Visibilité

L’Organisation météorologique mondiale définit la visibilité comme la distance la plus grande à laquelle un objet noir de dimensions appropriées peut être vu et identifié de jour sur le fond du ciel à l'horizon ou, quand il s'agit d'observations de nuit, pourrait être vu et identifié si l'éclairement général augmentait jusqu'à atteindre l'intensité normale en lumière du jour[2]. La visibilité peut être horizontale, oblique ou verticale.

La portée visuelle est la distance à laquelle le contraste entre un objet donné et son arrière-plan atteint la valeur du seuil de contraste propre à l'observateur[3]. L'OMM définit différents types de portée selon les besoins de l'utilisateur.

Visibilité horizontale

Les Alpes Bernoises vues sur l'horizon (au-delà du Jura) depuis les environs de Schweighouse-Thann (Haut-Rhin), à 150 km à vol d'oiseau. Photo prise un matin d'août vers 6h30.

La visibilité horizontale est la capacité pour un observateur de voir un objet à l'horizon ou entre l'horizon et lui. Outre les paramètres relevant de la courbure terrestre, certaines conditions de la visibilité sont de nature topologique et dépendent de la morphologie terrestre ; d'autres dépendent des circonstances.

• L'horizon est la visibilité théorique au niveau de la mer, plus ou moins affectée par les irrégularités de la courbure terrestre ;
• L'altitude du point d'observation, ou position des yeux, éloigne rapidement l'horizon avec son accroissement ;
• La hauteur propre ou altitude du point observé peut localement permettre une grande visibilité (sommet montagneux...) ; l'objet apparaît au-delà de l'horizon réel ;
• La nébulosité du ciel réduit la visibilité théorique ou vérifiée dans les meilleures conditions ; en matière de navigation, ces facteurs déterminent la visibilité dans son acception commune ;
• La présence d'obstacles entre l'observateur et la zone scrutée peut contrarier ou perturber la visibilité ;
• La réfraction atmosphérique intervient particulièrement en mer : certains froids matins d'hiver et en été des périodes suivant immédiatement de fortes pluies, « la distance de visibilité des objets éloignés peut se trouver accrue d'un certain nombre de kilomètres. » [4]

Portée visuelle de piste

Visibilité réduite à l'aéroport international de Lisbonne.

La portée visuelle de piste (en anglais RVR, runway visual range) est la distance jusqu'à laquelle le pilote d'un aéronef placé sur l'axe de la piste peut voir les marques ou les feux qui délimitent la piste ou qui balisent son axe[7]. La mesure de celle-ci peut être donnée par un observateur au sol mais s'effectue le plus souvent grâce par des appareils appelés diffusiomètres, unités intégrées installés à un endroit critique le long de la piste, ou des transmissiomètres qui sont installés normalement à trois endroits stratégiques le long de la piste, un à chaque extrémité et le dernier au milieu.

La PVP est utilisée comme l'un des principaux critères de décision entre l'approche à vue et celle aux instruments qu'un pilote doit prendre avant de faire l'atterrissage. Elle est fournie dans les rapports METAR transmis par les contrôleurs aériens aux aéronefs effectuant des approches pour permettre aux pilotes d'évaluer s'il est prudent et légal de poursuivre la manœuvre ou d'aller vers un aéroport de dégagement. L'Organisation de l'aviation civile internationale ( OACI) stipule dans son annexe 14 l'éclairage nécessaire sur une piste selon les valeurs de PVP.

Visibilité normale à gauche, et fortement réduite par du brouillard à droite.

La visibilité est importante pour toutes les formes de circulation : routes, navigation et aviation. C'est pour cela que les véhicules et certains éléments du sol (pistes d'atterrissage, virages, etc.) sont balisés par des lampes ou des surfaces réfléchissantes, tels des catadioptres. Les éléments qui peuvent réduire la visibilité sont :

• l'eau liquide en suspension dans l'air (brume, brouillard, nuages) ;
• les aérosols en suspension qui forment la brume sèche ;
• les précipitations liquides (pluie) ou solides (neige) ;
• les fumées, en particulier lors des feux de forêt ;
• les tempêtes de sable dans les déserts ;
• le blizzard ;
• la poudrerie (chasse-neige élevée) et les bourrasques de neige.

Diffusomètre

Pour mesurer la visibilité horizontale, les techniciens en météorologie utilisent des repères visuels qui se trouvent à une distance connue du point d’observation (un château d’eau, un bâtiment, une colline, etc.). Si l’on peut apercevoir nettement les contours d’un des repères sur fond de ciel, la visibilité est au moins égale à la distance qui sépare le repère du point d’observation[1]. La nuit, des lunettes d'obscurité sont utilisées pour adapter la vision de l'observateur à la faible luminosité extérieure avant de sortir de la station. Il existe également des appareils automatisés de mesure de la visibilité :

• Le transmissiomètre émet un faisceau lumineux étroit en direction d’un récepteur dont on mesure l’affaiblissement au cours du trajet. En déterminant le coefficient d’atténuation de l’atmosphère, l'appareil peut donner la visibilité horizontale dans l'espace entre l'émetteur et le récepteur. Cette mesure n'est valide que pour l'espace entre l'émetteur et le récepteur à un moment donné mais si on la prend sur une certaine période de temps, sa moyenne peut être étendue à la région d'intérêt.

• Le diffusomètre optique est un appareil qui consiste en un émetteur lumineux (lampe) et d'un récepteur. Les deux sont placés à un angle ajustable mais généralement autour de 35° de l'horizontale, pointant vers une direction commune[8]. Le coefficient d'extinction de l'onde émise est mesuré à partir de la diffusion latérale sur des particules dans l'air, telles la brume, qui se trouve entre l'émetteur et le récepteur. Le principal défaut de la mesure par cet instrument est qu'elle est faite dans un petit volume d'atmosphère, pas toujours représentatif de la visibilité générale[9].

• Le célomètre est un laser qui émet à la verticale et dont le récepteur perçoit les retours de lumière venant des obstructions. En général, on l'utilise pour connaître la hauteur de la base des nuages mais des obstructions partielles comme la brume vont retourner un signal diffus qui peut être interprété comme la visibilité verticale.

À titre d'exemple, les bulletins français de météo marine utilisent l'échelle suivante :

• Cet article est partiellement ou en totalité issu de l'article intitulé « Visibilité horizontale » (voir la liste des auteurs).