Dynamiques variationnelles fraction nuageuse et plafond associé

Dynamiques variationnelles fraction nuageuse et plafond associé

Dynamiques variationnelles conjointes de la fraction nuageuse et du plafond associé. Les instruments CIR permettent une mesure en temps réel de la couverture nuageuse, l'évolution de l'altitude.

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Dynamiques variationnelles fraction nuageuse et plafond associé

Samedi 20 juillet 2013

Dynamiques variationnelles conjointes de la fraction nuageuse et du plafond associé. Les instruments CIR permettent une mesure en temps réel de la couverture nuageuse, ainsi que de l’évolution de l’altitude du plafond associée. Dans l’optique de prévoir la tendance de production photovoltaïque, nous sommes naturellement amenés à observer l’évolution conjointe de ces deux mesures.

Pour cela, nous classons les données du CIR- 4 en cinq dynamiques différentes :

  • La stabilité : nous n’observons pas de variation de plafond, ni de fraction nuageuse,
  • Le mouvement de plafond : l’altitude du plafond varie, mais pas la fraction nuageuse,
  • L’anti corrélation : le plafond et la fraction nuageuse ont une variation de signe opposé,
  • La corrélation : le plafond et la fraction nuageuse ont une variation de même signe,
  • L’immobilisation de plafond : la fraction nuageuse varie, mais pas l’altitude du plafond nuageux.

Les marges de variations données dans la définition des dynamiques correspondent à la précision du CIR-4, soit +/- ½ Octa pour la nébulosité et +/- 200 m pour le plafond.

Ces données ont été obtenues sur différents sites du territoire belge et moyennées sur des périodes de 15 minutes. Nous observons le pourcentage d’apparition des dynamiques considérées en fonction de l’altitude.

Nous négligerons les plafonds moyens d’altitude supérieure à 7000m. En effet, leur influence sur la production photovoltaïque est minime (cf newsletter Janvier 2012). Le graphique ci-dessus nous amène à nous focaliser principalement sur :

  • La stabilité (noir)
  • Le mouvement de plafond (bleu)
  • L’anti-corrélation (vert)

Nous ne prendrons pas en compte les 2 autres dynamiques qui représentent une part trop peu importante des observations pour être considérées. Cependant, cela traduit la complexité du phénomène à certaines altitudes.

Le graphique suivant représente l’évolution du pourcentage d’observation moyen de ces trois dynamiques en fonction de l’altitude du plafond, à partir de données de CIR-4 collectées sur les sites d’Ostende, Redu, Virton et Mol, en Belgique.

Les courbes ci-dessus illustrent parfaitement le fait que la dynamique majoritaire dépend de la hauteur du plafond nuageux moyen. Nous pouvons ainsi distinguer plusieurs couches d’altitudes :

  • Une couche basse [0, 2000m], dans laquelle la dynamique « stabilité » est prédominante
  • Une couche intermédiaire [2000m, 4000m], où le « mouvement de plafond » prédomine
  • Une couche haute [4000m, 7000m], où les variations de plafond et de nébulosité sont majoritairement anti-corrélées
  • Au-dessus de 7000m, nous considèrerons être en ciel clair, c’est-à-dire sans nuage Ces dynamiques sont à la base de nos travaux sur la prédiction de tendance de production photovoltaïque.

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