Office fédéral de météorologie et de climatologie MétéoSuisse

Actualités météorologiques

14 février 2008 / Lionel Fontannaz

 

Anticyclone hivernal, inversion des températures et pollution

 

La présence d'anticyclone bloquant (anticyclone = haute pression) est courante entre janvier et février et provoque à cette période de l'année une concentration de polluant. La dernière situation similaire avec une importante concentration de pollution en particules fines remonte à février 2006.

 

Sous un anticyclone se produit une anomalie de température appelée inversion. La compression de l'air sous la haute pression génère une couche d'air chaud généralement entre 1000 et 1500 mètres. Ce réchauffement est similaire à celui que subit de l'air comprimé dans une pompe à vélo; mais dans le cas des hautes pressions, la "pompe"  fait plusieurs centaines, voire milliers de kilomètres de diamètre.

 

Dans l'inversion, la température de l'air augmente avec l'altitude, ce qui est "l'inverse" d'une situation "normale (diminution normalement de 0,6° par 100 mètres). Dans ces situations il fait donc généralement plus chaud en moyenne montagne qu'en plaine. Nous avons tous fait  cette expérience lors de promenade en moyenne montagne en automne ou en hiver, lorsque tout à coup l'on ressent une agréable sensation de douceur entre 1000 et 1500m. Ces inversions sont parfois sensibles jusqu'à 2000 mètres d'altitude.

 

Image satellite visible haute résolution, pression et visibilité en kilomètre

Dans la haute pression, on observe des zones de ciel dégagé, des zones à brouillards et stratus. Dans tous les cas en plaine, la visibilité est souvent réduite (moins de 1km en cas de brouillard, 2 à 5km en cas de brume. Les régions polluées ont généralement des visibilités inférieures à 5-6 km. En montagne, au-dessus de l'inversion, et dans les régions situées en bordure de l'anticyclone (bonne ventilation), la visibilité est supérieure à 10 km.

brume_14fev08_vis_ppp.png, 810 KB

L'inversion : un couvercle thermique

 

 L'inversion crée par la haute pression a l'inconvénient d'agir comme un "couvercle thermique" ; non seulement elle dicte la limite supérieure de la brume, des brouillards ou du stratus, mais va aussi piéger les particules de pollution, notamment les poussières fines appelées aussi PM10.


Un autre type d'inversion se surimpose souvent à l'inversion de la haute pression. Ce sont des inversions liées au refroidissement nocturne. La nuit, le sol se refroidit, et refroidit du même coup l'air qui le surplombe directement.  Cet air froid tend à s'accumuler en plaine, et plus particulièrement dans les fonds de vallées. Ce phénomène crée une inversion dans les premiers 100 à 200 mètres de hauteur au-dessus de la plaine. Le "couvercle thermique" est alors très bas et le volume d'air tellement réduit qu'il permet une concentration marquée de la pollution. Si l'air est assez humide, des brouillards se forment sous de telles inversions. Ces inversions "nocturnes" sont très prononcées en hiver, le refroidissement durant la  nuit étant plus important que le réchauffement diurne.

 

Mesure ballon sonde de Payerne, inversion en rouge

Courbe de température mesurée par le ballon sonde de payerne (ligne continue). La courbe montre une augmentation de la température (inversion en rouge) entre le sol et environ 1200 m. C'est dans cette couche d'inversion que se concentre la pollution et se forment brouillards et stratus. Au-dessus de l'inversion, la température diminue avec l'altitude et la visibilité est excellente.

sondage_payerne_14fev08.png, 193 KB

Inversion, absence de vent, aggravation de la pollution

La situation s'aggrave lorsqu'il n'y a pas de vent, ce qui est le cas dans le centre des anticyclones. La ventilation est quasiment nulle et les particules d'air ne peuvent pas être transportées.

 

La seule situation de haute pression pour laquelle la concentration de particules de pollution est limitée est la situation de bise. La ventilation et le brassage générés par la bise permet une diminution des concentrations, voire même une évacuation des particules de pollution.

Des effets régionaux sont aussi à considérer ; par exemple au Tessin l'arrivée d'une masse d'air polluée de la Plaine du Pô fera augmenter les concentrations de particules fines. En Valais en revanche, l'ensoleillement permet la mise en place d'une brise dans la vallée du rhône qui limite en partie l'augmentation des polluants.

 

Mesure des particules fines à Genève (source SCPA)

Mesure des concentrations de particules fines à Genève (source: SCPA Genève). On note la dimiution passagère des polluants liée à l'épisode de bise entre le 15 et 17 février 2008.

jourpm10p_bise.gif, 7 KB

 

Prévision d'inversion pendant l'hiver

Depuis l'hiver 2006-2007, MétéoSuisse élabore pendant tout l'hiver une prévision d'inversion et de vent pour les 6 prochains jours à destination des services cantonaux de la protection de l'air.  Cette prévision est un outil précieux d'aide à la décision.

Liens utiles:

Plate-forme intercantonale traitant des particules fines (PM10).

Plate-forme d'information de la confédération

Carte PM10, concentration actuelle

 

 

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