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, …

17

MESO-NH

1200 m

28 / 12 / 98

6 UTC

18

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

21

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)

25

Albédo estimé à partir de la photographie

Albédo modélisé par Sytron2

18/02/2003

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

27

… It is a lot of hard work

And sometimes even harder…