Rayonnement - MétéoSuisse

Proposition de citation: Seiz, G., Foppa, N., 2007. Système national d'observation du climat (GCOS Suisse).
Publication de l'Office fédéral de météorologie et de climatologie MétéoSuisse et de ProClim, 92 p.
2.5
Rayonnement
Le rayonnement est le principal facteur déterminant le climat
et a une influence prépondérante sur ses variations spatiales
et saisonnières. L’effet de l’évolution des gaz à effet de serre
et des aérosols anthropogènes sur le climat se produit par des
modifications du bilan de rayonnement. Cela est mesurable et
permet une étude détaillée du changement climatique.
Mesures effectuées en Suisse
§
20
Bases légales
Selon la loi fédérale sur la météorologie
et la climatologie ( LMét, RS 429.1), la
Confédération est tenue de saisir en permanence, sur l’ensemble du territoire suisse,
des données météorologiques et climatologiques. Elle encourage aussi la météorologie
et la climatologie théoriques et réalise des
projets de recherche-développement. Ces
tâches sont remplies par l’Office fédéral de
météorologie et de climatologie MétéoSuisse
( OMét, RS 429.11). En outre, la Suisse est
membre de l’Organisation météorologique
mondiale OMM (RS 0.429.01) et participe,
suivant une décision du Conseil fédéral du
25 novembre 1994, au programme OMM de
Veille de l‘Atmosphère Globale (VAG).
En plus de la mesure du rayonnement global
aux stations du réseau automatique (ANETZ,
SwissMetNet), MétéoSuisse poursuit, à quatre
stations, un programme de mesures spécialisées
pour la détermination des flux de rayonnement de l’ultraviolet à l’infrarouge incluant
la partie visible du spectre. Les stations du
Jungfraujoch et de Davos sont dans le massif
alpin, alors que les stations de Payerne et
Locarno-Monti se trouvent à basse altitude au
nord et au sud des Alpes. Ce réseau de mesure
appelé CHARM (Swiss Atmospheric Radiation
Monitoring) a été complété en 1995 par 10
stations du réseau Alpine Surface Radiation
Budget (ASRB). A toutes les stations CHARM
et ASRB, le rayonnement solaire (rayonnement
court) et le rayonnement infrarouge thermique
de l’atmosphère (rayonnement long) sont
mesurés. En plus, on mesure à trois stations le
rayonnement solaire réfléchi et le rayonnement
infrarouge thermique du sol. Les réseaux
CHARM et ASRB sont rattachés au programme
OMM de Veille de l‘Atmosphère Globale
(VAG).
La station de Payerne fait en outre partie du
Baseline Surface Radiation Network (BSRN)
pour l’étude du bilan de rayonnement à la
surface terrestre (‡ 4.2 BSRN). En conséquence,
les flux de rayonnement court direct, diffus
et global y sont mesurés conformément aux
directives BSRN et VAG. D’autre part, des
mesures complémentaires de haute précision
et haute résolution temporelle sont faites
dans des bandes spectrales sélectionnées
permettant de déterminer l’épaisseur optique
des aérosols (AOD) et la teneur en vapeur
d’eau de l’atmosphère. Plusieurs institutions
collaborent dans le cadre de CHARM :
MétéoSuisse, le PMOD/WRC, l’EPF de Zurich
et l’Université de Berne. Les mesures CHARM/
Proposition de citation: Seiz, G., Foppa, N., 2007. Système national d'observation du climat (GCOS Suisse).
Publication de l'Office fédéral de météorologie et de climatologie MétéoSuisse et de ProClim, 92 p.
Les séries de mesure et leur portée
Les premières mesures de rayonnement CHARM
ont débutées à Davos en 1991 et à Payerne
(BSRN) en 1992. Les stations du Jungfraujoch
et de Locarno-Monti ont été établies en 1996
et 2001. De plus, les flux de rayonnement sont
mesurés depuis 1995 aux dix stations ASRB.
Les réseaux de mesure CHARM et ASRB sont
destinés à une surveillance au long terme et
livrent des observations fiables qui permettent
d’étudier l’évolution temporelle du bilan de
rayonnement, spécialement dans les Alpes.
Les composantes du rayonnement court sont
mesurées séparément aux quatre stations
CHARM (cela est assez récent à certaines
stations). Les stations CHARM de Payerne,
Locarno, Davos et du Jungfraujoch, ainsi que
deux stations ASRB (Cimetta, Weissfluhjoch)
sont co-localisées avec des stations ANETZ (ou
SwissMetNet), ce qui permet une comparaison
avec d’autres grandeurs mesurées. Enfin,
depuis 1995 le rayonnement UV est mesuré
aux stations CHARM (‡ 2.8 Ozone).
Bilan de rayonnement dans les Alpes 1995 − 2004
Les mesures du bilan de rayonnement du
105
100
95
90
Rayonnement solaire net
285
280
275
270
Rayonnement thermique desc.
380
375
370
365
Rayonnement total absorbé
345
340
335
330
Rayonnement thermique émis
réseau ASRB montrent une augmentation
du rayonnement total absorbé à la surface
qui provoque une hausse de la température
et du rayonnement thermique émis. Le
rayonnement solaire net et le rayonnement
thermique descendant sont fortement
dépendants des nuages. Les mesures sans
couverture nuageuse permettent d’examiner
le rayonnement thermique descendant et
les changements possibles de l’effet de serre
( Philipona et al., 2005).
1996
1998
2000
2002
2004
1996
1998
2000
2002
observations atmosphériques
Flux de rayonnement [W/m2 ]
Flux de rayonnement en W/m2
2004
Intégration internationale
Les stations des réseaux CHARM (rouge) et ASRB
(bleu) mesurent les différentes composantes du
Les données sont livrées au World Radiation
Data Centre (WRDC) à St. Petersburg, un des
cinq centres de données mondiaux VAG, et au
World Radiation Monitoring Centre (WRMC)
du BSRN à Zurich. Avec l’action COST-726,
une climatologie UV pour l’Europe est établie
dans une collaboration paneuropéenne avec
la participation de MétéoSuisse et du PMOD/
WRC. Pour SMOC, le BSRN est le réseau de
référence mondial de mesure du rayonnement
à la surface terrestre. La station de Payerne
est une des 38 stations BSRN (‡ 4.2 BSRN)
et est aussi une station officielle de validation
des produits CM-SAF. Au travers de CM-SAF,
dans le cadre de la collaboration EUMETSAT,
les services météorologiques européens visent
une surveillance du climat au moyen des
données satellites.
bilan de rayonnement à la surface. Les stations
CHARM sont également des stations ASRB.
BSRN et ASRB sont en outre utilisées à la
validation de produits satellite. Dans le cadre
du Satellite Application Facilities for Climate
Monitoring (CM-SAF) d’EUMETSAT, différents
produits de rayonnement dérivés de mesures
par satellite sont validés pour l’Europe et plus
spécifiquement pour le massif alpin.
Ressources nécessaires
Avec leur intégration au sein du réseau automatique SwissMetNet, la continuité des
mesures CHARM et ASRB à été consolidée
dans le cadre du mandat légal de MétéoSuisse
et de la contribution suisse au programme
VAG de l’OMM.
21
http://www.meteosuisse.ch/web/fr/climat/veille_climatologique_globale/GAW_CH_Allg.html