Etude de l'entropie humide dans un contexte d'analyse et de prévision du temps

Réalisée au sein du Laboratoire de Prévision de Météo-France l’étude propose
d’explorer plus avant le comportement des nouveaux champs thermodynamiques que sont la
température potentielle entropique humide, notée qs, et le tourbillon potentiel humide, noté
PVs, du point de vue de la prévision météorologique opérationnelle (Marquet, 2011, 2013).
qs, synonyme de l’entropie humide, est conservative au cours de transformations
réversibles et adiabatiques, y compris dans les zones non-saturées et dans les zones nuageuses
non-précipitantes, ce qui n’est pas le cas des températures potentielles équivalente (qe), ou
pseudo-adiabatique du thermomètre mouillé (q’w), communément utilisées pour analyser les
aspects humides des champs météorologiques des régions tempérées ou tropicales. De ce fait,
il ressort de cette étude que, d’une part, qs est un bon marqueur des masses d’air, et que,
d’autre part, qs offre une nouvelle vision des systèmes étudiés : le signal est moins bruité, les
basses couches sont mieux homogénéisées, les masses d’air sont mieux identifiées, les pentes
frontales sont plus douces et la turbulence est bien mise en évidence, en particulier dans le cas
des fronts froids dédoublés. La convection profonde est perçue différemment, par aspiration
vers le bas des isentropes humides, et le refroidissement en surface lié aux courants de
subsidence est mieux perçu. Enfin, une nouvelle représentation des cyclones se dessine. En
particulier, la structure du coeur reste stable sur toute la verticale en qs, et un nouveau
marquage des bandes spirales en milieu de troposphère et près de la surface apparaît.
Concernant le nouveau tourbillon potentiel PVs, son comportement intermédiaire entre
ceux de PVq et PVe permet, en cartographie isobare, de mieux identifier les fronts, de
distinguer les zones d’instabilité de basses couches, en particulier les zones de traîne, et de
suivre les bandes spirales dans les cyclones. En coupe verticale, le signal de PVs est très
bruité, mais il permet tout de même de repérer les parties dynamiques des systèmes frontaux
et convectifs, et de détecter les bandes spirales des cyclones.
Cette étude confirme donc que qs, bien qu’elle n’a pas vocation à remplacer q’w, est un
bon candidat pour venir compléter les outils d’analyse et de suivi existants, tout
particulièrement dans le cas des lignes de grains et des cyclones. D’autre part, dans la mesure
où seule qs représente l'entropie spécifique de l'air humide, il semble qu'il faille remplacer
l'usage de PVe par celui de PVs. On peut de plus envisager qu’une procédure d’inversion soit
élaborée à terme, ce qui susciterait alors de nouveaux espoirs de développements pour ces
nouvelles variables thermodynamiques.