|
|
|
C’est l’effet papillon, ce fameux effet issu de la science du chaos qui rend impossible toute modélisation précise suite au caractère imprévisible de l’atmosphère en raison de sa grande sensibilité aux conditions initiales. Etant donné que la moindre perturbation locale, telle qu’une toux dans de l’air humide, peut au fil du temps se transformer en ouragan aux antipodes (je caricature !), les modèles numériques ne pourront jamais prévoir le temps à plus de 5 ou 7 jours sans grossir leur marge d’erreur. Etant donné que le public, comme les clients, exigent des prévisions de plus en plus précises, les chercheurs doivent tout mettre en oeuvre pour améliorer la qualité des résultats. Concrètement cela signifie qu'ils doivent utiliser des ordinateurs toujours plus puissants, des modèles plus complets en incorporant encore plus de variables. A l'heure actuelle le modèle Aladin est capable de prédire le temps avec précision (> 90% de confiance) à 2 jours seulement, pas plus. A 4 jours, on parle de... tendance. Le processus de prévision du temps ne se limite pas aux cartes numériques. Le prévisionniste, fort de ses connaissances théoriques et du climat de sa région, connaît les limites des modèles pour en avoir fait l'expérience, et doit parfois ajuster les résultats des simulations pour les adapter aux grandeurs observables, comme la durée et l'intensité des précipitations, les températures minimale et maximale du jour, le risque d'orages, etc.
Cette expertise humaine garantit le professionnalisme du métier et est indispensable pour obtenir une bonne prévision du temps au niveau opérationnel, surtout pour les échéances les plus brèves (que l'on appelle les prévisions immédiates de 0 à 6 heures). La synergie entre modèles numériques et expertise humaine peut ainsi permettre aux prévisionnistes de prévoir les tempêtes, comme ce fut le cas les 15 et 16 octobre 1987, avec la tempête qui dévasta une partie de la Bretagne et le sud de l'Angleterre ou celle qui dévasta la France à la Noël 1999 dont les vents de tempête furent prévus par le modèle Méso-NH : des vents de 110 km/h à 30 m au-dessus du sol furent prévus entre le 25 décembre 1999 à 21h TU et le 26 décembre à 12h TU. Malheureusement le centre de la France ne put que subir la violence de dame Nature qui nous envoya, non pas une, mais deux tempêtes successives en l'espace de quatre jours. Quand les météorologistes et les services de secours voulurent prévenir les autorités et toutes les personnes concernées, il était déjà trop tard, le réseau électrique était coupé dans le quart de la France !
Rappelons que ce fut la "tempête du siècle", dont les effets furent amplifiés par un jet stream qui s'étendit du Golfe de Gascogne à l'Est de la France qui accéléra le mouvement tourbillonnaire de la dépression et l'intensité des vents dans la partie Sud et Sud-Est de la France. Elle fut précédée et suivie par d'abondantes chutes de pluies qui noyèrent beaucoup de plaines. Certaines localités subirent localement des bourrasques de 160 km/h qui déplacèrent des camions semi-remorques et des paquebots comme de vulgaires jouets. Des millions d'arbres et des centaines de pylones électriques sont tombés comme des fétus de paille et les vents ouvrirent des clairières là où il n'y en avait pas dans les forêts. En l'espace de 3 jours, 3.5 millions d'habitants furent privés d'électricité et beaucoup restèrent les pieds dans l'eau durant des semaines. Beaucoup de fermiers perdirent toutes leurs récoltes et parfois leurs serres. On décompta au moins 90 morts en France et quelques uns dans les autres pays, principalement des personnes qui furent écrasées par la chute d'un arbre, noyées ou mortellement blessées par des débris. On dénombra plus de 15 millions d'arbres abattus et des millions de mètres cubes de chablis. Devant la catastrophe qui tombait en plein milieu de l'hiver, EDF se fit un devoir de remettre le réseau électrique en état en l'espace de 12 jours. Statistiquement des tempêtes de cette violence ne se produisent qu'une fois par siècle. C'était la deuxième après celle de 1987. On pense, sans pouvoir en apporter la preuve formelle, que le réchauffement climatique pourrait expliquer ces changements de régime à l'échelle régionale. Mais revenons aux prévisions. Puisque nous discutons du métier de météorologiste, profitons de l'occasion pour mettre en exergue le rôle du prévisionniste. La prévision du temps Pour établir une prévision, le prévisionniste dispose d'environ 200 informations différentes et d'un délai d'environ 2 heures pour rédiger son premier bulletin et le présenter éventuellement devant la télévision ou les pilotes. En cas d'événements majeurs, ce délai peut être réduit à quelques dizaines de minutes. Devant un tel choix et le délai relativement réduit, le prévisionniste est bien obligé de faire une sélection. Connaissant le métier, son assistant arrivé au bureau un peu avant lui préparera certainement les documents suivants : images satellites visible et infrarouge, imagerie radar, messages météorologiques des stations proches dans les vents dominants, cartes synoptiques H-3 et H-6 heures, sondage aérologique nationaux H et H-12, cartes d'altitude, etc. A son arrivée le prévisionniste ne manquera d'observer le ciel pour se familiariser avec la situation actuelle. A partir de ces données brutes sur l'état initial de l'atmosphère et de son expérience, le prévisionniste devra déterminer avec la précision requise l'état futur de l'atmosphère, c'est l'échéance de la prévision. Sa tâche est donc complexe et nécessite l'utilisation d'un certain nombre d'outils. On peut diviser son travail en deux étapes clés : la première, entièrement automatisée, se base sur les prévisions numériques et à pour but de donner au prévisionniste une tendance de l'état de l'atmosphère à l'échéance. La seconde est exclusivement manuelle et fondée sur l'expertise humaine. Le prévisionniste transcrit en "clair" les résultats de la prévision numérique et de ses propres calculs afin de présenter une prévision du temps sous une forme intelligible aux utilisateurs. Voyons à présent sur le plan pratique les différents traitements que subissent les données jusqu'à la prévision finale.
Collecte de l'information Dans une première phase le prévisionniste ou son assistant bénéficie du support du système mondial de télécommunications (SMT) qui assure en temps réel la compilation, le traitement et la diffusion des observations météorologiques provenant du monde entier. Ces ordinateurs spécialisés dans les communications reçoivent tous les messages météos locaux, qu'il s'agisse des SYNOP, METAR, SPECI, TAF et autre sondage d'altitude et les transmettent aussitôt aux centres régionaux en accord avec les services météorologiques des États membres de l'OMM. Dans notre exemple, les messages émis par la station belge de Beauvechain transitent par Bruxelles qui les transmet à Toulouse qui se charge de les retransmettre dans les principales capitales européennes et du nord de l'Afrique. Ces messages reprenant les observations synoptiques et aérologiques constituent donc la condition nécessaire à une bonne prévision du temps car nous avons vu que les prévisions numériques doivent être périodiquement réalignées avec la réalité du temps. Toutes les informations sont codées sous forme numérique suivant un système unique et internationalement que nous avons décrit dans le chapitre consacré aux messages météorologiques. Ainsi que nous l'avons vu dans ce chapitre, la diffusion de ces données codées sur le SMT doit respecter des procédures très strictes et le néophyte aura beaucoup de mal à saisir le sens des messages. Le réseau mondial de télécommunications relie dans une boucle fermée les principaux centres dits "régionaux" que sont : Toulouse (France), Bracknell (Royaume-Uni), Offenbach (Allemagne), Prague, Moscou, New Delhi, Tokyo et Washington. Chaque centre collecte les données provenant des pays situés dans sa zone de compétence et les insère dans le flux d'informations circulant sur le réseau. En sens inverse, ces centres régionaux relaient vers les pays qui leur sont rattachés les données circulant dans le réseau. Ainsi, le centre de Toulouse envoie ses informations vers les centres météos de Bruxelles, Rome, Lisbonne, Madrid, Dakar, Casablanca, Alger et Tunis.
Une
fois la collecte effectuée, le centre de prévision doit utiliser une méthode d'analyse
numérique de ces données afin de fournir aux prévisionnistes un modèle de prévision
numérique à court terme. Cette
phase n'est pas du ressort du prévisionniste mais des centres de
calcul (Météo-France à Toulouse, le Met Office à Bracknell, le
National Weather Service de la NOAA, etc). Elle comprend une étape de vérification de la
qualité de l'information (complétude, précision) et de détection des
erreurs éventuelles (humaines, instrumentales, de codage ou géographique). En
parallèle les modèles numériques doivent tenir compte de certaines observations
réalisées à des heures non synoptiques (en dehors des périodes fixes 0
h + 3 h, etc). C'est notamment le cas des données satellitaires (profils verticaux,
radiances). L'interpolation permet de combiner les deux types
d'informations, ce que l'on appelle l'ébauche. Au
terme de cette analyse on aboutit aux valeurs initiales
des champs de données qui sont encodés dans la grille tridimensionnelle
du modèle. Ces champs subissent ensuite certains traitements pour les adapter aux contraintes de mise en œuvre
des équations thermodynamiques, et pour éviter entre autre l'apparition d'instabilités dans le modèle. Traitement
dans les modèles numériques régional et global Dans
un centre météorologique comme celui de Toulouse ou de Bracknell,
les systèmes viennent de recevoir les millions de variables
atmosphériques recueillies par les différents réseaux de stations
météorologiques. L'information doit à présent être traitée. Le
modèle de prévision (qu'il soit américain, anglais ou français) doit d'une part résoudre un système
d'équations aux dérivées partielles pour ce qui concerne les processus
dynamiques (équations d'équilibre hydrostatique, de conservation de la
quantité de mouvement, de continuité pour la conservation de la masse,
de thermodynamique pour la conservation de l'énergie, de conservation de
la vapeur d'eau, et équation d'état des gaz parfaits) et, d'autre part,
aboutir à une représentation mathématique des processus physiques
impliquant des transferts de chaleur (diabatiques), hautement interactifs, qui se
caractérisent tous par des termes de génération ou de dissipation
d'énergie (transferts radiatifs, changements de phase de l'eau, échanges énergétiques et
hydriques entre la surface du sol et l'atmosphère, etc). Le
modèle numérique se définit également par son domaine spatial. Là où
les modèles d'hier étaient hémisphériques, ils sont aujourd'hui globaux, c'est-à-dire qu'ils prennent en
considération l'ensemble des données météorologiques du globe. Son temps
d'intégration est en général de l'ordre de 10
à 20 minutes, sa grille horizontale (résolution en
latitude et longitude) et ses niveaux verticaux (les couches
atmosphériques) sont de l'ordre de 35 à 60 km environ dans le cas d'Arpège.
Ainsi que nous l'avons expliqué, la mise en oeuvre
du modèle numérique nécessite au préalable une phase d'analyse
des données en points de grille (interpolation des variables sur les
points de la grille). Image
satellitaire de l'Europe pour la période du 24 au 26 avril
2001 à comparer avec la prévision pour le niveau 1000:500 mb de la page
précédente. Cliquer sur l'image pour lancer l'animation (GIF de 500 Kb). Document US
Weather/Yahoo Lorsque
les valeurs sont vérifiées et analysées, un
modèle à grosse maille (échelle mondiale) peut calculer le nouvel état de l'atmosphère
en considérant l'évolution des variables de température, d'humidité,
de vent et de pression à diverses échéances, espacées de 6, 12 ou 24 heures
(aux échéances de 48, 72 et 96 heures). La réalisation de l'ensemble de ces opérations dure environ
6 heures et les premières groupes de cartes sont en général à
disposition des prévisionnistes par fax, radio HF ou sur ordinateur dès les
premières heures de l'aube. Au
cours de la journée des modèles à domaine limité (Europe) mais à maille fine
(2-35 km), dont les conditions aux limites sont fournies par le modèle
global, réalisent une prévision détaillée pour le territoire national à
36 heures d'échéance. En complément, les centres nationaux établissent
pour les principales villes de leur pays des prévisions de température fondées sur une analyse statistique des
données antérieures d'observations. Un
travail similaire s'effectue dans les centres météo attachés aux bases aériennes et les aéroports civils. Préparation
du briefing En
l'espace d'une demi-heure à une heure le prévionniste dispose de
tous les modèles numériques et des documents dont il a besoin.
Entre-temps il aura déjà effectué l'analyse de la carte synoptique
antérieure de 3 ou 6 h, tracé les lignes d'isobares, les
perturbations (manuellement ou par ordinateur),
repéré les zones pluvieuses et évaluer leur évolution dans le
temps. Lorsque le technicien ou la table traçante aura terminé de
pointer la nouvelle carte synoptique, le prévisionniste pourra
comparer l'évolution des perturbations et si nécessaire affiner sa
prévision tout en corrigeant éventuellement son évaluation sur base
des modèles numériques ou inversement en modifiant certaines cartes
numériques sur base des observables. Lorsque
l'analyse sera terminée, le prévisionniste passera en revue les
différents modèles numériques, en particulier les cartes d'altitude
pour déterminer l'évolution du temps à moyen terme. Les
radiosondages locaux et ceux des pays proches l'aideront à
déterminer le degré de stabilité des masses d'air et la couverture
nuageuse dans les courants dominants. Il s'occupera enfin de dessiner
la carte de temps significatif et les illustrations de son
briefing. Il
sera alors temps de préparer le bulletin météo, de communiquer
éventuellement le message aux institutions civiles concernées et
enfin de prendre sous le bras les dernières prévisions numériques
en altitude (tropopause, jet streams, etc) avant d'aller présenter la
météo aux utilisateurs. S'il
a de l'humour il pourra mettre son gros pull à col roulé s'il prévoit un
bon 25°C, histoire de tromper son auditoire avant la présentation et
lui faire croire qu'il fera froid !... Le
prix de la météo Depuis
2004 Météo-France, organisme
public, a décidé de facturer certains de ses services (bulletins
aéronautiques, etc). Ainsi
que vous l'avez peut-être constaté en parcourant le site
Internet de Météo-France, depuis 2003 et plus encore depuis la
mi-2004, l'essentiel de leurs services sont payants. Comme
nous venons de l'expliquer, les modèles météorologiques actuels
prennent en compte l'ensemble des données météorologiques du globe. C'est la raison pour
laquelle on peut établir des prévisions pour Paris ou Bruxelles
à partir d'un modèle météorologique américain ou anglais par
exemple. Etant
donné que la plupart des organismes météo étrangers (NOAA,
Met Office,
AllMetSat,
etc) assurent ce service gratuitement, distribuant sur Internet toutes leurs
cartes de prévision et leurs photographies satellites, beaucoup
de sociétés météorologiques privées se sont constituées et
utilisent la puissance d'Internet ou des récepteurs ondes-courtes
pour proposer des prévisions tout aussi fiables que celles de Météo-France
à leurs clients. Personnellement,
l'essentiel des images ou cartes de ce dossier ne proviennent pas de Météo-France
mais de site étrangers (belge, suisse, anglais, canadien
ou américain). Ce commerce "parallèle" constitue un manque à
gagner pour l'organisme national français et ses 3600 fonctionnaires,
mais son directeur est le seul responsable de cette évolution inattendue
qu'il a lui-même provoqué. Aujourd'hui
de jeunes startups proposent leurs prévisions météo jusqu'à deux
heures d'échéance, principalement le risque de pluie ou d'orage (et de
canicules en été) aux fermiers, aux écuries de Formule 1 ou aux mairies
lorsqu'elles organisent un événement public. Le
directeur de Météo-France considère que c'est une concurrence déloyale
de la part des organismes météorologiques étrangers de mettre ainsi à
disposition du public leurs cartes numériques... Rappelons cependant que
plusieurs de ces agences et autres administrations assuraient ce service
avant même que le service Internet de Météo-France n'existe ! Si Météo-France
s'assure ainsi
des rentrées substantielles, il faut bien reconnaître que son activité
s'écarte résolument de son rôle de service public. C'est une dérive
inadmissible qu'il fallait souligner. Depuis
cette publication (2003), des journalistes de la chaîne de télévision
française M6 ont également dénoncé l'attitude assez étonnante de Météo-France
dans l'émission "Capital" en juin 2004. Si
l'atmosphère n'est pas encore houleuse entre les parties concernées bien
qu'elle ne soit plus au beau fixe, seul l'avenir nous dira si Météo-France
survivra à ces turbulences. S'il les traverse comme espéré, ce
sera au détriment du service offert au consommateur car tout le monde
n'est pas prêt à payer pour ce qu'il peut obtenir gratuitement
ailleurs. Pour
plus d'information Les
bulletins météo en ligne (ci-dessus) Climateprediction.net
(application distribuée)
Seasonal Attribution Project (application distribuée)
BBC
Climate Change Experiment (application distribuée)
La
prévision météorologique, Météo-France European
Centre for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF Numerical
Modelling, MetOffice Environmental
Modeling Center, NOAA Meteorological
Analysis and Modelling, DWD Climate
Diagnostic Center, NOAA/CIRES Medium
Range Forecasts for the Northern Hemisphere, IGES Le
modèle MM5, PSU/NCAR Le
modèle numérique MM5, NASA/GHCC Unisys
Weather (USA) RAwinsonde
OBservation program (RAOB)
Page 1
- 2 -
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
