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Les satellites météorologiques au secours des superordinateurs

MétéoSuisse-Blog | 07 février 2023
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Les prévisions météorologiques modernes reposent sur des calculs effectués par des superordinateurs, qui simulent ce qui se passe dans l’atmosphère. Mais eux aussi, ils ont besoin d’aide, comme nous l’expliquons dans ce quatrième blog de la série consacrée aux satellites météorologiques, publié suite au lancement du nouveau satellite européen de troisième génération MTG en décembre dernier.

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Des bases solides constituent déjà la moitié de la tâche

Jusque dans les années 1950/60, les prévisions météorologiques étaient exclusivement réalisées à la main. Après la Seconde Guerre mondiale, elles ont été progressivement automatisées grâce aux progrès des technologies de l’information. Aujourd’hui, la base de toute prévision, quelle qu’elle soit et pour n’importe quel utilisateur, est fournie par des superordinateurs qui simulent les processus se déroulant dans l’atmosphère. En appliquant les lois de la physique, ceux-ci calculent comment l’atmosphère se déplace pour mélanger air froid et air chaud ; à quel endroit elle est instable et favorable au développement d’orages, où elle est plus stable et propice à la formation de brouillard, etc. Toutefois, il ne suffit pas de programmer correctement le superordinateur : il est nécessaire de lui donner une situation initiale à partir de laquelle il pourra commencer ses calculs. Sinon, il ne saurait pas si, par exemple, nous sommes en été ou en hiver ou si des courants du sud ou du nord soufflent déjà sur les Alpes.

Une photographie de départ, aussi précise que possible

La description la plus précise possible de l’état initial de l’atmosphère est une condition essentielle pour que les prévisions numériques des superordinateurs soient fiables et apportent ainsi une valeur ajoutée aux utilisateurs. Une grande variété d’observations issues de systèmes de mesure du monde entier sont exploitées pour créer cette « image » de départ : les stations au sol fournissent la pression, les sondages radio détectent l’évolution verticale de la direction et de la vitesse du vent, les capteurs montés sur les avions mesurent la température et l’humidité à différentes altitudes, les radars repèrent les zones de précipitations, etc. Et les satellites complètent cette image avec des informations couvrant toute la surface de la Terre. En raison de leur emplacement à des centaines ou des milliers de kilomètres d'altitude, ils fournissent des données sur l’état de l’atmosphère même au-dessus des océans ou des contrées désertiques, régions où il est difficile, voire impossible, d’installer et d’exploiter un réseau dense de stations météorologiques.

Une contribution substantielle à la qualité des prévisions météorologiques numériques

L’avènement des satellites météorologiques dans les années 1970 a également profité aux simulations effectuées par les superordinateurs. Grâce aux données provenant même des régions les plus éloignées, la fiabilité des prévisions numériques s’est considérablement améliorée, bien que de manière différente selon les régions du monde. L’hémisphère sud, en particulier, a connu une nette amélioration. Étant peu peuplé et largement recouvert par les océans, il y a relativement peu de stations de mesure au sol, séparées par de vastes contrées, d’où, sans les satellites météorologiques, nous n’aurions aucune information sur les conditions atmosphériques. Les satellites météorologiques fournissent la majeure partie des données d’observation pour les modèles de prévision numérique du temps.

Nouveaux capteurs sur les satellites MTG

La nouvelle génération de satellites météorologiques européens MTG se compose de deux types de modèles : l’imageur et le sondeur, tous deux géostationnaires. Si le premier est un satellite classique, quoique très moderne, le second représente une nouveauté pour l’Europe. Bien qu’il se trouve à 36 000 km de la surface de la Terre, il sera capable d'enregistrer des profils verticaux de température et d’humidité dans toute l’épaisseur de la partie météorologiquement active de l’atmosphère. Un type de mesure qui, aujourd’hui, n’est effectué au-dessus de l’Europe qu’au moyen de radiosondages ou de satellites polaires, en orbite à moins de 1 000 km du sol. Dans les deux cas, l’information n’est pas continue dans le temps et l’espace. En revanche, le sondeur MTG perfectionné rendra ces profils disponibles toutes les 30 minutes et tous les cinq à six kilomètres. Une immense quantité de données que ceux qui gèrent les modèles de prévision numérique attendent avec fébrilité. Cependant, ils devront patienter encore un peu : le premier sondeur ne sera pas mis en orbite avant 2024. La priorité est en effet accordée au satellite imageur, dont le premier lancement a eu lieu en décembre dernier.