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Calculateur de QFF

 
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Dubble
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MessagePosté: Jeu 10 Aoû 2017 10:46    Sujet du message: Calculateur de QFF Répondre en citant

Bonjour

J'ai sous les yeux un METAR pour un aéroport situé à 3600ft.
Il y fait 30°C soit ISA+22 (jusque là ça va)
Le QNH est de 1020 (A30.13)
C'est un METAR nord Américain donc il indique Sea level pressure = 1008.5
Je comprends de SLP que c'est un QFF (*).
Si je reprend mes cours ATPL, on sait que pour un aérodrome au dessus du niveau de la mer, s'il fait plus chaud que ISA alors le QFF est inférieur au QNH (tout va bien)
Maintenant j'essaie de retrouver la valeur 1008.5

Pour ça, je prends la température à 1800ft (ça marche aussi à 0 ou à 3600 en fait car on va faire un delta), je calcule la densité et le nombre de pieds à monter pour perdre 1 hPa (on prend l'approximation 27-28ft normalement)
Je pars du QNH, 1020, z = 0, je monte en standard au taux que j'ai calculé (26.4 ft/hpa) puis j'arrive à 3600ft : 880hPa, je redescend en ISA+22 (28.4ft/hPa, ce qui est cohérent car quand on est plus chaud les particules d'air sont plus excitées et peuvent garder leur pression plus haut), et j'arrive au sol à ... 1010 !

C'est proche du SLP mais pas parfait.

Existe-t-il un calculateur de QFF tout fait pour vérifier ce calcul et en faire d'autres de manière plus aisée ?
Est-ce la définition du SLP qui pose problème ? (*)

Merci
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MessagePosté: Jeu 10 Aoû 2017 11:18    Sujet du message: Re: Calculateur de QFF Répondre en citant

Dubble a écrit:
Bonjour

J'ai sous les yeux un METAR pour un aéroport situé à 3600ft.
Il y fait 30°C soit ISA+22 (jusque là ça va)
Le QNH est de 1020 (A30.13)
C'est un METAR nord Américain donc il indique Sea level pressure = 1008.5
Je comprends de SLP que c'est un QFF (*).
Si je reprend mes cours ATPL, on sait que pour un aérodrome au dessus du niveau de la mer, s'il fait plus chaud que ISA alors le QFF est inférieur au QNH (tout va bien)
Maintenant j'essaie de retrouver la valeur 1008.5

Pour ça, je prends la température à 1800ft (ça marche aussi à 0 ou à 3600 en fait car on va faire un delta), je calcule la densité et le nombre de pieds à monter pour perdre 1 hPa (on prend l'approximation 27-28ft normalement)
Je pars du QNH, 1020, z = 0, je monte en standard au taux que j'ai calculé (26.4 ft/hpa) puis j'arrive à 3600ft : 880hPa, je redescend en ISA+22 (28.4ft/hPa, ce qui est cohérent car quand on est plus chaud les particules d'air sont plus excitées et peuvent garder leur pression plus haut), et j'arrive au sol à ... 1010 !

C'est proche du SLP mais pas parfait.

Existe-t-il un calculateur de QFF tout fait pour vérifier ce calcul et en faire d'autres de manière plus aisée ?
Est-ce la définition du SLP qui pose problème ? (*)

Merci


Rassure moi Dubble, le jour où tu voles en compagnie, tu lui fais pas ce coup là à ton commandant une fois que tu as chopé l'ATIS ?

Je te dis ça avec humour bien sûr Dubble.
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Dubble
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MessagePosté: Jeu 10 Aoû 2017 11:50    Sujet du message: Répondre en citant

Je te rassure je fais ça sur mes heures de boulot (ingé, c'est pour un cas que j'ai en ce moment)
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MessagePosté: Jeu 10 Aoû 2017 12:09    Sujet du message: Répondre en citant

Jette un coup d'oeil ici. La question entre SLP et QNH est posée. Peut-être trouveras-tu un début de réponse.

http://www.weather-watch.com/smf/index.php?topic=37437.0

("QNH is obtained by taking the station level pressure and reducing it to mean sea level by assuming the International Standard Atmosphere (ISA) conditions between the station and sea level."

"MSL Stands for Mean Sea Level. It is necessary to convert the pressure readings to equivalent mean sea level pressures, otherwise the important horizontal changes in pressure would be overwhelmed by vertical variations simply due to differences in height between observing stations.
In this way, a Mean Sea Level Pressure (MSLP) map will then show pressures affected by changing weather conditions, not because of changing altitude.")
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JAimeLesAvions
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MessagePosté: Jeu 10 Aoû 2017 15:53    Sujet du message: Re: Calculateur de QFF Répondre en citant

Dubble a écrit:
Bonjour

J'ai sous les yeux un METAR pour un aéroport situé à 3600ft.
Il y fait 30°C soit ISA+22 (jusque là ça va)
Le QNH est de 1020 (A30.13)
C'est un METAR nord Américain donc il indique Sea level pressure = 1008.5
Je comprends de SLP que c'est un QFF (*).
Si je reprend mes cours ATPL, on sait que pour un aérodrome au dessus du niveau de la mer, s'il fait plus chaud que ISA alors le QFF est inférieur au QNH (tout va bien)
Maintenant j'essaie de retrouver la valeur 1008.5

Pour ça, je prends la température à 1800ft (ça marche aussi à 0 ou à 3600 en fait car on va faire un delta), je calcule la densité et le nombre de pieds à monter pour perdre 1 hPa (on prend l'approximation 27-28ft normalement)
Je pars du QNH, 1020, z = 0, je monte en standard au taux que j'ai calculé (26.4 ft/hpa) puis j'arrive à 3600ft : 880hPa, je redescend en ISA+22 (28.4ft/hPa, ce qui est cohérent car quand on est plus chaud les particules d'air sont plus excitées et peuvent garder leur pression plus haut), et j'arrive au sol à ... 1010 !

C'est proche du SLP mais pas parfait.

Existe-t-il un calculateur de QFF tout fait pour vérifier ce calcul et en faire d'autres de manière plus aisée ?
Est-ce la définition du SLP qui pose problème ? (*)

Merci

L'altimètre par construction t'affiche= Zp(statique)-Zp(Calage), Zp étant l'altitude pression OACI en fonction de la pression
Altitude de la station=Zp(QFE)-Zp(QNH)
Définition QNH= arrondi à l'unité inférieure (Zp-1(Zp(QFE)-Altitude de la station)

La dérivée de Zp n'est pas constante 30ft/hPa est une valeur moyenne en basses couches, mais au FL100 on est déjà à 40ft/hPa. C'est d'ailleurs parce que la dérivée augmente avec l'altitude qu'on a une séparation de 2000ft au lieu de 1000ft quand on est haut, et que pour garder 1000ft il faut des altimètres plus précis et toutes les précautions RVSM.
L'expression exacte de Zp se trouve dans le doc ICAO 7488 sur l'atmosphère.

Le QFF est la pression qu'on mesurerait au niveau de la mer si on pouvait la mesurer, mais évidemment ce n'est pas une définition suffisante.

Pour la définition ou plutot l'absence de définition du QFF https://www.wmo.int/pages/prog/www/IMOP/meetings/SI/ET-Stand-1/Doc-10_Pressure-red.pdf

Amuses-toi bien.
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JAimeLesAvions
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MessagePosté: Ven 11 Aoû 2017 7:59    Sujet du message: Répondre en citant

J'ai édité pour plus de précision mon message ci-dessus, pour Dubble et pour tous ceux que ça intéresse, le sujet m'ayant été remarquablement mal enseigné, je pense que ces éclaircissement seront intéressants pour d'autres.
Le QFF est utile pour les prévisions météos, car il permet de construire des cartes isobares, mais en avion il est totalement inutile.
Document le plus officiel que j'ai trouvé

https://library.wmo.int/opac/doc_num.php?explnum_id=3445

Dans un document officiel de la WMO de 2008(Guide to Meteorological Instruments
and Methods of Observation)
on lit "3.11 aDjustMent of baroMeter reaDings to other levels
In order to compare barometer readings taken at stations at different altitudes, it is necessary to reduce them to the same level. Various methods are in use for carrying out this reduction,but WMO has not yet recommended a particular method, except in the case of low-level stations.
The recommended method is described in WMO (1954; 1964; 1968). WMO (1966) contains a compre- hensive set of formulae that may be used for calculations involving pressure."
Donc le vieux document dont le lien est cité ci-dessus est toujours en vigueur.
Je trouve amusant que les bouquin ATPL parlent du QFF comme si c'était quelque chose de sérieux, alors qu'en réalité, aucune définition du QFF n'existe.


Dernière édition par JAimeLesAvions le Ven 11 Aoû 2017 9:12; édité 2 fois
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arogues
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MessagePosté: Ven 11 Aoû 2017 8:53    Sujet du message: Répondre en citant

JAimeLesAvions a écrit:
J'ai édité pour plus de précision mon message ci-dessus, pour Dubble et pour tous ceux que ça intéresse, le sujet m'ayant été remarquablement mal enseigné, je pense que ces éclaircissement seront intéressants pour d'autres.
Le QFF est utile pour les prévisions météos, car il permet de construire des cartes isobares, mais en avion il est totalement inutile.

Je retiens surtout ta dernière phrase (et surtout la dernière partie)
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JAimeLesAvions
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MessagePosté: Ven 11 Aoû 2017 18:08    Sujet du message: Répondre en citant

Décidément Dubble a éveillé ma curiosité
Voici la méthode Météo France pour le QFF
Sur les océans et les rivages océaniques, la pression réduite au niveau de la mer est bien entendu très peu différente de la valeur de la pression réellement mesurée ; il n'en va pas de même sur les continents, où elle est très généralement supérieure à cette valeur (ou bien légèrement inférieure, pour un site d'altitude négative) : la convention précédemment énoncée n'est alors pas suffisante pour calculer le nombre p A à partir de la pression p B et de la température T B en B. On montre en fait que l' équation hydrostatique , jointe à l' équation d'état des gaz parfaits , permet de calculer le rapport p A / p B en fonction de l'altitude de B et de la température moyenne de la couche atmosphérique qui s'insérerait entre A et B, cette température moyenne étant considérée comme égale à la demi-somme de T B et de la température supposée T A en A : reste donc à avancer une hypothèse concernant le calcul de T A . On admet généralement que la température de la couche atmosphérique imaginaire comprise entre B et le niveau moyen de la mer décroît verticalement de bas en haut comme dans l'atmosphère standard, c'est-à-dire avec un taux de - 0,65 °C tous les 100 m (voir fig. ). Cette hypothèse, quelque simple qu'elle paraisse, fournit d'excellents résultats et permet d'utiliser pleinement les lignes isobares "au niveau de la mer" sur les régions continentales de notre globe ; par là même, elle rend possible une comparaison des pressions atmosphériques au sol (ramenées à l'altitude zéro) quels que soient les sites considérés.

Ce n'est pas tout à fait la méthode du QNH. Pour le QNH on intègre sur une température qui varie linéairement, pour le QFF ils intègrent avec une température constante égale à la moyenne des deux.
Si tu as la flemme de refaire les intégrales, elles sont toutes deux faites dans le Doc OACI, température qui varie linéairement en basses couches, et constante au dela de 11km.
Comment font les américains?
Ils semblerait que la réponse soit là
http://journals.ametsoc.org/doi/pdf/10.1175/1520-0493(1995)123%3C0059%3AROPTSL%3E2.0.CO%3B2
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Dubble
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MessagePosté: Ven 11 Aoû 2017 19:18    Sujet du message: Répondre en citant

Tout à fait.
Ma question se situe à l'étape d'après : pourquoi est-ce que mon recalcul du SLP(=QFF?) ne fonctionne pas très bien ?

En fait, pour la différence QFF vs QNH, la seule chose qui compte ce n'est pas la manière de calculer, c'est le delta ISA.
Si on utilise la température moyenne, c'est ce que recommande MétéoFrance
Si on utilise la température au sol ou la température au niveau de la mer à la place de la température moyenne : on obtient un écart de 0.3 hPa sur le recalcul du QFF.
Si on utilise l'intégration des températures STD et ISA+22 plutôt que la température moyenne.. je suis prêt à parier que l'écart sera négligeable de chez négligeable
D'ailleurs je vais le faire maintenant pour prouver mon affirmation.

Edit :
Voilà ce que je viens de faire :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atmosph%C3%A8re_normalis%C3%A9e
Je pars du niveau de la mer d'une atmosphère à température standard et au QNH : 1020
Je monte jusqu'au niveau du sol avec les conditions de température standard et de pression QNH
J'arrive au niveau du sol : j'ai un QFE de 890.8 hPa
Je redescend vers le niveau de la mer avec les conditions ISA+22 : QFF 1010.4
Ceci est fait avec une intégrale par pas de 50 pieds.

L'intégrale par pas de 50 pies est totalement inutile car :
Je calcule la densité au sol, à pression standard et température standard, puis je change la température en ISA+22.
Je calcule dans les deux cas la hauteur de variation d'1 hpa.
Je pars de 0ft, 1020 hPa, je monte vers le QFE : 888.1hPa (ce qui est assez faux mais pas mal) puis je redescend vers le QFF : 1010.6hPa. On est très proches de 1010.4 donc l'intégrale elle servait à rien du tout.

JAimeLesAvions a écrit:

Ce n'est pas tout à fait la méthode du QNH. Pour le QNH on intègre sur une température qui varie linéairement, pour le QFF ils intègrent avec une température constante égale à la moyenne des deux.
Si tu as la flemme de refaire les intégrales, elles sont toutes deux faites dans le Doc OACI, température qui varie linéairement en basses couches, et constante au dela de 11km.

Si je pars sur l'idée de monter en QNH avec la température qui varie linéairement, et ensuite de redescendre soit en intégrant la température qui varie linéairement ou bien en intégrant avec la température moyenne, je trouve des résultats très très proches, comme prévu :
1010.378 vs 1010.393 (je pensais pas aussi proche)

Le problème se situe donc probablement ailleurs que dans la méthode d'intégration..
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Dernière édition par Dubble le Ven 11 Aoû 2017 19:55; édité 1 fois
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MessagePosté: Ven 11 Aoû 2017 19:50    Sujet du message: Répondre en citant

Dubble a écrit:
Tout à fait.
Ma question se situe à l'étape d'après : pourquoi est-ce que mon recalcul du SLP(=QFF?) ne fonctionne pas très bien ?

En fait, pour la différence QFF vs QNH, la seule chose qui compte ce n'est pas la manière de calculer, c'est le delta ISA.
Si on utilise la température moyenne, c'est ce que recommande MétéoFrance
Si on utilise la température au sol ou la température au niveau de la mer à la place de la température moyenne : on obtient un écart de 0.3 hPa sur le recalcul du QFF.
Si on utilise l'intégration des températures STD et ISA+22 plutôt que la température moyenne.. je suis prêt à parier que l'écart sera négligeable de chez négligeable
D'ailleurs je vais le faire maintenant pour prouver mon affirmation.

Il y a aussi la méthode simpliste de prendre une dérivée constante style 30/hPa
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MessagePosté: Ven 11 Aoû 2017 20:02    Sujet du message: Répondre en citant

Effectivement, mais cette méthode donne des écarts de 0.2 hPa par rapport à la méthode d'intégration complète..
Ces calculs sont très robustes, la température du delta ISA est la seule à même de donner un écart significatif QNH/QFF.
Ainsi que l'altitude du terrain...

Donc mon écart de 1.5hPa ne peut pas s'expliquer comme ça...

Si ça continue il va falloir appeler la tour de Torréon (au Mexique, mon metar vient de là bas) pour leur demander des explications.

Si je note 100*3.281/(rho*g)=(Z1hPa) (c'est à dire l'altitude à gagner avant de perdre un hPa, couramment prise à 27 ou 30ft)
En fait, l'écart QNH/QFF peut même être modélisé par une formule aussi simple que
QFF=QNH - z*4*delta ISA/Z1hPa (message à ceux qui passent leur ATPL )
Ici on trouve
1020-3.7*4*22/31.5=1009.66, 1hPa d'erreur à peine (sachant que la grande partie de l'erreur est portée sur le 4)

Mon collègue dont le sujet m'a interpellé sur ce QFF vient de m'appeler : il s'en fout complet du QFF.
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