COALITION-2: Context and Scale Oriented Thunderstorm Satellite Predictors Development Version 2
Pendant la saison estivale, de forts orages se produisent régulièrement dans la région alpine. Ils sont souvent accompagnés de grêle, de fortes pluies et de rafales de vent orageuses. En outre, la foudre et les inondations peuvent causer de graves dommages aux biens et aux infrastructures et conduire à des situations où la vie des personnes peut être en danger. Les modèles numériques de météorologie fournissent de bonnes prévisions à l'échelle régionale et globale, mais ont des difficultés à prévoir le moment et le lieu exacts des orages. C'est pourquoi des méthodes de "nowcasting" sont utilisées. Ces systèmes utilisent les dernières observations, avec un cycle de renouvellement très élevé, pour extrapoler intelligemment l'évolution des phénomènes atmosphériques dans un avenir proche (des prochaines dizaines de minutes à quelques heures). Contrairement à la première version de COALITION, la deuxième version est exclusivement basée sur des observations satellitaires. Il est donc possible de détecter les premiers signes d'orages avant le début des précipitations. En tant que méthode indépendante, COALITION-2 peut être utilisée non seulement comme solution de secours en cas de panne des radars météorologiques, mais aussi dans les régions situées en dehors de la portée des radars.
Buts et set de l’ensemble de données fournies
L'objectif de COALITION-2 est de détecter, de suivre et de prévoir la position et l'intensification des nuages convectifs actifs avec précision, en continu et de manière robuste en utilisant des données satellitaires. COALITION-2 utilise les canaux infrarouges de l'instrument MSG/SEVIRI, la vitesse et la direction du vent (telles que prévues par le modèle météorologique COSMO-CH) et certains produits du logiciel de nowcasting SAF, tels que l'altitude et la pression des nuages :
- MSG SEVIRI 3.9 µm canal (Rapid Scan Service chaque 5 min)
- MSG SEVIRI 6.2 µm canal (Rapid Scan Service chaque 5 min)
- MSG SEVIRI 7.3 µm canal (Rapid Scan Service chaque 5 min)
- MSG SEVIRI 8.7 µm canal (Rapid Scan Service chaque 5 min)
- MSG SEVIRI 9.7 µm canal (Rapid Scan Service chaque 5 min)
- MSG SEVIRI 10.8 µm canal (Rapid Scan Service chaque 5 min)
- MSG SEVIRI 12.0 µm canal (Rapid Scan Service chaque 5 min)
- MSG SEVIRI 13.4 µm canal (Rapid Scan Service chaque 5 min)
- COSMO wind (u,v) at 800, 500, 300 hPa (prévision COSMO horaire)
- Nowcasting SAF altitude du sommet des nuages (Rapid Scan Service chaque 5 min)
- Nowcasting SAF pression du sommet des nuages (Rapid Scan Service chaque 5 min)
- Nowcasting SAF type de nuage [optionel] (Rapid Scan Service chaque 5 min)
Methodologie
L'instrument SEVIRI à bord du satellite géostationnaire Meteosat Second Generation fournit des données sur la couverture nuageuse (mais ne peut pas observer les précipitations). Par conséquent, COALITION-2 enregistre les changements dans les propriétés des nuages et identifie en particulier ceux qui montrent un développement intense des orages. L'algorithme observe comment les nuages deviennent plus épais (augmentation de l'épaisseur optique du nuage), comment les gouttes gèlent dans la partie supérieure du nuage (processus de solidification) et comment la limite supérieure des nuages progresse vers des altitudes plus élevées (comme mesure de la force du courant ascendant). Pendant la journée, un test supplémentaire est effectué pour détecter la présence de petits cristaux de glace (qui sont l'indication d'un fort courant ascendant). La persistance des courants ascendants est extrapolée à partir de l'évolution de la température du sommet du nuage et de son albédo. Cette tendance est calculée en tenant compte du déplacement des cellules orageuses. C'est pourquoi une correction pour le mouvement des orages est introduite dans l'algorithme, en utilisant les champs de vent COSMO comme vecteurs de mouvement. Le tableau suivant présente les tests des valeurs seuils utilisés pour la détection des orages.