Volcan Eyjafjöll
Mesures effectuées par SAFIRE suite au nuage de cendres volcaniques
SAFIRE a été sollicité par les autorités pour survoler le territoire français avec des instruments scientifiques (compteurs de particules et laser de télédétection).
L’ATR42 a été équipé de compteurs de particules tandis que le Falcon20 s’est doté d’un lidar aérosols pointant vers le bas.
Ces 2 avions ont effectué des vols entre le lundi 19/04 et le jeudi 22/04.
Compte-rendu du vol ATR du 20 Avril 2010
Après reconfiguration des avions ATR-42 et Falcon20 exploités par SAFIRE (Météo-France ; CNES, CNRS), les équipes scientifiques françaises ont procédé à un premier vol de l’ATR 42 dans la journée du mardi 20 avril. L’avion, équipé d’un compteur de particule pour des tailles de 0,1 à 300 µ, a réalisé des mesures in situ sur un parcours Toulouse-Montpellier-Montélimar-Lyon-Paris-Nantes-Limoges-Toulouse.
L’objectif était de détecter la présence de particules, d’avoir une idée de leur taille, et d’estimer leur concentration, moyennant des hypothèses sur leur densité et leur forme. En revanche, les capteurs utilisés ne permettent pas de déterminer la nature des particules, autrement que par l’indication sur leur taille, les cendres volcaniques étant plus grosses (2 à 5 µ) que les aérosols les plus fréquents.
Il faut noter que les mesures ne sont représentatives que des niveaux de vol et des trajets de l’avion (Toulouse - Montpellier - Montélimar - Lyon - Paris - Nantes - Limoges - Toulouse).
Les données du vol ont été dépouillées dans la nuit du 20 au 21 avril et les premiers résultats de leur analyse communiqués dans l’après-midi du 21 avril.
De ces résultats encore préliminaires il ressort que :
- toutes les particules détectées se situaient en dessous de 2000 m, dans la couche limite atmosphérique : aucune particule n’a été détectée au-dessus de 3000 m ;
- à l’approche de Nantes et de Paris (Etampes, Chatillon), les analyses mettent en évidence, vers 1000 m d’altitude, des particules un peu plus grosses, de 2 à 4 microns, qui sont probablement d’origine volcanique ;
- leurs concentrations estimées sont partout faibles, inférieures à 20µg/m3 en général, les valeurs les plus importantes restant inférieures à 80 µg/m3.
Ces résultats sont cohérents avec des observations du lidar Doppler exploité par LEOSPHERE à Orsay, dont les données ont été fournies à Météo-France. Ce lidar détectait une couche de cendre vers 6000 mètres le 18 avril, qui sédimentait progressivement vers une altitude de 2000 m où elle se stabilisait, avant de se fondre dans la couche limite ces derniers jours. On peut penser que les températures relativement chaudes ont conduit à l’extension de la couche limite de 1000 à plus de 2000 mètres d’altitude, et provoqué le mélange entre les cendres volcaniques et les autres aérosols.
La nature des particules présentes à basse altitude devrait être précisée lorsqu’elles atteindront le voisinage du sol, par les analyses menées par l’INERIS à partir des observations réalisées par les associations agréées de surveillance de la qualité de l’air (AASQA).
Une nouvelle campagne de mesure a été engagée le 21 avril après-midi dans l’Est et le Nord de la France, selon un plan de vol défini avec la DGAC. Elle mobilise simultanément l’ATR 42 de Météo-France, pour des mesures de particules, et le Falcon 20 du CNRS, pour des mesures de télédétection (lidar LEOSPHERE embarqué) qui permettront de détecter la présence d’éventuelles couches et de préciser leur altitude.
Qu’est-ce qu’un lidar ? Un lidar - ou radar laser - est un instrument de télédétection optique active. Il émet des impulsions lumineuses dans un faisceau très fin. L’impulsion se propage dans l’atmosphère et est diffusée par les particules qui s’y trouvent. Le lidar capte la lumière diffusée grâce à un télescope et la détecte (transformation du flux de lumière en signal électrique). Plus il y a de particules dans l’atmosphère, et plus le signal détecté est puissant. Grâce à cela, le lidar permet de détecter les couches d’aérosols dans l’atmosphère, d’en situer l’altitude (sommet et base), et donne une information qualitative sur la concentration. Le lidar qui sera embarqué fonctionne dans l’UV. Il sera monté dans l’avion de manière à viser vers le bas. Il devrait être en mesure de fournir une coupe verticale du contenu en aérosol le long de la trajectoire et de préciser la localisation du panache de cendres volcaniques et son hétérogénéité spatiale (en verticale et sur l’horizontale).
Equipement scientifique des avions.
Devant l’urgence des vols à réaliser fin Avril (vols effectués dès le 19 Avril), les avions ont été rapidement équipés d’une instrumentation minimale. Depuis, l’équipement instrumental de l’ATR42 s’est enrichi d’une veine de prélèvement des aérosols (poussières) avec des analyseurs en cabine ainsi que des filtres pour analyser en laboratoire les cendres qui seront prélevées.
