Les secrets de la neige dévoilés

10 avril 2017

Mesurer les précipitations solides avec exactitude joue un rôle décisif dans la gestion de l’eau et des risques, ainsi que dans l’observation du climat, mais cette opération se révèle très complexe, et est souvent empreinte d’incertitudes. Consciente de ce problème, l’Organisation mondiale de météorologie a lancé en 2016 un projet international intitulé SPICE (Solid Precipitation Intercomparison Experiment). Yves-Alain Roulet, responsable des mesures et des données à l’Office fédéral de météorologie et climatologie MétéoSuisse, y a participé activement.

Sur cette image, on peut voir une construction en bois de forme octogonale, appelée Double Fence Intercomparison Reference. Cette construction est présentée ici dans un panorama alpin inondé de soleil.
DFIR (Double Fence Intercomparison Reference)

M. Roulet, pouvez-vous nous expliquer en quoi consiste exactement le projet SPICE ?

Il s’agit d’un projet de l’Organisation mondiale de météorologie (OMM), dont l’objectif principal est de caractériser le plus grand nombre possible d’instruments pour mesurer la hauteur de la neige et des chutes de neige. Pour ce faire, on utilise différents types d’instruments et de technologies. Notre but est de tester et comparer ces instruments pour ensuite pouvoir donner des recommandations concernant leur usage aux services météorologiques. Ce projet a ceci de particulier que les mesures n’ont pas été effectuées dans un seul endroit, mais dans le monde entier, afin d’évaluer les appareils dans différentes conditions météorologiques et climatiques. En tout, il y a eu 20 champs de mesure répartis sur toute la planète.

Y a-t-il une raison particulière pour que Davos soit un de ces champs ?

Oui, la neige et la Suisse sont quasiment indissociables ! Pour nous les Suisses, la neige a une importance toute particulière, que ce soit pour les ressources en eau ou pour le tourisme. Les projets de l’Organisation mondiale de météorologie sont toujours basés sur la participation volontaire des membres, ici les services météorologiques. En principe, chaque membre peut se proposer pour un projet. Celui-ci a été lancé lors d’une conférence de l’OMM en 2010 à Helsinki. La mesure de la neige est un domaine qui intéresse beaucoup la Suisse ; elle a donc décidé de proposer un champ de mesures pour SPICE. Le Weissfluhjoch à Davos s’y prêtait particulièrement bien, car un champ d’essai de l’Institut WSL pour l’étude de la neige et des avalanches SLF s’y trouve déjà. Nous en avons discuté avec le SLF, qui a tout de suite été intéressé. Il en est résulté une collaboration étroite et fructueuse.

Quels défis avez-vous rencontrés dans ce projet ?

Tout d’abord une grande complexité due aux nombreuses stations de mesures impliquées. La conception, l’organisation et la coordination du projet a posé bien des difficultés. Rien que le fait de devoir enclencher les appareils de mesures de manière uniforme fut loin d’être simple. Il y avait des champs de mesure en Australie, en Nouvelle Zélande, en Asie, en Amérique du Nord et en Europe, chaque station ayant sa propre culture et ses propres méthodes de travail. Développer une approche uniforme a constitué notre premier défi. Une fois les données obtenues, ce fut au tour de l’analyse. Tout ceci a rendu le travail absolument passionnant. Je faisais moi-même partie de l’IOC, le Comité d’organisation international, petit groupe de cinq à sept personnes chargé de prendre les décisions. En tout, l’équipe du projet comptait plus de 20 personnes ; elle s’est rencontrée une fois dans l’année. Avec un aussi grand nombre de gens, ce fut toute une aventure que de faire avancer les choses de manière coordonnée.

Pouvez-vous déjà nous révéler quelque chose sur les résultats ?

Nous ne voulons pas nous contenter de publier une liste d’appareils différents avec des commentaires, mais plutôt présenter les différences entre les technologies et les éventuelles difficultés rencontrées dans la mesure de la neige en montagne. Le dispositif standard de mesure des précipitations, avec une mesure selon le principe de Kipp ou avec une balance, est un bon exemple. Pour ce dernier, les mesures sont fortement influencées par le vent. Nous avons protégé les appareils de mesure du vent avec un écran métallique, ce qui a permis d’obtenir des mesures plus précises. Nous avons pu en outre déterminer l’influence de différents types de protection contre le vent. Nous avons ensuite posé des équations mathématiques permettant de corriger les disparités dans les mesures. Les appareils de mesure optiques, qui ont recours au laser, ont également été étudiés. Ils mesurent toutes les particules qui traversent le rayon laser et en déduisent la quantité tombée. Bien que ces appareils n’aient pas été développés en premier lieu pour mesurer les chutes de neige, nous avons voulu savoir s’ils pourraient convenir pour cette tâche. Nous avons découvert que ces appareils sont moins sensibles au vent, mais que pour certains événements ils affichent de grandes incertitudes dans la détermination de la quantité de neige tombée. Ces expériences nous ont permis d’émettre toute une série de recommandations, par exemple concernant le chauffage des appareils de mesure, la protection contre le vent, l’emplacement optimal et autres. Ces recommandations seront utiles pour améliorer la mesure des chutes de neige en général et dans le monde entier. C’est en tout cas ce que nous espérons !

Ces découvertes seront-elles aussi utiles pour la recherche sur les radars ?

Oui, il y aura diverses applications pour nos découvertes. Les appareils de mesure seront utilisés plus efficacement pour les chutes de neige et la hauteur de la neige, ce qui aura des répercussions positives sur les mesures radar. Nos informations pourront être utilisées pour le contrôle et le calibrage des mesures radar. Il y a donc des synergies au sein de MétéoSuisse. A ce propos, un projet visant à intégrer les connaissances acquises dans la recherche sur les radars a été lancé avec l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne EPFL.

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