Balises

Une balise mesure ; un modèle prévoit. Pour l’heure en cours, Sciron donne la priorité à la mesure, dans trois critères : la régularité de la direction (beacon_direction), la régularité de la force (beacon_gust) et la moyenne elle-même (beacon_avg). Cette page explique les deux statistiques qui résument un historique de relevés, les seuils qui les classent, et les règles de fraîcheur qui décident quand une balise a le droit de contredire la prévision.

Ce qu’une balise fournit

Les relevés viennent de balisemeteo : vent minimal, moyen et maximal, direction, indicateur de maintenance, horodatage S63. Sciron les relève toutes les 5 minutes et garde un historique de 7 jours ; le moteur de volabilité lit les 12 dernières heures (HISTORY_FETCH_HOURS dans src/lib/beacon-wind-history.ts) de la balise la plus proche du site.

Une balise ne vaut que par son exposition. Une station en fond de vallée, sous le vent d’une forêt ou sur un toit ne décrit pas le vent du décollage. Le rayon de recherche et le choix de la plus proche sont des approximations ; un lien explicite site–balise, choisi par un pilote qui connaît les deux, est préférable et n’existe pas encore.

Pourquoi la régularité compte autant que la force

Le modèle donne une force moyenne et une rafale sans direction. La balise, par la succession de ses relevés, donne la variabilité : la direction tourne-t-elle, la force oscille-t-elle. Or c’est la variabilité qui fait les fermetures (Le parapente comme système de mesure). L’OMM recommande d’ailleurs deux variables pour décrire la rafalité d’un vent : l’écart-type de la vitesse et de la direction, et la rafale maximale sur 3 secondes S1. Les deux critères balise de Sciron sont des versions de ces deux variables.

Stabilité de direction

Définition

beacon_direction : niveau de stabilité de la direction du vent sur l’historique, en trois classes : stable, variable, instable.

Dérivation : l’écart-type circulaire

On ne peut pas calculer l’écart-type ordinaire d’une direction : la moyenne de 350° et 10° n’est pas 180° mais 0°. Sciron utilise l’écart-type circulaire de Mardia. Pour n directions θᵢ, on calcule le vecteur moyen :

R = √( (Σ sin θᵢ / n)² + (Σ cos θᵢ / n)² )

R vaut 1 si toutes les directions sont identiques et tend vers 0 si elles sont réparties sur tout le cercle. L’écart-type circulaire est :

σ = √(−2 × ln R) (en radians, puis converti en degrés)

Seuils

• 20° : un point de la rose à 16 directions fait 22,5°. Une direction dont l’écart-type est sous 20° reste, pour l’essentiel, dans un secteur. C’est la régularité d’un vent synoptique établi ou d’une brise de mer.
• 45° : c’est la rotation de direction qu’une rafale peut imposer, selon la définition de Météo-France (« tournant quelquefois de plus de 45° par rapport à celle du vent moyen ») S2, et le demi-secteur d’un site généreux. Au-delà, le vent n’a plus de direction utile ; un décollage se fait au hasard du cycle.

Réglage par profil

Limites

• Fenêtre longue. Les 12 heures d’historique mélangent la nuit (katabatique) et la journée (brise ou vent météo). Un écart-type calculé sur cette fenêtre décrit le changement de régime autant que la turbulence du moment. Une fenêtre de 1 à 3 heures serait plus représentative de l’heure en cours.
• Vent faible. Sous 5 km/h la direction n’est pas définie S32 ; les relevés de vent nul polluent la statistique. Le calcul ne les exclut pas.
• Au moins 3 relevés (MIN_STABILITY_SAMPLES) : en dessous, la stabilité est ignorée.

Ce que Sciron calcule

circularStdDevDegrees, directionStabilityLevel et computeDirectionStability dans src/lib/beacon-wind-history.ts ; contexte construit par buildBeaconHourContext (src/lib/forecast/beacon-context.ts).

Rafales balise

Définition

beacon_gust : niveau de rafalité sur l’historique, en trois classes : stable, modérée, rafaleuse. Il repose sur le facteur de rafale G = V_max / V_moy de chaque relevé.

Dérivation

Pour chaque relevé dont la moyenne dépasse 5 km/h (MIN_AVG_FOR_GUST_RATIO_KMH), on calcule G. On prend la médiane des G de l’historique, plus robuste qu’une moyenne face à un relevé aberrant. Les seuils :

Les deux bornes encadrent donc la valeur attendue par vent synoptique sur un sol ouvert. « Stable » signifie mieux que la normale, ce qu’un pilote débutant ou un biplace a le droit d’exiger ; « rafaleuse » signifie pire que la normale, ce qu’aucun profil n’accepte.

En intensité de turbulence (I = σ_u / U), avec un facteur de pointe k_p ≈ 3 sur 10 minutes S5 : G = 1,3 ⇒ I ≈ 0,10 ; G = 1,6 ⇒ I ≈ 0,20.

Vent trop faible

Si tous les relevés ont une moyenne sous 5 km/h, le facteur n’a pas de sens (diviser 8 par 2 donne 4 pour une brise insignifiante). Le critère renvoie « vent trop faible » : une alerte pour tous les profils, jamais un blocage. Un vent nul reste volable en thermique et en débutant ; en soaring, c’est la moyenne balise qui bloque, pas la rafalité.

Réglage par profil

Limites

• Fenêtre de moyennage inconnue. G dépend de la fenêtre sur laquelle la balise calcule son max et sa moyenne : sur 10 minutes, G ≈ 1,5 en terrain dégagé ; sur une heure, G ≈ 1,6 S5. Les réseaux de balises n’ont pas tous la même fenêtre ni la même durée de rafale (1 s, 3 s, instantané). Sciron ne connaît pas cette fenêtre par station. Les seuils 1,3 / 1,6 supposent une fenêtre d’environ 10 minutes et une rafale de l’ordre de 3 s ; une balise à rafale instantanée sur 1 heure paraîtra systématiquement plus rafaleuse.
• Même fenêtre longue que la direction : 12 heures.
• Pas de comparaison directe avec le modèle. L’écart rafale du modèle (max horaire moins moyen instantané) et le G de la balise ne sont pas la même grandeur ; Vent de surface détaille la conversion.

Ce que Sciron calcule

gustStabilityLevel et computeGustStability dans src/lib/beacon-wind-history.ts.

Moyenne balise

Définition

beacon_avg : la moyenne du dernier relevé, en km/h, comparée aux mêmes bornes que le vent 10 m du profil.

Mécanisme

En soaring, la prévision dit s’il devrait y avoir du vent ; la balise dit s’il y en a. Si la mesure est hors de la plage 15–35 km/h, l’heure est inadaptée quelle que soit la prévision. La mesure prime parce qu’elle est locale et actuelle ; la prévision est de maille et horaire.

Réglage par profil

Seul le profil soaring l’utilise, en bloquant sur 15–35 km/h. Les autres profils l’ignorent : pour eux, un vent plus faible que prévu n’est pas un problème, et un vent plus fort est déjà capté par la contradiction d’axe (ci-dessous).

Fraîcheur et droit de contredire

Une balise n’est utile que si son relevé est récent et si la station fonctionne. Les règles :

Contradiction d’axe

Si une balise fraîche et la prévision ne sont pas d’accord sur l’appartenance de la direction au secteur publié (les deux vents étant d’au moins 5 km/h), l’heure est inadaptée. Un relevé dans l’axe ne rattrape pas une prévision hors axe : le désaccord lui-même est le signal, parce qu’il révèle soit une erreur de prévision, soit un vent local (brise, canalisation) que le modèle ne voit pas. Dans les deux cas le pilote n’a plus de prévision fiable pour les heures suivantes.

Pourquoi 30 minutes et 2 heures

Ces durées sont des choix d’ingénierie, sans source externe :

• 30 minutes : trois périodes de moyennage OMM de 10 minutes S1 ; au-delà, la rafale d’il y a 40 minutes ne dit plus rien de maintenant.
• 2 heures : l’ordre de grandeur de la mise en place ou de la disparition d’une brise, et de l’évolution d’un cycle thermique S38. Au-delà, le régime de vent peut avoir changé.
• 3 relevés : le minimum pour qu’un écart-type ait un sens.

Ce que Sciron calcule

buildBeaconHourContext (src/lib/forecast/beacon-context.ts) : usable, aging, fresh, niveaux de stabilité, moyenne et direction du dernier relevé. beaconAxisContradiction (src/lib/forecast/wind-axis.ts) pour la contradiction. evaluateHourStrategy (src/lib/forecast/strategy.ts) n’applique les règles balise que pour l’heure locale en cours du jour J (applyBeacon).