Météorologie, prévoir l’arrivée de la pluie

Impossible de faire des prévisions météorologiques sans connaître les conditions actuelles. L’état initial de l’atmosphère est donc établi à partir de mesures classiques, comme la température, la pression ou l’humidité de l’air, fournies par les stations météo au sol. D’autres données proviennent de ballons-sondes envoyés dans l’atmosphère pour enregistrer ces paramètres ainsi que la vitesse et la direction du vent en altitude. Enfin, parce que les interactions atmosphériques se déroulent à grande échelle, des satellites et des équipements embarqués sur avions apportent des mesures complémentaires très utiles. A titre d’exemple, le modèle de prévision ARPEGE, utilisé par Météo France, se base sur 10 millions de données actualisées pour construire un état initial du temps quatre fois par jour.

Prévoir le temps à venir

Une fois les conditions actuelles définies, des supercalculateurs, sortes d’ordinateurs très puissants, définissent leur possible évolution. Pour ce faire, l’atmosphère est découpée en cubes plus ou moins grands au sein desquels est estimée l’évolution de la proportion en eau sous forme gazeuse, liquide ou solide. Les informations issues d’un certain nombre de cubes permettent d’établir des pistes d’évolution et d’estimer la probabilité de précipitations.

La difficulté, c’est que la nature chaotique de l’atmo­sphère impose des limites aux prévisions, toutes les équations n’étant pas résolubles. D’autre part, elles sont si complexes qu’il faut les simplifier, faute de quoi les calculs seraient tellement longs qu’on annoncerait les phénomènes climatiques après qu’ils ont eu lieu. Pas vraiment utile... Les prévisionnistes préfèrent donc limiter la charge de calcul en utilisant des résolutions moins fines, ce qui a pour conséquence de réduire la précision de leurs pronostics. Ils se focalisent aussi sur des échéances plus courtes. Reste qu’une très faible approximation au départ conduit inévitablement à une erreur de prévision météo, dont l’importance grandit avec le temps, notamment au-delà de 48 h.

Dois-je prendre un parapluie ce matin ?

Il est toujours difficile de répondre à cette question pour un endroit précis. En effet, la météo est influencée localement par le relief ou la présence d’un lac, mais aussi par des paramètres qui varient au cours de l’année, tels que l’humidité du sol ou la transpiration végétale. Chez Météo France, le modèle le plus fin, AROME, utilise des mailles de 1,3 km de côté, mais il ne peut se passer des prévisions faites à une échelle plus large par le modèle ARPEGE, avec une résolution de 5 km.

Ballons-sondes

Montant jusqu’à une altitude d’environ 30 km, ils sont équipés d’une sonde mesurant la température, l’humidité et la pression. Ils renseignent notamment sur le développement des nuages. 600 ballons-sondes sont envoyés chaque jour à travers le monde, dont plus d’une dizaine en France métropolitaine et deux en Suisse.

Satellites

En orbite à 36 000 km, ces engins fournissent des images du globe toutes les cinq minutes. Très actifs au-dessus de l’Europe, ils offrent une résolution de 1 km. Dans l’hémisphère sud, cette technologie compense le manque de stations météo au sol.

Radars météo

Ils observent les précipitations en émettant à intervalles réguliers des impulsions électro­magnétiques qui se réfléchissent sur les gouttes d’eau, les flocons de neige ou les cristaux de glace. Les données récoltées permettent d’établir des cartes avec la position, l’intensité et le déplacement des précipitations en temps réel. On en compte une trentaine en France et cinq en Suisse.

Pluviomètre

Cet instrument connu de tous indique la quantité des précipitations effectivement tombées, entre deux relevés. Plus modernes que nos simples tubes en plastique, ceux utilisés par les scientifiques sont électroniques. Ils enregistrent et transmettent à distance l’heure et les volumes des précipitations.

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1 mm de pluie correspond à 1 litre d’eau / m2. Une pluie modérée apporte 5 à 7 mm par heure.

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