RA I AWS Workshop, Namibia, Windhoek November 2018

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1 RA I AWS Workshop, Namibia, Windhoek 19-21 November 2018
Implantation et exposition des équipements MBENGUE Abdoulaye I. I. ANACIM ( SENEGAL )

2 Plan I. Introduction II. Implantation d’une station
III. Exposition des équipements III. 1. Classification des sites III.2. Exposition des instruments d’une station d’observation IV. Coordonnées et métadonnées de la station V. Conclusion & suggestions

3 Station Météo Automatique
I. Introduction Les stations météorologiques sont destinées à effectuer des mesures (ou observations) représentatives d’où l’importance du choix précis du site d’observation et de l’emplacement des capteurs. La nature de ces mesures dépend du type de la station Lorsqu’une station sert à plusieurs fins, aéronautiques, synoptiques et climatologiques par exemple, c’est le besoin le plus contraignant qui dicte le choix précis du site d’observation et de l’emplacement des capteurs. Un «site» est défini comme l’emplacement où l’instrument est installé, son choix nécessite le respect au maximum des normes de l’OMM. Station Météo Automatique ( Thiès, Sénégal)

4 II. Implantation d’une station
L’environnement "éloigné" d’un site peut influer sur les mesures, ce faisant il faudra: Placer les instruments extérieurs sur un terrain plat; Couvrir le sol d’herbe courte ou présenter une surface analogue à celle du sol environnant; Ne pas choisir un site au fond d’une cuvette, pas de pentes abruptes à proximité; Eloigner le site d’arbres, d’immeubles, de murs ou d’autres obstacles;

5 II. Implantation d’une station
Eviter les sites trop dégagés pour les pluviomètres, cependant satisfaisants pour la plupart des instruments; Installer les stations marines à un endroit d’où l’on voit bien la haute mer, mais pas trop près du bord d’une falaise parce que les tourbillons engendrés par le relief affecteraient la mesure des précipitations et du vent; Choisir un endroit non pollué par des lumières parasites pour observer les nuages et estimer la visibilité de nuit.

6 III. Exposition des équipements
L’environnement proche, peut influencer directement la mesure d’où : l’existence de règles de dégagement applicables aux différents capteurs; l’établissement d’une classification des sites de mesure permettant de déterminer leur représentativité à petite échelle. Ainsi, un site de classe 1 considéré comme un site de référence, tandis qu’un site de classe 5 = un site où des obstacles sont proches donc un environnement inapproprié censées être représentatives d’une zone étendue. Une classe est attribuée à chaque paramètre qu’on y mesure, le niveau pouvant parfois varier en fonction des paramètres. Il y a lieu de revoir périodiquement la classification d’un site, car son environnement peut varier dans le temps (annuellement). La classification a pour objectif premier de décrire la présence d’obstacles dans les alentours immédiats du site de mesure.

7 Température / Humidité de l’air Rayonnement et durée d’insolation
III. 1. Classification des sites Température / Humidité de l’air Pluviométrie Vent Rayonnement et durée d’insolation Les capteurs à l’intérieur de l’abri devraient être installés à une hauteur déterminée par le Service météorologique (entre 1,25 et 2 m);  Les plus grands écarts sont causés par les surfaces artificielles et par les ombres portées: naturelle basse (< 10 cm); - Les obstacles se trouvant autour de l’abri influent sur son équilibre radiatif.    Eviter de positionner des capteurs près de surfaces artificielles qui risquent de réchauffer l’air. Phénomène perturbateur le plus important: LE VENT. Les conditions idéales d’implantation correspondent à une installation en un lieu entouré uniformément d’obstacles de hauteur uniforme. Un obstacle est un objet dont la largeur angulaire effective est égale ou supérieure à 10°. Capteurs devraient être placés à 10 m au‑dessus du sol et sur un terrain dégagé, (Ex: d=10H) Définition: Pour l’OMM, le vent de surface mesuré aux stations terrestres est le vent qui souffle dont on connaît les conditions exactes de mesure : hauteur géométrique : 10 m, longueur de rugosité: 0,03 m). Il convient donc de décrire la rugosité du terrain autour du site de mesure., il existe une tableau de classification de la rugosité (OMM‑No 8),. La présence d’obstacles, y compris la végétation, se traduit (presque toujours) par une diminution du vent moyen, mais a un effet moindre sur les rafales. Eviter les sites comprenant des obstacles proches. La classification ne tient pas compte des ombres portées correspondant au relief naturel. Tenir compte des obstacles réfléchissants On considère qu’un obstacle est réfléchissant si son albédo est supérieur à 0,5. GENERALITES Ainsi, un site de classe 1 = un site de référence, tandis qu’un site de classe 5 = un site où des obstacles proches donc un environnement inapproprié.

8 Température / Humidité de l’air Rayonnement et durée d’insolation
III. 1. Classification des sites Température / Humidité de l’air Pluviométrie Vent Rayonnement et durée d’insolation Terrain plat et horizontal ( pente est inférieure à ⅓ (19°));  Sol recouvert de végétation naturelle basse (< 10 cm); Point de mesure situé: À plus de 100 m de sources de chaleur artificielles ou de surfaces réfléchissantes (bâtiments, aires bétonnées, parcs de stationnement, etc.); À plus de 100 m d’étendues d’eau (sauf si elles sont significatives de la région); À l’écart de toute ombre portée lorsque la hauteur du soleil est supérieure à 5°. Terrain plat et horizontal, la pente est inférieure à ⅓ (19°). -d’obstacles bas de hauteur uniforme; Le pluviomètre est protégé artificiellement du vent Le pylône installé à une distance au moins égale à 30 fois la hauteur des obstacles environnants; b) Obstacles étroits (mât, arbre mince) Obstacles isolés ≤ 4m Négligeables. L’indice de rugosité ≤ 4 (longueur de rugosité ≤ 0,1 m). Aucune ombre portée sur le capteur lorsque le soleil est à une hauteur angulaire supérieure à 5°. Pour les régions situées à des latitudes ≥ 60°, cette limite passe à 3°; b) Aucun obstacle réfléchissant, sans ombre portée, d’une hauteur angulaire supérieure à 5° et d’une largeur angulaire totale supérieure à 10°. CLASSE 1

9 Température / Humidité de l’air Rayonnement et durée d’insolation
III. 1. Classification des sites Température / Humidité de l’air Pluviométrie Vent Rayonnement et durée d’insolation Terrain plat et horizontal, entouré d’une surface de dégagement dont la pente est inférieure à ⅓ (19°); b) Les obstacles éventuels se situent à une distance d’au moins deux fois leur hauteur (par rapport à la hauteur de captation du pluviomètre). Le pylône installé à une distance au moins égale à 10 fois la hauteur des obstacles environnants; b) Obstacles étroits (mât, arbre mince) Obstacles isolés ≤ 4m Négligeables. L’indice de rugosité est inférieur ou égal à 5 (longueur de rugosité ≤ 0,25 m). Aucune ombre portée sur le capteur lorsque le soleil est à une hauteur angulaire supérieure à 7°. Pour les régions situées à des latitudes ≥ 60°, cette limite passe à 3°; b) Aucun obstacle réfléchissant, sans ombre portée, d’une hauteur angulaire supérieure à 7° et d’une largeur angulaire totale supérieure à 20°. Terrain plat et horizontal ( pente est inférieure à ⅓ (19°));  Sol recouvert de végétation naturelle basse (< 10 cm); Point de mesure situé: À plus de 30 m de sources de chaleur artificielles ou de surfaces réfléchissantes (bâtiments, aires bétonnées, parcs de stationnement, etc.); À plus de 30 m d’étendues d’eau (sauf si elles sont significatives de la région); À l’écart de toute ombre portée lorsque la hauteur du soleil est supérieure à 7°. CLASSE 2 Rque: Incertitude supplémentaire due au site inférieure ou égale à 30% Correction possible Rque: Incertitude supplémentaire due au site inférieure ou égale à 15% .

10 Température / Humidité de l’air Rayonnement et durée d’insolation
III. 1. Classification des sites Température / Humidité de l’air Pluviométrie Vent Rayonnement et durée d’insolation Sol recouvert de végétation naturelle basse (< 25 cm) représentative de la région; Point de mesure situé: À plus de 10 m de sources de chaleur artificielles ou surfaces réfléchissantes (bâtiments, aires bétonnées, etc.); À plus de 10 m d’étendues d’eau (sauf si elles sont significatives de la région); Terrain plat et horizontal, entouré d’une surface de dégagement dont la pente est inférieure ½ (≤ 30°); b) Les obstacles éventuels se situent à une distance d’au moins deux fois leur hauteur (par rapport à la hauteur de captation du pluviomètre). Le pylône installé à une distance au moins égale à 5 fois la hauteur des obstacles environnants; b) Les capteurs devraient se situer à une distance au moins égale à 10 fois la largeur des obstacles étroits (mât, arbre mince) dépassant une hauteur de 8 m. Obstacles isolés ≤ 5m Négligeables. Aucune ombre portée sur le capteur lorsque le soleil est à une hauteur angulaire supérieure à 10°. Pour les régions situées à des latitudes ≥ 60°, cette limite passe à 7°; b) Aucun obstacle réfléchissant, sans ombre portée, d’une hauteur angulaire supérieure à 15° et d’une largeur angulaire totale supérieure à 45. CLASSE 3 À l’écart de toute ombre portée lorsque la hauteur du soleil est supérieure à 7°. Rque: Incertitude supplémentaire due au site inférieure ou égale à 50% Correction possible Rque: Incertitude supplémentaire due au site inférieure ou égale à 1 °C) Rque: Incertitude supplémentaire due au site inférieure ou égale à 15% )

11 Température / Humidité de l’air Rayonnement et durée d’insolation
III. 1. Classification des sites Température / Humidité de l’air Pluviométrie Vent Rayonnement et durée d’insolation Sources de chaleur artificielles ou surfaces réfléchissantes (bâtiments, aires bétonnées, parcs de stationnement, etc.) ou étendues d’eau (sauf si elles sont significatives de la région) proches représentant: Moins de 50 % de la surface dans un rayon de 10 m autour de l’abri; Moins de 30 % de la surface dans un rayon de 3 m autour de l’abri. Point de mesure situé à l’écart de toute ombre portée lorsque la hauteur du soleil est supérieure à 20°. Terrain avec forte pente (> 30°); b) Les obstacles éventuels se situent à une distance supérieure à la moitié (½) de leur hauteur. Le pylône installé à une distance au moins égale à 2,5 fois la hauteur des obstacles environnants; b) Il n’y a pas d’obstacles d’une largeur angulaire supérieure à 60° et d’une hauteur supérieure à 10 m dans un rayon de 40 m. Obstacles isolés ≤ 6m Négligeables, à condition que les mesures soient exécutées à une hauteur minimale de 10 m; Aucune ombre portée sur le capteur pendant plus de 30 % de la journée, quel que soit le jour de l’année. CLASSE 4 Rque: Incertitude supplémentaire due au site inférieure ou égale à 2 °C) Rque: Incertitude supplémentaire due au site inférieure ou égale à 25% ) Rque: Incertitude supplémentaire due au site supérieure à 50%

12 Température / Humidité de l’air Rayonnement et durée d’insolation
III. 1. Classification des sites Température / Humidité de l’air Pluviométrie Vent Rayonnement et durée d’insolation Site ne respectant pas les critères de la classe 4, c’est-à-dire: TLes obstacles se situent à une distance inférieure à la moitié (½) de leur hauteur (arbre, toit, mur, etc.). Site ne respectant pas les critères de la classe 4. Ombre portée sur le capteur pendant plus de 30 % de la journée, au moins un jour dans l’année. CLASSE 5 Rque: Incertitude supplémentaire due au site inférieure ou égale à 5 °C) Rque: Incertitude supplémentaire due au site inférieure ou égale à 100% ) Rque: Incertitude supplémentaire due au site impossible à déterminer

13 III. 2. Exposition des instruments d’une station d’observation
Exemple: Une station d’observation appartenant à un réseau régional ou national située dans l’hémisphère Nord: Abri: hauteur déterminée par le Service météorologique entre 1,25 et 2 m en moyenne; Pluviomètre: à une certaine distance de l’obstacle au dessus de l’ouverture du pluviomètre; Température du sol: à des profondeurs inférieures à 20 cm: un carré d’environ 2 m par 2 m est conservé nu ; Vitesse et direction du vent: quelques fois souhaitable de retenir un autre point d’observation mieux exposé au vent; Héliographes, pluviomètres et anémomètres: doivent être installés sur le même site que les autres instruments; Observation de l’insolation ou du rayonnement: Existence d’obstacles entraine le choix d’un autre endroit; ( OMM, 2010c)

14 IV. Coordonnées et métadonnées de la station
Coordonnées de la station La position d’une station repérée dans le Système géodésique mondial 1984 (WGS‑84), ses coordonnées (conformément à OMM, 2010c) sont: La latitude en degrés, minutes et secondes entières; La longitude en degrés, minutes et secondes entières; L’altitude de la station au‑dessus du niveau moyen de la mer, à savoir la hauteur de la station, en mètres (jusqu’à deux décimales). En pratique, un site idéal parfaitement exposé est rarement disponible et, à moins que l’exposition réelle ne soit adéquatement documentée, la fiabilité des observations ne peut être déterminée (OMM, 2002). D’où l’importance des métadonnées de la station

15 IV. Coordonnées et métadonnées de la station
Les métadonnées de la station devraient contenir entre autres les aspects ci‑après relatifs à l’exposition des instruments: Hauteur des instruments au‑dessus de la surface (ou en dessous pour la température du sol); Type d’abri et degré de ventilation pour la température et l’humidité; Degré d’interférence provenant d’autres instruments ou objets (pylônes, ventilateurs); Description à micro‑échelle et à petite échelle de l’environnement de l’instrument, en particulier: Nature de la surface de l’enclos, influençant la température et l’humidité; obstacles importants proches (bâtiments, clôtures, arbres) et leur taille; Degré d’obstruction de l’horizon pour les mesures de l’insolation et du rayonnement; Rugosité des terrains environnants et végétation, influençant le vent; Caractéristiques du terrain à petite échelle, telles que pentes, dallages, eaux libres; Caractéristiques du terrain à moyenne échelle, telles que côtes, montagnes, urbanisation.

16 V. Conclusion & suggestions
Les emplacements des instruments de mesure devraient être choisis de façon à ce que les mesures obtenues soient représentatives de l’usage auquel elles sont destinées. Ce choix doit aussi se faire quelquefois avec des compromis tout en respectant les normes relatifs à l’Implantation et exposition des équipements. Ce qui permet d’assurer la fiabilité des données collectées. Plusieurs, éléments doivent être pris en compte et les méthodes et instruments utilisés pour réussir une bonne implantation sont aussi nombreux que variés; Cependant nous pouvons faire quelques suggestions à savoir . . .

17 V. Conclusion & suggestions
Visualisation du plan de masse Utilisation de logiciels de mappemonde virtuelle qui permettent une visualisation de la Terre avec un assemblage de photographies aériennes ou satellitaires, de la plupart des endroits de la Planète avec de très bonne résolution. Exemple: Google Earth, Géoportail, World Wind, WikiMapia, etc.

18 Obstacles autour de l’emplacement choisi pour la station automatique:
V. Conclusion & suggestions Smartphone / appareil photo Photo panoramique de 360° Obstacles autour de l’emplacement choisi pour la station automatique: Arbre (H≤7m) à plus de 200m (Nord –Est) Engin mobile de forage à de 50 m (Ouest) Hangar (H≤4m) à plus de 150m (Nord)

19 Recommandations du Technicien de l’ANACIM
V. Conclusion & suggestions Tableau d’analyse des obstacles Obstacle Position et distance Recommandations du Technicien de l’ANACIM Observations Arbres Nord-Est (+150m) Distance de l’obstacle suffisante donc pas influence directe sur la station. NB : élaguer les arbres au mois une fois par année. La société précise que leur licence d’exploitation ne prend pas en charge les travaux en hauteur, tout de même elle va essayer de voir comment appliquer cette recommandation. Hangar Nord Nord (+80m) Distance de l’obstacle suffisante donc pas influence directe sur la station  Pas d’observations Engins mobiles de forages Sud (-30m) Obstacles trop proche de la station, a déplacer obligatoirement dans les plus brefs délais. La société s’engage à déplacer ces équipements conformément aux recommandations.

20 Merci de votre attention