Le terme anglais « nowcasting » désigne des prévisions d'une haute résolution spatiale et temporelle sur l'évolution de la météo au cours des minutes suivantes jusqu'à six heures au maximum. Les prévisions à courte échéance de MétéoSuisse servent notamment à prévoir des orages, des épisodes de grêle ou de forte pluie. Elles s'avèrent ainsi indispensables à la protection de la population.
Des prévisions à court terme peuvent être générées en s'appliquant à n'importe quels paramètres météorologiques comme la température, l'ensoleillement ou les précipitations. Le principal intérêt de la prévision immédiate réside dans la prédiction et l'alerte de phénomènes d'une importance pratique particulière, qu'il s'agisse d'orages violents, de fortes pluies, de grêle, de neige ou bien aussi de vent et de brouillard. Les systèmes mis au point à cette fin combinent toutes les informations disponibles en temps réel pour prévoir ainsi la quantité de pluie dans un bassin fluvial au cours des prochaines heures avec la plus grande précision possible. Ces prévisions à court terme reposent sur des mesures et des données de modèle. Les données de mesure issues du réseau de radars météorologiques et des satellites météorologiques jouent alors un rôle particulier.
MétéoSuisse utilise son service de prévision immédiate à des fins très variées. Nombre d'entre elles servent à détecter précocement des dangers tels que des orages ou de fortes pluies.
Les différents systèmes de prévision à courte échéance (nowcasting) de MétéoSuisse.
| Nom | Usage prévu | Base de données |
|---|---|---|
| TRT (suivi radar des orages) | Alerte aux orages, prévision de grêle et de noyaux orageux | Radar, mesures d'éclair, ICON |
| CombiPrecip | Mesure des précipitations de haute résolution sur l'ensemble du territoire | Combinaison d'un radar et d'un pluviomètre |
| NowPrecip | Extrapolation des précipitations de fronts ou de cellules | Radar, CombiPrecip, Orografie, ICON |
| NowPAL | Alerte aux cellules de pluie de forte intensité | Radar, CombiPrecip |
| COALITION | Évolution orageuse | Satellites, radar, mesures d'éclair, ICON, orographie (structure verticale de la surface) |
| INCA | Température, vent, pluie, etc. | ICON, SwissMetNet, radar, CombiPrecip, NowPrecip |
| NWC/SAF | Nuages et orages | Satellites, ICON |
| Hydrometeor | Identification de grêle, grésil, neige, glace, bruine et gouttes de pluie | Mesures des radars polarimétriques |
| POH, MESHS | Probabilité de grêle et taille des grêlons | Radar, ICON |
| Energie | Nowcasting (prévision immédiate) d'énergies renouvelables | Radiométrie au sol, satellites (en cours d'élaboration) |
| REAL | Mesure probabiliste des précipitations à partir de la moyenne des ensembles | Radar, pluviomètre |
| NORA | Fortes pluies dans les Alpes | Radar, SwissMetNet, radiosonde |
Des orages puissants se produisent régulièrement durant le semestre estival. Ils risquent de provoquer localement des crues brutales et des glissements de terrain notamment dans les régions alpines et préalpines. Les orages peuvent s'accompagner aux alentours de fortes rafales de vent et de chutes de grêlons de plusieurs centimètres de diamètre. Mettant en danger les humains et les animaux, les orages causent des dommages considérables aux voitures, aux bâtiments et à l'agriculture, chaque année, tout en perturbant la circulation sur les routes, les rails et dans les airs. Afin que les autorités compétentes, les organisateurs de manifestation ou des particuliers puissent engager des mesures de protection en temps utile, les informations météorologiques actuelles et les prévisions pour les toutes prochaines heures sont absolument nécessaires. Le service de nowcasting (prévision à courte échéance) constitue donc l'un des principaux piliers de la protection de la population.
Les alertes météorologiques établies à l'aide d'une prévision immédiate sont diffusées par MétéoSuisse, même par courrier électronique ou d'une application (App) sur le smartphone. Le portail des dangers naturels de la Confédération informe par ailleurs des risques actuels.
Les modèles météorologiques numériques comme le modèle ICON utilisé par MétéoSuisse calculent les prévisions météorologiques régionales pour les prochains jours. La probabilité d'orages peut être aussi évaluée à partir de ces données. Les modèles météorologiques ne peuvent toutefois prévoir l'endroit et le moment exacts de l'apparition de cellules orageuses, de grêle et de fortes précipitations que d'une manière restreinte. Cela tient essentiellement au fait que les modèles météorologiques n'ont pas assez connaissance de la distribution de l'humidité et de la température ainsi que de l'état des nuages au moment de commencer les prévisions météorologiques pour calculer ces dernières à quelques kilomètres et minutes près.
L'emplacement et la puissance des cellules orageuses, de pluie forte et de grêle peuvent être ainsi prévus pour les six prochaines heures par les systèmes de nowcasting (prévision immédiate) comme ceux mis au point par MétéoSuisse. Les mesures d'éclair, par satellite et par radar sont combinées aux données de modèle en temps réel à cet effet pour pouvoir faire des déclarations aussi détaillées et précises que possible sur l'évolution et la trajectoire de cellules orageuses. Les premiers systèmes de prévision immédiate se contentaient d'employer les données de radars météorologiques. Le nouvelles génération intègre d'autres observations afin de peaufiner encore les prévisions. Hormis les mesures effectuées par des radars, ce sont les mesures réalisées par les stations, par les satellites et sur les éclairs ainsi que les prévisions du modèle météorologique ICON. Les algorithmes fusionnant de nombreuses sources d'information sont appelés des systèmes experts. Les propriétés et la trajectoire des cellules orageuses peuvent être suivies au fil du temps. La transformation de la cellule orageuse permet d'évaluer les risques potentiels au cours des prochaines heures.
Les systèmes experts TRT et COALITION, développés par MétéoSuisse, sont opérationnels depuis quelques années. Les prévisionnistes reçoivent des informations sur l'évolution actuelle et à venir des orages en provenance de ces systèmes et ils peuvent ainsi transmettre des alertes d'autant plus rapides en cas de danger à toutes les institutions publiques pertinentes et aux médias.
Il est décisif pour assurer le succès d'un service de nowcasting (prévision immédiate) que les données de mesure de divers systèmes d'observation soient transmises et traitées avec rapidité. Les données provenant de satellites météorologiques, de radars météorologiques ainsi que les signaux des antennes de détection de foudre ont alors la part belle. La combinaison de ces systèmes permet d'observer parfaitement les nuages, les cellules orageuses, de pluie forte et de grêle aux différentes phases de leur apparition. Les données satellitaires sont très utiles pour étudier la phase initiale de la formation des nuages, lorsqu'il ne se produit encore aucune précipitation. Les données recueillies par les radars donnent d'autres informations sur les nuages, dès que les précipitations interviennent. Les trois systèmes peuvent servir à caractériser l'orage dans sa phase la plus intensive.
Le satellite géostationnaire «Meteosat Seconde Génération» (MSG) est utilisé pour explorer les nuages. Ce satellite mesure dans le domaine spectral des longueurs d'onde du rayonnement solaire et thermique. Le rayonnement solaire désigne les rayons provenant du Soleil. Le satellite MSG peut détecter à l'aide de cette mesure avec quelle rapidité les nuages se densifient, s'ils sont constitués d'eau ou de glace et quelle est la taille des gouttelettes ou des cristaux de glace. La température de la couche nuageuse supérieure peut être déterminée dans la plage des longueurs d'onde du rayonnement thermique. Elle diminue rapidement lorsqu'un orage éclate. S'appliquant à l'Europe, ces données sont disponibles toutes les cinq minutes et elles présentent une résolution spatiale de quelques kilomètres.
Le radar météorologique est utilisé pour saisir les zones pluviométriques. RADAR est l'acronyme de «Radio Detection And Ranging» (détection et télémétrie par radioélectricité). L'appareil radar envoit un signal électromagnétique qui est rétrodiffusé sous la forme d'un écho par des objets environnants. La distance entre le radar et la cible découle du temps de propagation du signal, tandis que le type d'écho renseigne sur les propriétés de l'objet détecté. Le radar météorologique informe ainsi sur la vitesse et la taille des particules de précipitation, s'il s'agit de gouttelettes d'eau, de grésil, de neige ou de grêle.
La localisation de la foudre fonctionne au moyen d'antennes qui captent les ondes électromagnétiques produites par les éclairs. Un procédé combiné permet d'en déterminer le point d'impact exact par triangulation. Cette méthode consiste à mesurer le même éclair au niveau de différentes antennes. En outre, chaque antenne enregistre le moment précis de l’arrivée de l’onde électromagnétique. La comparaison de ces temps permet de calculer les coordonnées de l’éclair. Normalement, le lieu de l’impact peut être indiqué à quelque 1000 m près.