, indique l'altitude juste. Un alti muni d'une fonction "pression barométrique au niveau de la mer" (électronique ou mécanique) qui est en fait la pression de règlage de l'alti. ("Pression Baro" dans la question posée)

Réfléchissez avant de répondre !
 

[fractus]

L'altimètre est un baromètre, il mesure une pression qu'il convertit en mètre.

La pression en terme clair, c'est le poids de la colonne d'air qui se trouve au dessus de nous.

Plus je monte, moins j'ai d'air au dessus de la tête donc moins la pression est élevé. Autrement dit, plus je monte plus la pression diminue.

En aéronautique, en l'atmosphère standard on considère que 1 hpa est égal à 8 m environ.

[ouroumov]

La pression varie en fonction de la vitesse de l'air : Plus l'air va vite, plus la pression baisse.

C'est ce principe qui est à la base du vol moderne.
Les ailes d'un avion ont en effet une forme particulière : Bombée et arrondies au dessus, beaucoup moins bombées au dessous.
Quand l'avion est en vol, l'air rencontré par l'air prends l'un des deux parcourts : Un long ( Celui du dessus, c'est bombé donc c'est comme si l'air prennait un détour. ) Et un beaucoup plus court. ( Celui du dessous, c'est presque tout droit. )
Du Coup, l'air passant au dessus doit parcourir plus de chemin que celui passant au dessous dans le même espace de temps.
Conséquence : L'air sur le dessus de l'aile va plus vite, la pression est inférieure sur le dessus de l'aile que sur le dessous : L'aile est "portée".

En montagne donc, une baisse de la pression atmosphérique indique une accélération de la colone d'air au dessus de nous.

[Karto]

Salut Bison.

Merci pour l'occasion de se dégripper le cerveau
Je n'ai strictement aucune expérience de ce genre d'instrument ou de ces problématiques, alors je me risque à dire ce que j'imagine, ça fera l'occasion d'apprendre un truc venant d'un expert en altimètres  

Je suppose que les pressions que tu donnes sont celles déjà normalisées au niveau de la mer.
Je suppose aussi que ton baromètre est insensible à la température.
Et je suppose enfin que ton baromètre ignore la température dans ses calculs, sinon je ne vois pas pourquoi tu nous en parlerais.

A midi il fait 20°C, en haut. Ca veut dire qu'en simplifiant à mort, en bas il fait dans les 26°C au lieu de 17 le matin. On a pris 9°C. L'air est moins dense que le matin, mais le baro ne le sait pas. S'il calcule la pression au niveau de la mer avec les mêmes coeffs à 17°C qu'à "26°C" et que le résultat est le même, ça veut dire qu'en fait à midi la pression réelle au niveau de la mer est plus forte que le matin (à cause d'une différence plus faible entre le sommet et la mer, dûe à l'air moins dense). Bon temps à venir, en simplifiant Ca s'améliore.

C'est un truc dans ce genre ?

(PS : et si on n'est pas dans les Alpes Maritimes, comment on fait pour vérifier qu'on a bon ?)

Sinon pour continuer dans l'aparté d'ouroumov :

Du Coup, l'air passant au dessus doit parcourir plus de chemin que celui passant au dessous dans le même espace de temps.
Conséquence : L'air sur le dessus de l'aile va plus vite, la pression est inférieure sur le dessus de l'aile que sur le dessous : L'aile est "portée".

Explication qu'on entend partout, et qui pourtant m'a toujours laissé sur ma faim... Je vois bien les petites molécules d'air qui s'entendent dire "ouaou, il paraît que le chemin est plus long par là, va falloir qu'on se dépêche pour arriver en même temps que les autres, sinon c'est la honte, ils diront qu'on s'est perdus !"
Je préfère imaginer l'accélération de ces particules comme dûe à une restriction entre l'extrados bombé d'une part, et le flux d'air qui continue tout droit un peu au dessus d'autre part. Même si ça aussi ça reste super simplificateur, ça me choque déjà un peu moins que l'histoire des particules d'air qui se grouillent de rejoindre les copines avec lesquelles elles étaient arrivées...
Sans oublier que chaque aile fonctionne avec un peu d'incidence.


Bon voilà je repars demain en vadrouille, donc ne participerai probablement pas à ce fil dans les jours qui suivent. En gros je sème ma m*rde et je m'en vais  

[Bison]

@ Karto :  belle embrouille, ces questions de température matinale et de température à midi! En fait ces variations de température là ont très peu d'influence, elle ne concernent qu'une très faible épaisseur d'air, près du sol.

En fait on est en été, et la température moyenne de l'athmosphère est supérieur de 15 ° à la température moyenne durant l'année, dite température standard.

Comme je l'ai dit, c'est à force de regarder le "Baro" que me donnait l'alti que j'ai remarqué une tendance systématique. Il a fallu que je rentre à la maison, que je m'installe et que je fasse un petit schéma pour me convaincre que ce n'était pas le hasard ...

[fractus]

pour clarifier les choses:

En montagne, l’altitude est un élément prépondérant dans l’estimation d’une position. L’altimètre donne l’altitude d’après la pression atmosphérique.
Il doit être calé régulièrement, en passant à des points cotés. Un bon altimètre doit être "compensé en température" sinon il sera inexploitable pour une orientation précise.

Comment ça marche ?

La pression atmosphérique est liée au poids de la colonne d’air. Plus on monte en altitude, plus la hauteur de la colonne d’air diminue et donc plus la pression diminue. Théoriquement et dans des conditions normales, on mesure 1013 mBars au niveau de la mer, 899 mBars à 1000 m, 795 mBars à 2000 m, 701 mBars à 3000 m, 616 mBars à 4000 m, 540 à 5000m ...

Pour évaluer l’altitude, l’altimètre se base sur une variation de pression et calcule la variation d’altitude correspondante.
Les conditions de référence (dites "normales") sont de 15°C et 1013 mBar au niveau de la mer. Si ces conditions ne sont pas respectées, les estimations d’altitude sont faussées. En effet, la pression atmosphérique est liée à la météo. La pression normale au niveau de la mer est de 1013 mBars mais elle peut varier, de 980 mBars (dépression) à 1040 mBars (anticyclone), toujours à ce même niveau.

En clair, cela veut dire que, pour un lieu donné, la pression varie en fonction de la météo et donc l’indication d’un altimètre variera aussi. C’est pour cette raison qu’il est impératif de re-calibrer son altimètre lors de passage en des points cotés, surtout par météo variable.

L’altitude indiquée par un altimètre est elle fiable ?

On peut constater deux types d’erreurs lors de l’utilisation d’un altimètre :

    * une première, purement technique, due à une variation possible de la température du capteur. Cette variation de température entraîne une variation sur la pression mesurée, et donc une variation sur l’altitude affichée. Pour corriger cette erreur, certains altimètres sont équipés d’un thermomètre et sont dits "compensés en température".
    * une deuxième erreur, due à un écart de température de l’atmosphère par rapport aux conditions de référence (15°C). Le gradient de pression est défini pour une température de référence au niveau de la mer. Un écart de température T par rapport à cette référence engendre une erreur relative de l’altitude estimée de l’ordre de 3,5 mètres pour 1000 mètres et par °C. En fait, l’erreur est de T/288 (en pourcentage).

Exemple chiffré du deuxième type d’erreur : Une température de 0°C au niveau de la mer, soit un écart T de 15°C avec la température de référence. La variation d’altitude indiquée par l’altimètre dans ces conditions sera sur-estimée de 15/288, soit 5,2%. Depuis le dernier étalonnage, si l’altimètre indique que vous êtes descendus de 1000 mètres, en fait, vous avez seulement perdu 948 mètres...
D’où l’utilité de calibrer l’altimètre le plus souvent possible. Cette erreur n’est pas compensée pas les altimètres.

L’altimètre est un outil précieux de navigation, mais il est sensible et l’altitude donnée n’est qu’une estimation. L’erreur reste néanmoins très faible dans la plupart des cas. Il est impératif de le choisir compensé en température, et il faut le caler en altitude chaque fois que c’est possible (passage à un point connu).

http://www.tourisme-haute-savoie.com/sports-et-loisirs/orientation/article/l-orientation-en-montagne-la

[Bison]

Une petite précision pour compléter cet excellent texte :

L'altimètre "fait ses calculs" (les altimètres mécaniques font aussi des calculs, par le biai des engrenages et démultiplications "étudiés pour") en se basant sur l'atmosphère "Standard" ( = atmosphère normale = atmosphère moyenne en gros).

L'atmosphère standard est en quelque sorte le modèle de référence.

Pression au niveau de la mer 1013,25 mb (1mb = 1hPa)

NB :  Un "bar" = 1kgf/cm² = juste un peu moins que la pa standard au niveau de la mer, = environ la pa dans les régions de plaine. C'est une unité pratique, plus parlante que le hPa des théoriciens).

Température au niveau de la mer = 15° celcius
Ensuite, la température, dans le modèle, diminue de 6,5° par 1.000 m

La diminution de pression avec l'altitude, quant à elle n'est pas linéraire, et les calculs sont donc "savants" :  ils tiennent compte de la température et de la pression à chaque niveau. En effet, la diminution de pression avec l'altitude correspond au "poids" de l'air qu'on laisse en-dessous de soi, donc à sa densité, qui elle-même dépend de la température et de la pression ... pour chaque tranche (disons d'un m) d'altitude.

Donc, l'altimètre fait ses calculs en prenant en compte la densité "standard" de l'air, et de la pression "standard" au niveau de la mer.

Quand la pression au niveau de la mer n'est pas la pression standard de 1.013 mb, il est facile de corriger une "erreur" de pression en "décalant" la pression de référence. C'est ce que l'on fait chaque fois que l'on recale l'altimètre en utilisant un point d'altitude connue, et les altimètres peuvent alors indiquer la nouvelle pression de référence, celle qui règne au niveau de la mer, que l'on nomme "pression barométrique ou référence barométrique ou encore tout simplement "baro" et qui évoqie les isobares indiquées sur les cartes météo.

Sauf que ... ce faisant, on a aussi, le cas échéant, corrigé les erreurs de densité (température différente de la température standard). Ce qui fausse le calcul de la pression barométrique ...

Pas simple ... Mais comptez sur moi pour donner un jour des consignes utiles simples !  Si, si ... (Sinon je ne vous aurais pas titillés avec cela ...)

[Bison]

Ben voilà, à ce jour, 17 courageux se sont risqués à voter! Merci à eux.

L'altimètre est un instrument mal connu, même s'il est très en vogue chez les montagnards.
Peu encombrant si intégré dans une montre.

Déjà, il donne l'altitude, donc il donne une courbe de niveau. (Je sais, c'est pas très lisible en montagne, et peu utile ailleurs)  

En conjonction avec la boussole et la carte, il permet un positionnement, parfois précis, en cas de mauvaise visibilité. C'est la fameuse

"méthode de la tangente à la courbe" qui peut s'avérer précise quand les conditions sont réunies :  carte précise, pente suffisante, courbe de niveau arrondie, boussole, et surtout "suivi" attentif de la progression.

Mais bon, de nos jours, le gps fait cela comme un chef ...

Reste que l'alti est un baromètre, donc un instrument météo. Et là, il peut encore rendre de précieux services !

En fonctionnement normal, il mesure la pression locale (à son niveau donc), qu'il traduit en altitude :  la pression atmosphérique diminue en effet avec l'altitude d’où :   une pression faible correspond à une altitude élevée.

Exemple :  
Pression moyenne au niveau de la mer :  1.013 mb (millibars) ou 1013 hPa (hectopascals pour les pointilleux)
Pression à 1.500 m :  845 mb
Pression à 3.000 m :  700 mb
Pression à 5.400 m :  environ 500 mb
Pression à 9.000 m :  environ 300 mb

Les plus observateurs auront vite remarqué que la diminution de pression n'est pas une fonction linéaire de l'altitude ... Mais l'instrument est construit ou programmé pour en tenir compte et pour donner une réponse exacte. Pour un cerveau humain qui veut se "faire une idée" on peut prendre, en moyenne montagne, l'approximation :  1 mb de différence de pression « vaut » 10 m de différence d'altitude. On prendra parfois cette valeur pour simplifier nos petits calculs un peu plus loin.

En fait, lors de son « calcul », l’instrument suppose qu’il se trouve dans une atmosphère « moyenne », dont les caractéristiques théoriques définissent l’atmosphère dite « standard »
Pression au niveau de la mer = 1.013 mb
Température au niveau de la mer = 15°c
Diminution de la température avec l’altitude :  6,5° / 1.000 m.

L’atmosphère standard, c’est donc :
Altitude 0 => 1.013 mb   et    15°c
   1.500 m =>    845 mb   et    +5°c
   3.000 m =>    700 mb   et    -5°c
   5.400 m =>     500 mb  et  -20°c
   9.000 m =>     300 mb  et  -44°c
(avec des petites approximations, je n’ai pas les tables précises sous la main)

Cette atmosphère moyenne qui sert de modèle pour les calculs de l’altimètre, c’est bon – par exemple - pour la Belgique, en mars-avril quand le temps est « moyen ».

Si une « dépression » traverse le pays, la pression est plus faible que d’habitude. Si on ne corrige pas l’alti, il indique une altitude plus élevée :  on se rappelle :  pression faible implique altitude élevée. L’alti n’a aucun moyen de savoir si la diminution de pression est due à une perturbation météo ou à une « ascension » réelle de l’appareil. Que la dépression représente un creux de 10 mb et l’alti indique une ascension de 100 m !

Supposons, pour simplifier, que l’on soit dans le massif central, à 1500 m d’altitude.
La dépression est là : suite à ce "creux » de pression de 10 mb, l’alti mesure une pression de 835 mb au lieu de 845 mb et indique 1600 m d'altitude.
Consciencieusement, nous recalons cet alti pour qu’il indique l’altitude réelle de 1500 m.

L’alti peut à ce moment calculer la « pression au niveau de la mer ». Il se dit :  je mesure une pression de 835 mb alors que je suis en réalité à 1.500 m. C’est 10 mb de moins qu’en atmosphère standard. Donc la pression au niveau de la mer doit être aussi 10 mb plus faible que normale …

Et l’alti, via sa fonction « baro » nous donne donc l’information météorologique suivante :  pression barométrique (ou pression calculée au niveau de la mer) :  1003 mb (au lieu de 1013). C’est un paramètre météo important! Si on n’avait pas encore vu le mauvais temps, on sait qu’il est là, avant de mettre le nez dehors …

En fait, ce sont les variations de la pression atmosphérique calculée au niveau de la mer qui sont précieuses pour interpréter ce que l’on peut voir et sentir :  nuages, vent, température …

Si la pression était hier de 995 mb et que soufflait la tempête, une pression de 1003 mb le lendemain matin, avec un ciel qui se dégage et un vent moins fort, c’est bon signe pour la journée qui vient ...

Si au contraire, la pression était hier de 1020, ciel peu nuageux, et que nous avons aujourd’hui une pression de 1003, un ciel qui se couvre et peut-être un vent qui se lève, pas de doute, le mauvais temps arrive.
 _____________________________________________

Ce calcul de la pression atmosphérique au niveau de la mer, au départ d’une altitude connue et d’une pression locale connue, peut-il être entaché d’erreur ?

OUI …

Rappelons-nous ce que mesure l’alti :  il mesure la pression de la colonne d'air sous laquelle il se trouve (il mesure le poids, par cm² de surface, de l'air présent au dessus du capteur de pression).

Quand, à partir de là, il calcule la pression qui devrait régner au niveau de la mer, il calcule le poids, par cm², de la colonne d'air qui se trouve en dessous de lui. C’est une pression, qu’il l’ajoute à la pression mesurée localement. Et pour calculer ce poids, il calcule la densité de l'air dans cette colonne.

Ne connaissant rien des caractéristiques réelles de l'atmosphère, sinon la pression à l'endroit où il se trouve, il calcule la densité comme si l'atmosphère était normale (cf. tableau ci-dessus).

Imaginons :  nous sommes à 1500 m d’altitude, en été, et la pression mesurée est cette fois-ci normale :  850 mb.

L’alti, en faisant ses calculs, nous dit (il fallait s’y attendre), que la pression calculée au niveau de la mer est de 1.013 mb, c.à.d. la pression standard, calculée de manière standard, en utilisant la densité standard de l’air …
L’alti a calculé une différence de pression standard de 168 mb (pression standard au niveau de la mer, 1.013 mb, moins pression standard à 1.500 m, 845 mb => 168 mb)

Or, nous somme en été. Disons qu’il fait 15° plus chaud que « normal », et ce à toutes les altitudes qui nous concernent - c’est une approximation pour simplifier le raisonnement. La densité de l’air est environ 5% plus faible =>
-   le poids corrigé de la colonne d’air calculée en dessous de l’altimètre est en réalité 5% plus faible
-   la différence de pression à ajouter à la pression mesurée est 5% plus faible :  168 mb – 5% => 160 mb
-   le calcul correct donne donc une pression au niveau de la mer de :  845 mb +160 mb = 1005 mb

On se trouve donc face à ce constat :  

• la pression atmosphérique au niveau de mer, correctement calculée (à la mode des météorologistes professionnels) vaut 1005 mb. Sur une carte météo, on verrait l’isobare cotée 1005 passer par l’endroit où l’on se trouve.
• notre altimètre, correctement calibré sur l’altitude réelle du lieu, nous calcule, quant à lui, , une pression de 1013 pour le niveau de la mer. Il se trompe donc de 8 mb, dans le mauvais sens :  celui d'un baro plus élevé, ce qui a tendance à rendre "optimiste" l'utilisateur non averti.

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Conclusion :

En été, la fonction "pression barométrique" d'un alti surestime donc la pression au niveau de la mer.

Quand il fait 30° au niveau de la mer (soit 20° à 1.500 m ou 10° à 3.000m, soit une température 15° au dessus de la moyenne) l’erreur est de 5 mb environ pour 1000 mètres d’altitude.

Donc, en été, la fonction "pression barométrique" d'un alti est optimiste ...
(Il me semblait bien … chaque fois que je grimpais cet été, le baro montait !)

Si vous partez d’un refuge à 3.000 m et que l'alti indique un baro de 1020, ce n'est pas très bon signe, car la pression au niveau de la mer, correctement calculée, ce serait en réalité 1005 - et ça, c'est pas vraiment l'indice d'un grand beau temps bien stable …

Et si, en cours de journée, vous grimpez à 4.000, et que votre alti, régulièrement recalibré, maintient un baro de 1020, cela ne devrait pas du tout vous rassurer car en réalité, la pression « météo » continue à baisser ! Prenez alors très au sérieux ces nuages qui s’amoncellent !

Bon, d’un jour à l’autre, à la même altitude, un baro qui monte, c’est toujours mieux qu’un baro qui descend !

La bonne réponse était donc la première.
Un seul gagnant !

Si c’est Arvernos, qu’il se dévoue pour expliquer tout cela mieux que moi et qu'il nous dise, en particulier, comment les météorologistes s’y prennent (ou s'y prenaient, quand tout cela était purement manuel) pour faire passer les isobares en dessous des Alpes et des Pyrénées!

[Criss Kenton]

Super fil Bison. Merci  

Cet été j'ai également noté cet tendance à l'optimisme de mon baro - très régulièrement recalé à l'aide du GPS - qui ne collaient pas toujours aux observations du ciel. Heureusement en Laponie on reste généralement sous la barre des 1500m (au dessus c'est de la 'haute-montagne' bien abrupte avec glaciers et tout le bataclan) donc l'erreur reste minime.

Néanmoins ça reste un super outil pour la localisation et l'estimation du temps à venir. Ma montre alti m'a été très utile tout d'abord pour me familiariser avec les conditions météos qui règnent là-haut, tout va beaucoup plus vite, le temps est extrêmement changeant. Si bien qu'on ne peut pas se baser sur les références habituelles, la lecture du ciel se fait à une autre échelle temporelle et au début c'est déroutant. Dans ce cas de figure les données de l'alti m'ont permis d’interpréter ce que je voyais de façon efficace, en m'évitant le passage par la méthode empirique du "m*rde je pensais que j'avais encore du temps... Je l'avais pas vu venir celle là et je viens de me faire saucer copieux! "    
Ensuite pour observer les éventuels changements de temps, prévoir mes journées/étapes en fonction et éviter de me réveiller avec une mauvaise surprise. Les jours de pluie sont plus faciles à affronter quand on a prévu le coup avant de se coucher!

N'empêche que même si j'utilise un alti, je n'ai jamais pris le temps de creuser la chose et ça c'est maaaal. Tu viens de me provoquer un sursaut de conscience et ça c'est bien  

[Bison]

N'empêche que même si j'utilise un alti, je n'ai jamais pris le temps de creuser la chose et ça c'est maaaal.

Ben, moi j'ai honte ... j'ai "utilisé" cette fonction baro pendant 6 ans, sans me poser de question.
Pourtant j'aurais du savoir ...
 
Mais cet été je suis quand même resté deux semaines entre 2.000 et 2.500 m et ce baro était vraiment trop optimiste, même quand le temps s'est détérioré! J'ai subodoré le problème, mais il m'a fallu m'installer bien calmement avec une feuille de papier, faire quelques schémas et quelques calculs pour réaliser tout cela.

Je savais bien - et depuis longtemps - qu'il y avait une différence entre la QNH et la QFF ...
Ouais, encore des termes ésotériques ...

La QNH, c'est la pression athmosphérique "réduite au niveau de la mer" par un alti - celle qui concerne les pilotes, tandis que la QFF, c'est la pression atmosphérique réduite au niveau de la mer par un météologue!
Pendant 40 ans j'ai été concerné par la QNH ...
Et maintenant, en tant que randonneur, c'est la QFF qui m'importe!

[Criss Kenton]

Ben, moi j'ai honte ... j'ai "utilisé" cette fonction baro pendant 6 ans, sans me poser de question.
Pourtant j'aurais du savoir ...

J'ai remarqué que mon baro était souvent un peu trop optimiste mais c'est pas pour autant que j'aurai creusé le truc en rentrant. J'aurai fini par ranger cette observation dans un coin très reculé de ma mémoire et à coup sûr continué à utiliser ma montre sans me poser plus de question pendant plusieurs années. Donc t'as pas de honte à avoir, au contraire. Heureusement que t'es souvent là pour pousser à la réflexion et chercher à définir les limites de ce type de matos ou de données. Ça permet de développer l'esprit critique, de rester objectif et lucide face à la technologie (GPS, alti ou autre) 

[Bison]

de mes restes de meteo aerienne c est pas QFE que tu veux veux dire pour QFF ?

Non, pas du tout ...
QNH et QFE concernent effectivement les pilotes, alors que QFF concerne uniquement les météorologistes qui dressent les cartes de surfaces, "au niveau de la mer".

Il est facile avec un simple alti d'avion de determiner la QNH et la QFE.

La QFF, c'est l'affaire des météorologistes :  c'est un calcul d'une pression au niveau de la mer qui tient compte de la température de l'athmosphère, en extrapolant le mieux possible pour imaginer la température qui règnerait entre l'aérodrome et le niveau de la mer. Il faut que cela soit compatible avec les QFF des stations avoisinantes pour que le tracé des isobares soit cohérent.

Deux liens (en anglais)

QFF dans wikipedia :  on voit que les méthodes de calculs peuvent varier d'un pays à l'autre ...
Ici, on voit la grande confusion qui règne chez les pilotes qui cherchent à comprendre

[Bison]

mais tu sors une carte meteo aerienne de surface quand tu sors en montagne ?

Pourquoi pas? - pourvu que l'on ait accès au net ...
Je sors le reste aussi, si possible ...
Et je confronte les sources, et je confronte la réalité (ce que j'observe) avec les prévisions ...

Je peux assez facilement donner une note de "confiance" aux prévisions suivant la situation.
Ce qui me permet de n'être ni "alarmiste", ni "optimiste" ...

L'observation et la correction du "baro" et surtout de ses variations fait partie du processus. Mais là, je me suis aperçu qu'il y avait lieu d'introduire des corrections aux valeurs données par l'alti, car les erreurs "de température" ne sont pas du tout négligeables et peuvent conduire à des interprêtations erronnées.

Encore une fois : 
 - QFF = utilité pour les météorologistes.
 - Estimation de la QFF :  utile pour les randonneurs qui ont évaler une situation météo, et surtout son évolution, sur le terrain ...

[HS]On n'en parle pas aux pilotes, parce que l'utilité, pour les pilotes, est nulle en ce qui concerne la conduite proprement dite d'un avion. Faudrait pas, voulant faire les malins, qu'ils utilisent une QFF au lieu d'une QNH ... (Il y a déjà assez de confusion comme cela dans les pays qui utilisent ou utilisaient la QFE pour l'atterrrissage ...[/HS]

PS :  j'ai envoyé un mail à météo-france et à l'IRM belge, pour leur demander leur méthode effective de calcul de la "pression météo" au niveau de la mer.
Je contacte aussi le météorologiste professionnel patenté du forum pour lui poser la question ...

[guillaume]

Merci Bison !

Comme CK, ça m'a mis la puce à l'oreille, je me coucherai mon con ce soir...

a+

[Bison]

Bien, l'IRM Belge a déjà répondu, et bien répondu, avec la forumule qui va bien ...

Pour calculer la pression au niveau de la mer "à usage météo", cette formule prend en compte la température ambiante mesurée au lieu d'observation et un gradiant standard de variation de température avec l'altitude (assorti d'un paramètre empirique d'adjustement, sur lequel j'ai demandé plus de précision).

Bref, elle "imagine" que l'on creuse un trou depuis le lieu d'observation jusqu'au niveau de la mer, que la température est ce qu'elle est en surface, et que, en descendant dans le trou elle augmente de 6,5° par 1000 m.

Avec cette hypothèse elle connait la température à chaque niveau et peut calculer le poids de la colonne d'air qui remplit ce trou, et donc la pression qu'il faut ajouter à celle qui est mesurée en surface pour obtenir une bonne "pression réduite au niveau de la mer" à usage météorologique.

J'en dis plus dès que j'en sais plus, mais cette "approche" des services météo belges correspond bien à ce que j'ai essayé de faire passer plus haut.

[Bison]

Il faut savoir que les cartes de prévision elles-même sont souvent établies au départ d'observations qui datent déjà de 12 heures, voire plus ...

Donc, en vérifiant tout ce que l'on peut vérifier ... on voit si les prévisions sont en train de se réaliser ou pas.
[HS]
À mes jeunes copilotes, je faisais toujours lire :
 - les cartes avant les messages - de manière à ce qu'ils se fassent une idée de la situation générale
 - les "actuelles" (metars) avant les prévisions (TAFs). Les metars ne mentent (presque) pas, les prévisions elles sont juste des "guess works" quand elles ne sont pas soumises à des influences relevant de la psychologie ou de la politique ... (si, si !).
Quand on vient de se faire une idée de la situation générale (il y a des situations claires et des situations incertaines), quand on vient de lire le temps qu'il fait ... alors, on est immédiatement enclin, quand on lit les prévisions, à voir immédiatement si celles-ci sont cohérentes avec le reste ...
[/HS]

[Arvernos]

Bonjour Bison

ben dis donc, pour un retour de vacances, je ne m'attendais pas un mp aussi "velu" . Tu parles d'une reprise en douceur, toi . Et excuse-moi pour le retard avant d'intervenir, mais j'avais d'autres occupations que mon micro .

Comme tu t'en doutes, en opérationnel, le météo/prévi de base ne se creuse plus la tête avec de savants calculs, tout est automatisé. Il m'a donc fallu me replonger dans mes cours et mes souvenirs pour répondre de manière précise à ta question. Et sans surprise, vu que mes collègues d'Outre-Quiévrain ont dégainé les premiers, ma réponse va marcher sur leurs plate-bandes (heureusement qu'on est d'accord ).

1. Tout d'abord, pourquoi s'enquiquiner à déterminer cette fameuse pression réduite au niveau de la mer ? La réponse est évidente, mais bon, okazou : je me permets un petit copier/coller d'une page de la partie pédago du site www.meteo.fr :

Le tracé des lignes isobares à la surface de la mer sur des cartes d'analyse objective ou de prévision, en particulier à l'échelle synoptique, définit des figures caractéristiques d'anticyclones ou de dépressions à des moments déterminés. L'expérience comme la théorie démontrent que ces figures tracées en mer revêtent une extrême importance pour l'étude de l'état et de l'évolution de la situation météorologique : or, il n'est pas a priori possible de prolonger leur dessin sur la terre ferme ni de tracer des figures identiques sur les continents, puisque la plupart des sites d' observation ou de prévision de la pression atmosphérique au sol sont situés chacun à une altitude plus ou moins élevée, dépendante de chaque site : la pression sur une verticale diminuant quand croît l'altitude, les valeurs des pressions attribuées aux sites au sol à un instant déterminé ne sont pas directement comparables.  

 Pour contourner cette difficulté, on a coutume en météorologie d'affecter à tout point B de la surface ou de l'atmosphère terrestres, à chaque instant, une valeur pA de la pression atmosphérique appelée la "pression réduite au niveau de la mer" en B : cette pression est celle qui régnerait à cet instant au point A situé au niveau moyen de la mer sur la verticale passant par B, s'il n'y avait dans l'environnement de cette verticale aucun relief (la couche entre A et B serait plongée dans l'atmosphère, c'est ce que tu appelles "creuser un trou – virtuel ! - entre B et A …).  

2. Et maintenant, comment la calculer, cette pression au point (virtuel) A ?
Certes, comme tu l'as dit, en se servant de l'atmosphère standard OACI ... entre autres outils !
Pour ceux que ça pourrait éventuellement intéresser, rentrons un peu plus dans les détails.

On utilise :

   - d'une part "l'hypothèse hydrostatique", qui permet d'établir "l'équation hydrostatique",
   - et d'autre part "l'équation des gaz parfaits" (même si ce n'est pas strictement le cas, l'air est assimilé à un gaz parfait : on fait de la physique et de la thermodynamique, là, pas des maths ;-)),

pour aboutir au final à la "formule de Laplace" (une des lois de Laplace, appliquée à la météorologie), qui met en relation la pression pA (i.e. au point virtuel A, situé à l'altitudeA) et la pression absolue relevée au point B (pB), situé lui à l'altitudeB :

altitudeB – altitudeA =  67,445 x Tm x log (pA/pB)

en triturant l'expression ci-dessus (où altitudeB et pB sont connues, et altitudeA = 0), on peut donc calculer pA … à condition de connaître la température moyenne Tm de la couche virtuelle A-B, ou encore la température au point virtuel A. Et c'est là qu'intervient l'atmosphère standard, par le biais du gradient de décroissance verticale de la température de 0.65 °C / 100 m.
CQFD.
Pour plus de détails, les fanas d'équations et de thermo pourront utilement se reporter au glossaire du site www.meteo.fr (http://comprendre.meteofrance.com/pedagogique/publications/documentation/glossaire/a?page_id=13700)

Je redonne la parole au site meteo.fr : Cette hypothèse, quelque simple qu'elle paraisse, fournit d'excellents résultats et permet d'utiliser pleinement les lignes isobares "au niveau de la mer" sur les régions continentales de notre globe ; par là même, elle rend possible une comparaison des pressions atmosphériques au sol (ramenées à l'altitude zéro) quels que soient les sites considérés … y compris les Alpes ou les Pyrénées ;-)

Ci-dessous petit crobard pour visualiser le raisonnement.

Au final, si cette méthode convient aux moyens et aux objectifs d'un météorologiste, qui raisonne à l'échelle synoptique et ne recherche en aucun cas une altitude précise, elle présente effectivement des lacunes en terme d'altimétrie, pour un aviateur comme pour un randonneur : tes explications sont convaincantes   !

[Arvernos]

Au sujet de l'altimétrie, j'en rajoute une couche.
Une vieille "bible" de navigation aérienne, que tu as peut-être utilisée, "la Météorologie du Navigant" de M. Viaut, stipulait en caractères gras :
"Si la température de l'air est inférieure à la température standard, l'altimètre surestime l'altitude ; c'est un cas presque général en hiver". Risque évidemment bien réel en aviation !
Et de poursuivre :
"En été, c'est généralement le contraire (sauf pendant de fortes invasions d'air polaire) ; dans ce cas, l'erreur ne présente généralement pour l'aviation aucun caractère de gravité".
Pour l'aviation, non, mais pour une course en haute montagne par météo se dégradant ... En clair, dans ce cas, il sous-estime l'altitude, donc surestime la pression : c'est exactement ce que tu nous as expliqué.

Conclusion : bien préparer sa rando ou sa course, en disposant bien sûr de prévis récentes et les plus fiables possibles, mais également en intégrant le risque d'erreur ou d'évolution de ces prévis, donc en faisant preuve d'intelligence critique (la règle des 3 …) si sur le terrain le ciel ne "tourne" pas comme on s'y attendait ... :

Bien sûr, il faudra recouper cette information "scientifique" à ce que l'on voit depuis le sommet, à la force et à la direction du vent, à la vitesse des nuages s'il y en a ...

+1 !

Je peux assez facilement donner une note de "confiance" aux prévisions suivant la situation.

Moi aussi   … Et j'aimerais bien pouvoir diffuser ce genre de ressenti en même temps que la Prévi, mais c'est pas vraiment au catalogue ... (je ne parle pas de l'indice de confiance pour J+4 à J+7, mais bien des premières échéances, celles qui nous concernent en rando).

Je reviens à l'altimétrie, domaine où j'ai de grosses lacunes   ... pour mettre à contribution tes compétences .
Sur mon GPS de rando (un Garmin GPSMap 60Csx), de mémoire, l'altitude est déterminée par le capteur barométrique, selon le processus que tu nous as expliqué et avec les erreurs potentielles détaillées plus haut.
Mais a priori, la triangulation par satellite (surtout depuis la disparition de ce que tu baptises la "triste" available selectivity) permet également de calculer l'altitude : quel est le système le plus précis, alti barométrique (sous réserve d'un parfait calage) ou positionnement par satellites ? Existe t-il des GPS proposant/affichant les deux calculs ? Peut-être des questions de béotiens, mais comme ça, j'en aurai le coeur net .

[Arvernos]

Merci Filmanue pour les précisions sur le 60 Csx. Perso, je prends la peine de le caler ou recaler une fois ou deux par sortie, et globalement, il affiche des indications correctes. Suffisantes pour récupérer ensuite un profil exact.
De toute façon, je ne fais pas une "fixette" sur l'altitude : en rando, même hivernale (Massif Central, Jura, Ariège occasionnellement), je n'ai pas un besoin vital d'une précision extrême, je ne pratique pas la haute montagne (ni le Yukon ). C'est plus par curiosité de savoir ce qui existe en technologie GPS.

Pour tes questions concernant la météo, ben oui, évidemment qu'on est les champions du monde à Météo-France . Nan, j'déc*nne .

Quoi que   ...

Je crois bien en avoir déjà parlé sur ce forum, mais je vais te citer une anecdote qui te concerne. Il y a quelques années, lors d'une vacation de Prévi dans mon Centre météo, j'ai vu débarquer un grand gaillard, genre armoire à glace, originaire de la Belle Province (non, c'était pas le Manitou ) et pilote professionnel de son état. Il avait besoin d'un dossier de vol pour partir en Helvétie, je crois me souvenir.
Comme je suis pas sauvage, et que lui était plutôt bavard, on a causé, forcément. Et entre autres infos pertinentes échangées, je lui ai expliqué l'avenir de Météo-France (réorganisation, suppressions de stations, etc.). Il était très étonné qu'on casse un si bel outil, d'autant plus beau à ses yeux que justement, il m'expliquait ce que tu dis : en France, à l'époque (ça va malheureusement très vite se dégrader), une station météo par département (minimum, des fois deux), soit tous les 80 à 100 km en moyenne, et chez vous, en Amérique du Nord ... une tous les 500 à 1000 km ...
Alors forcément, il trouvait la précision de nos prévis, ou au moins de nos observations, très "luxueuse" par rapport à ce dont vous pouvez disposer à l'échelle de votre territoire. Mes homologues québécois ou canadiens travaillent sur d'autres ordres de grandeur que ce qu'on peut (pour l'instant) tenter de faire en Europe occidentale : on n'est ni meilleurs ni moins bons les uns ou les autres, c'est juste une question d'échelle, pour les territoires à couvrir comme pour les phénomènes météorologiques, d'ailleurs.

Donc pour ta question sur l'échéance maxi de fiabilité des prévis, un peu comme l'a dit Bison, je te répondrai que ça dépend des situations. Il y a des cas "classiques", où tout se passe comme dans les bouquins (ou les modèles), la situation est bien nette, bien carrée, et là, la prévi est bonne sur plusieurs jours, sans grosse variation.
Et d'autres cas, plus complexes, voire franchement pourris, où rien ne colle avec la théorie, où tout est instable d'un réseau à l'autre, et où le météo un peu expérimenté sent bien que c'est très incertain, et aimerait pouvoir se taire .

Mais blague à part, et toute fierté typique des coqs français mise à part , Météo-France est quand même dans le peloton de tête des services météorologiques nationaux. On n'a pas à rougir de nos modèles numériques : certes pas infaillibles, c'est une évidence (on parle de météo, pas de code des impôts ), peut-être pas les meilleurs non plus, mais pas loin derrière.

[Bison]

Merci Arvernos pour tes explications.
Le site de Météo France est bien plus riche que je ne le pensais ...

Pour ce qui est de l'utilisation de l'alti barométrique d'un GPS, voici ce qui m'a semblé le plus "pratique" au fil du temps :

Je laisse l'alti en mode "auto calibration" tout le temps et basta ... *

Dans ce mode, l'alti barométrique est en quelque sorte asservi à l'altitude de la position "GPS". C'est à dire que la pression barométrique de référence de l'alti est constamment ré-adjustée pour que l'altitude "altimétrique" se rapproche de l'altitude GPS. Et on observe ainsi un graphique de la pression barométrique "continu"

D'après ce que j'ai pu observer, cet asservissement est bien foutu :  il y a un bon amortissement, de manière à ce que des petites fluctuations de l'altitude "GPS" n'influencent pas la pression de référence de l'altimètre d''une part. Ensuite, j'ai pu constater, notemment au démarrage, que lorsque le GPS a une bonne précision, l'altitude se recale plus vite que lorsque le GPS indique une mauvaise précision sur son positionnement.

En pratique, alti précis à mieux de 10 m chaque fois qu'une vérification est faite, en circonstances normales "dans la nature".

Ceci dit, si on veut avoir un calcul de dénivelé correct pour la journée, ainsi qu' un bon calcul de distance, il convient de donner au GPS le temps de bien tout stabiliser, et ensuite  tout réinitialliser. Comme cela on part sur de bonnes bases ...

* Exception pour l'auto-calibration :  les cas où la réception satellitte est très mauvaise, et donc ou la précision GPS est médiocre, comme dans les vallées profondes bien encasaissées ou les canyons. Dans ce cas, il vaut mieux laisser l'alti indépendant du GPS ... Idem évidemment si le GPS est en panne dans sa partie purement GPS, mais que le reste fonctionne (cas - hypothétique - de brouillage, par exemple).