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Division de la réponse aux urgences environnementales

SMC - EC - GC
 

Regional Specialized Meteorological Centre

RSMC MONTRÉAL
GUIDE D'INTERPRÉTATION POUR L'USAGER
SORTIES DU MODÈLE DE TRANSPORT ATMOSPHÉRIQUE
Version 4
OCTOBRE 1995


Introduction

Le premier atelier international sur les besoins des organismes pour les produits des modèles atmosphériques concernant la réponse aux urgences environnementales s'est tenu à Montréal en septembre 1993.

L'atelier (1) ont permis d'identifier le besoin d'uniformiser les procédures et les produits. Il a été décidé que les "Regional Specialized Meteorological Centres" (RSMC) désignés développeront et maintiendront un guide d'interprétation pour les usagers au sujet des modèles atmosphériques et qu'ils le distriburont aux authorités déléguées, à l'AIEA et à l'OMM. Le document suivant a été écrit pour atteindre cet objectif.

  1. Environment Canada and World Meteorological Organization: PROCEEDINGS, FIRST INTERNATIONAL WORKSHOP ON USERS' REQUIREMENTS FOR THE PROVISION OF ATMOSPHERIC TRANSPORT MODEL PRODUCTS FOR ENVIRONMENTAL EMERGENCY RESPONSE, Montréal, Québec, Canada, 14-17 September 1993.

Le Centre météorologique canadien

RSMC Montréal est situé au Centre météorologique canadien (CMC) qui est le centre météorologique national pour le Canada. Le CMC opère 24 heures par jour et fournit une multitude de produits de prévisions et de services pour le Canada; il gère également l'ensemble des sytèmes informatiques et des réseaux de télécommunications aussi bien que les archives climatiques nationales. La composante atmosphérique du programme canadien de réponse aux urgences environnementales est également gérée à partir du CMC.

Au CMC, le personnel du développement et de la recherche travaille étroitement avec les membres des opérations afin de s'assurer que les besoins opérationnels soient satisfaits et que le système opérationel des prévisions soit à la fine pointe de la science et de la technologie. Le CMC exécute son cycle d'analyses et de prévisions sur un super ordinateur auquel sont reliés plusieurs serveurs UNIX.

Les télécommunications sont supportées par des ordinateurs Tandem, avec un lien GTS au Hub Telecom de Washington et un lien additionnel, en cas de panne, à Bracknell. Des météorologistes expérimentés, des spécialistes en informatique et un personnel de support exécutent les tâches opérationnelles 24 heures par jour, font le monitoring et contrôlent la production des analyses, des prévisions et des sytèmes de tramission des informations. D'autres spécialistes sont sur appel et fournissent de l'aide, par exemple, lors d'urgences environnementales majeures.

Le système de production de la modélisation du transport à grande distance bénéficie de l'ensemble des outils et des sytèmes opérationnels du CMC (outils de visualisation des donnés, interfaces graphiques, etc.). De plus, les conditions météorologiques et les prévisions à l'échelle planétaire sont toujours disponibles au CMC dans le but de fournir des services d'interprétation et d'évaluation du transport et de la dispersion des nuages radioactifs pour toutes les régions de l'OMM.

Le CMC a deux modèles opérationnels principaux: un modèle régional; et un model global spectral. Ce dernier a une résolution; uniforme sur l'ensemble de la planète. Il est utilisé pour produire des analyses de qualité, par l'entremise du cycle d'assimilation des données, et des prévisions. À partir de ce modèle, un ensemble complet de données graphiques et alphanumériques sont disponibles.


Le Modèle CANERM

CANERM ( CANadian Emergency Response Model ), est un modèle tri- dimensionnel de type eulérien pour le transport des polluants atmospériques à moyenne et longue distance. On peut trouver une description détaillée du modèle chez Pudykiewicz (1). L'advection est calculée en utilisant le schéma semi-lagrangien. La modélisation de la diffusion est faite selon la théorie des gradients ( théorie K ); les coefficients de diffusion dans l'horizontale et la verticale dépendent de l'état de la couche limite dans les bas niveaux, et sont constants dans l'atmosphère libre. Le modèle simule le dépôt humide résultant du lessivage par la pluie et les nuages; le dépôt sec est modélisé par une vitesse de dépôt qui tient compte de la ésistence des couches turbulentes et laminaires tout près de la surface.

L'émission par la source est modéliséee selon le concept de source virtuelle (Pudykiewicz, (2)), afin de tenir compte des effets non résolus par le modèle près du point d'émission. Cette source virtuelle est décrite par une fonction gausienne en trois dimensions. On peut simuler plusieurs pollutants atmosphériques, incluant les espèces radioactives et la cendre volcanique.

CANERM fonctionne sur une grille polaire stééographique, et peut être exécuté sur l'Hémisphère Nord ou sur l'Hémisphère Sud. La résolution horizontale est de 150 km dans la configuration hémisphérique, de 50 km dans la configuration continentale et de 25 km dans la configuration régionale. Le modèle possède 11 niveaux dans la verticale et utilise la coordonnée SIGMA.

  1. Pudykiewicz, J., 1988. Numerical simulation of the transport of radioactive cloud from the Chernobyl nuclear accident. Tellus 40B, 241-259.
  2. Pudykiewicz, J., 1989. Simulation of the Chernobyl dispersion with a 3-D hemispheric tracer model. Tellus 41B, 391-412.

Conditions du scénario par défaut et interprétation des résultats

Les paramètres par défaut utilisés pour la source lors du premier lancement du modèle sont définis dans l'amendement 2 du rapport de l'Atelier de Montréal. Ils sont :

  • distribution uniforme dans la verticale de la surface à de 500 m au-dessus du sol;
  • émission constante d'une durée de 6 heures;
  • relâchement total de polluant : une unité (arbitraire);
  • polluant relâché : Césium 137.

Ce concept est basé sur le fait que la première exécution du modèle de transport/dispersion doit se faire avec des paramètres par défaut parce que peu d'information est disponible au début de l'incident à l'exception de l'emplacement et posssiblement de l'heure de l'accident. RSMC Montréal fera d'autres simulations par la suite une fois que des paramètres plus réalistes seront disponibles. Cependant, la simulation initiale utilisera toujours les conditions du scénario par défaut.

Une mise en garde est nécessaire au sujet de l'interprétation des cartes produites par le modèle CANERM. Le scénario par défaut est basé sur une source hypothétique tel que décrit précedemment. Dans le cas d'un événement non confirmé, l'existence de l'événement ou son importance sont inconnues.

Même lorsque l'évènement est confirmé, la quantité de radioactivité relâchée demeure généralement inconnue. L'usager devrait tenir compte des ces faits lorsqu'il regarde les cartes.

Bien que CANERM soit un modèle de grande qualité, les incertitudes inhérentes résultant des conditions du scénario par défaut et des conditions atmosphériques doivent être considérées. L'interprétation des résultats doit être faite en tenant compte de ces incertitudes, puisque la quantité relâchée et la durée du relâchement sont généralement inconnues. L'interprétation des résultats devrait être faite par un météorologiste expérimenté dans les domaines de la météorologie synoptique et de la disperion atmosphérique. Même lorsque l'événement est confirmé par l'AIEA et que de meilleurs estimés de la source sont disponibles, il faut être prudent dans l'interprétation des cartes. Ceci étant dit, ces prévisions demeurent les meilleurs guides de première réponse à la question du transport et de la dispersion des nuages radioactifs à grande échelle.


Description des cartes de CANERM pour le scénario par défaut

Description des cartes de CANERM pour le scénario par défaut
[Voir] (D)

La figure 1 montre une carte produite à partir du modèle CANERM en mode prévision en utilisant le scénario par défaut. Voici la description de son contenu :

  1. Identification du site de la source ou de l'incident ( la source est indiquée par un X sur la carte ).

  2. LAT= Latitude du site de la source en degrés et centième de degrés. Positive pour le nord, négative pour le sud.

  3. LONG= Longitude du site de la source en degrées et centième de degrés. Positive pour l'est, négative pour l'ouest.

  4. DATE OF RELEASE= Identifie l'année, le mois, le jour et l'heure du relâchement. L'heure est en unité UTC (Universal Time Coordinate). Si l'heure est inconnue ou incertaine, une date et une heure par défaut (00 UTC or 12 UTC) seront utilisées après consultation entre les RSMC impliqués.

  5. Identification du champ qui est représenté sur la carte. Avec le scénario par défaut, les cartes suivantes sont produites:

    1. 24 HRS TIME INTEG SURFACE TO 500M LAYER CONCENT. : Concentrations intégrées sur 24 heures dans la couche allant de la surface à 500 m. La période de 24 heures se termine à 24 UTC (pour un relâchement se produisant entre 00 et 12 UTC) ou à 12 UTC (pour un relâchement se produisant entre 12 et 24 UTC) et à la date et à l'heure indiquées à l'item 6. L'intégration se fait dans les premiers 500 m au-dessus du sol du modèle.

      NOTE : Pour la première période de 24 heures, l'intégration débute au moment du relâchement et se termine à 12 ou à 24 UTC. Le temps écoulé à partir du relâchement sera habituellement inférieur à 24 heures. Cependant, puisque la valeur est une quantité intégrée, elle est identique à la valeur obtenue en intégrant sur 24 heures. Par exemple, si le relâchement a lieu à 06 UTC, la période de 24 heures pour l'intégration se termine à 24 UTC. La valeur intégrée sera obtenue de 06 à 24 UTC. Cependant, cette valeur sera identique à celle qui serait obtenue en intégrant de 00 à 24 UTC puisqu'il n'y a aucune contribution entre 00 et 06 UTC.

    2. TOTAL DEPOSITION IN 72 HRS Ceci est le dépôt total (sec + humide) pour la période de 72 heures se terminant à la date et à l'heure données à l'item 6.

  6. Date et heure à la fin de la période de prévision ("Z" est équivalent à UTC). Les autres indications sont pour utilisation interne à RSMC Montréal.

  7. RELEASE SCENARIO Indique que les informations qui suivent décrivent le scénario du relâchement utilisé par le modèle (items 8 à 18).

  8. ISOTOPE: 137-CS Le Césium 137 est utilisé.

  9. TIME FUNCTION: CONSTANT Fonction temporelle utilisée pour le relâchement. Dans le cas présent, le relâchement se fait de façon constante au cours de la période indiquée à l'item 10.

  10. DURATION: 6H Le relâchement dure 6 heures.

  11. HORIZONTAL DIST: GAUSSIAN Le relâchement se fait de façon gaussienne dans l'horizontale (distribution normale).

  12. GRID LENGTH: xx KM Maille horizontale en kilomètres.

  13. Indication relative à l'incident lui-même pour le scénario par défaut. Peut être UNCONFIRMED EVENT, IAEA CONFIRMED EVENT ou TEST/EXERCISE.

  14. EXISTENCE OR STRENGTH OF THE EVENT IS UNKNOWN Cet item est présent lorsque l'item 13 est UNCONFIRMED EVENT.

  15. TOTAL RELEASE: 1.0E+00 BQ La radioactivité du polluant relâché est de un Becquerel.

  16. HEIGHT OF RELEASE: 0.0 METRE(S) Hauteur à laquelle le polluant est relâché.

  17. VERTICAL DISTRIBUTION: UNIFORM 0-500 M Indique le type de fonction utilisée pour la distribution verticale du polluant. Dans le cas présent, le relâchement est fait de façon uniforme dans les 500 premiers mètres au-dessus du sol du modèle.

  18. STANDARD DEVIATION (HOR): 1 GRID LENGTH Écart-type utilisé pour la distribution gaussienne horizontale (item 11). La maille horizontale est donnée à l'item 12.

  19. MAXIMUM CONCENTRATION AT O: Indique la valeur maximale et son emplacement sur la carte. Les unités sont en Bq·s/m3 pour les concentrations intégrées sur 24 heures et en Bq/m2 pour le dépôt total. Si la concentration maximale est située près de la source, le O peut être masqué par le X indiquant l'emplacement de la source.

  20. RESULTS BASED ON DEFAULT INITIAL VALUES Ceci indique que le scénario par défaut est utilisé. Il est basé sur une source hypothétique et son utilisation n'est pas une déclaration au sujet de l'existence ou de l'importance de l'événement. Dans le cas d'un événement non confirmé (UNCONFIRMED EVENT), l'existence même de l'événement est inconnue.

  21. Identifie les quatre contours de concentrations en puissance de dix. Chacun des contours est cent fois plus grand que le précédent. Il faut noter que la valeur des contours peut changer d'une carte à l'autre. Ceci est indiqué sur les cartes par CONTOUR VALUES MAY CHANGE FROM CHART TO CHART. Les unités de la concentration sont données à l'item 22.

  22. Unités de la concentration correspondant aux items 5 et 21:

    • Bq·s/m3 pour les concentrations intégrées sur 24 heures;
    • Bq/m2 for le dépôt total.

Ensemble complet des cartes de sorties de CANERM pour le scénario par défaut

Les figures 2 à 5 présentent l'ensemble complet des cartes pour le scénario par défaut. Pour ces cartes, les items suivants sont identiques:

(1):
La source est PICKERING;
(2,3)
Elle est à la latitude 43 et 82/100 degrés nord et à la longitude 78 et 7/100degrés ouest;
(4)
Le relâchement a eu lieu à 15 UTC le 16 octobre 1995;
(7 à 22):
Définis ici.
Description des cartes de CANERM pour le scénario par défaut
[Voir] (D)

La figure 2 présente la concentration intégrée sur 24 heures de la surface à 500 mètres. La période se termine 24 heures après l'heure à laquelle les données initiales sont disponibles pour le modèle. Dans le cas présent, la période de 24 heures se termine le 17 octobre à 12Z (UTC).

Description des cartes de CANERM pour le scénario par défaut
[Voir] (D)

La figure 3 présente la concentration intégrée sur 24 heures de la surface à 500 mètres. La période se termine 48 heures après l'heure à laquelle les données initiales sont disponibles pour le modèle. Dans le cas présent, la période de 24 heures se termine le 18 octobre à 12Z (UTC). Il faut noter que les contours de concentrations sont différents de ceux de la figure 2.

Description des cartes de CANERM pour le scénario par défaut
[Voir] (D)

La figure 4 présente la concentration intégrée sur 24 heures de la surface à 500 mètres. La période se termine 72 heures après l'heure à laquelle les données initiales sont disponibles pour le modèle. Dans le cas présent, la période de 24 heures se termine le 19 octobre à 12Z (UTC).

Description des cartes de CANERM pour le scénario par défaut
[Voir] (D)

La figure 5 présente le dépôt total en 72 heures. La période se termine 72 heures après l'heure à laquelle les données initiales sont disponibles pour le modèle. Dans le cas présent, la période de 72 heures se termine le 19 octobre à 12Z (UTC).

Description des cartes de CANERM pour le scénario par défaut
[Voir] (D)

Finalement, la figure 6 présente les trajectoires débutant à 15Z (UTC) le 16 octobre à des hauteurs de 500 m (950 hPa), 1500 m (850 hPa) et 3000 m (700 hPa) au-dessus de Pickering. Les trajectoires prévues sont indiquées aux 3 heures et se terminent à 12Z (UTC) le 19 octobre.


Autres produits disponibles du RSMC Montréal et informations additionnelles

Plusieurs autres produits peuvent être fournis par RSMC Montréal si la situation le demande. Par exemple, des cartes de concentrations instantanées pour la surface et en altitude. Ces produits spcécifiques ne sont pas décrits ici. Cependant, ils pourront être inclus dans une version ultérieure.

Pour toute autre information concernant CANERM, veuillez contacter :

Michel Jean

Réal D'Amours

René Servranckx




Graphiques : [hors fonction] | Formats : [Impression] [PDA]

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Création : 2002-08-26
Mise à jour le : 2002-12-18
Date de révision : 2002-12-18
URL de cette page : http://www.msc.ec.gc.ca
/cmc/eer/RSMC/guide_f.html

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