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Prévision météorologique
La prévision du temps, ou prévision météorologique, est une application de la météorologie pour prévoir le temps qu'il fera dans un futur proche (pas plus d'une dizaine de jours). La connaissance de l'état futur de l'atmosphère terrestre a en effet depuis longtemps une grande importance, à la fois pour protéger les habitants d'une zone, que pour les activités économiques en passant par les guerres.
Histoire des prévisions météorologiques[modifier | modifier le wikicode]
De l'Antiquité au XVIIIème siècle[modifier | modifier le wikicode]
Le terme météorologie est créé par Aristote aux alentours de 350 av. J.-C., pour qualifier ce qu'on appelle maintenant les Sciences de la Terre.
Les différents phénomènes météo intriguent de partout sur la planète, et ainsi, l'arc-en-ciel est étudié par Alhazen au Xème siècle, tandis que des scientifiques chinois comme Shen Kuo et Qin Jiushao étudient les tornades et la pluviométrie.
Toutefois, l'absence d'appareils de mesure de la température, de la pression, etc. limite pendant longtemps les avancées scientifiques en prévision du temps.
Le premier baromètre, fabriqué à l'aide d'un tube rempli de mercure retourné dans un récipient, est inventé par Evangelista Torricelli en 1643. C'est à l'aide de cet instrument que Blaise Pascal met en évidence en 1648 la pression atmosphérique. Pour cela, il place deux baromètres à deux altitudes différentes, et observe que le niveau de mercure est plus élevé dans le baromètre le plus bas, ce qui prouve que l'air exerce une force plus importante sur le récipient de mercure en basse altitude. Cette expérience a permis de répondre à l'une des grandes questions que les savants se posaient à l'époque : l'air a-t-il un poids ?, en mettant en exergue 
le poids de la colonne d'air sur le baromètre. Les baromètres sont des instruments importants en météorologie, car un observateur qui connaît les variations de pression atmosphérique peut prévoir le temps qu'il fera dans quelques heures de manière assez fiable 1.
Au même moment, les thermomètres commencent également à être développés et perfectionnés, notamment par Galilée et Ferdinand II de Médicis, grand duc de Toscane.
Les relevés systématiques de pression et température commencent alors.
XIXème siècle : les premiers réseaux météorologiques[modifier | modifier le wikicode]
Au XIXème siècle, les observations météorologiques se déroulent encore principalement dans les observatoires astronomiques. En 1854, Urbain Le Verrier est nommé directeur de l'Observatoire de Paris, et donc également de son petit service météorologique. Toutefois, les choses vont vite évoluer. Le 14 novembre 1854, pendant la guerre de Crimée, une terrible tempête en Mer Noire cause la perte de 41 navires de la flotte française. Napoléon III demande alors à Le Verrier et son directeur adjoint d'établir un réseau d'observatoires météorologiques afin de prévenir les marins de l'arrivée des tempêtes.
Francis Beaufort, amiral de la Royal Navy (armée de mer britannique), est l'un des premiers à élaborer une échelle pour décrire la force du vent : c'est l'échelle de Beaufort, créée en 1805, et qui est encore utilisée de nos jours.
Le Met Office, service de prévisions du Royaume-Uni, est créé en 1854. Robert FitzRoy, le capitaine du Beagle, sur lequel Charles Darwin a voyagé, en est nommé responsable, et les prévisions commencent l'année suivante. Le but principal à l'époque était, comme en France, de protéger les navires des tempêtes en les prévenant à temps de l'arrivée de perturbations.
Début du XXème siècle[modifier | modifier le wikicode]
L'idée de simuler le comportement de l'atmosphère à l'aide d'équations en connaissant les conditions initiales (comme la température ou la pression actuelles) est émise pour la première fois par le mathématicien et physicien norvégien Vilhelm Bjerknes en 1904.
Le concept de Prévision Numérique du Temps naît en 1922 avec un livre du mathématicien britannique Lewis Fry Richardson, Weather Prediction by Numerical Process (Prédiction du temps par méthode numérique). Cependant, les ordinateurs n'existaient pas encore à ce moment-là. Richardson essaie donc de calculer seul une prévision météo à court terme, qui donne malheureusement des résultats irréalistes... Face à son échec, il imagine alors une usine à prévisions météorologiques, composée d'une armée de 64000 humains pour tout calculer !
La Météo pendant la Seconde Guerre mondiale[modifier | modifier le wikicode]
La météo était une information essentielle au cours de la Seconde Guerre mondiale pour pouvoir planifier les opérations militaires. Les Alliés et l'Axe ont mis des réseaux d'observation en place dès le début du conflit, avec des stations, navires et avions météorologiques. De bonnes conditions météorologiques étaient cruciales pour le bon déroulement du D-Day, c'est pourquoi les Alliés avaient confié au capitaine James Stagg et à son équipe de météorologistes la responsabilité de surveiller la météo. Le D-Day a ainsi été décalé d'une journée pour laisser le temps à une tempête de se calmer, de sorte que les conditions en mer soient correctes.2
 Le savais-tu ?
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| Enigma et la météo | ||
| C'est grâce aux bulletins météo allemands que les Alliés ont réussi à percer les secrets d'Enigma. En effet, les bulletins allemands commençaient toujours de la même manière, ce qui a permis à Alan Turing et son équipe de Bletchley Park de casser le code. En plus de renseigner les Alliés sur les mouvements de troupes et bombardements allemands, le décodage d'Enigma a aussi eu un impact en météorologie ; disposant des informations météo des Allemands, les Alliés ont pu mieux prévoir le temps qu'il ferait de leur côté ! | ||
Le développement et perfectionnement de radars au cours de la guerre a eu un impact en météo car les opérateurs radar avaient constaté que les précipitations généraient des échos parasites, qui sont aujourd'hui mis à profit pour mieux prévoir l'arrivée de pluie.
Arrivée des ordinateurs[modifier | modifier le wikicode]
La première expérimentation d'un ordinateur "calculant" la prévision du temps qu'il va faire est effectuée en 1950 par deux météorologistes, Jule Charney et Ragnar Fjørtoft, aidés du mathématicien John von Neumann. Elle se déroule à Princeton sur le premier ordinateur entièrement électronique pouvant être Turing-complet, l'ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer). Les résultats se révèlent prometteurs, et les premières prévisions opérationnelles ont lieu à partir de 1954. L'amélioration des performances des ordinateurs permet ensuite une précision toujours plus grande des prévisions météo.
Aujourd'hui[modifier | modifier le wikicode]
Grâce aux avancées dans le milieu de la recherche, chaque décennie ,on arrive à prévoir le temps qu'il fera avec un jour d'avance supplémentaire : les prévisions à cinq jours d'avance réalisées aujourd'hui sont aussi précises que les prévisions à trois jours d'avance faites dans les années 2000.3
Méthodes actuelles[modifier | modifier le wikicode]
La Prévision Numérique du Temps (PNT)[modifier | modifier le wikicode]
La prévision numérique du temps (ou PNT) vise à reproduire sur ordinateur le comportement de l'atmosphère afin de prévoir son évolution, et donc le temps qu'il fera.
Une prévision se découpe en plusieurs étapes :
- Tout d'abord, l'atmosphère est découpée en boîtes, appelées mailles, dont la taille varie en fonction de la précision souhaitée (voir la section sur les modèles météorologiques)
- Ensuite, les données provenant de toutes les stations de mesure, satellites météorologiques (90% des données utilisées 4), ballons-sonde, radars météo, avions, bateaux, etc. sont recueillies. Elles ne proviennent pas toutes du même endroit, et n'ont pas forcément été faites au même instant, d'où un certain bazar ! Heureusement, l'étape suivante est là pour tout remettre en ordre
- En effet, l'assimilation des données va permettre de traiter les données récupérées afin que le programme informatique puisse calculer correctement
- Le programme peut alors commencer à calculer. Il résout les équations prédisant le comportement futur des fluides de l'atmosphère.
- Après que le programme ait fini de tout calculer, les météorologistes récupèrent les informations qui les intéressent, comme la température, la direction du vent, la pression atmosphérique... ils traduisent ensuite ces données pour en faire un bulletin météo.
Prévisions d'ensembles[modifier | modifier le wikicode]
Depuis les travaux d'Edward Lorenz sur le chaos en météorologie, on sait que la moindre modification insignifiante finit par avoir un impact énorme ; c'est l'effet Papillon, illustré par l'exemple d'un battement d'ailes de papillon pouvant déclencher (ou empêcher) une tornade de l'autre côté du globe. Pour y remédier, les scientifiques font maintenant appel à la prévision d'ensembles. Pour cela, plutôt que de réaliser une seule simulation, ils en réalisent plusieurs en faisant varier un tout petit peu les paramètres initiaux de l'une à l'autre. On obtient finalement un panel de prévisions possibles, qui donne un meilleur aperçu de la météo à venir.
Modèles utilisés par Météo-France[modifier | modifier le wikicode]
Pour effectuer ses prévisions, Météo-France emploie différents modèles ayant chacun leur spécialité :
ARPEGE[modifier | modifier le wikicode]
ARPEGE (Action de Recherche Petite Échelle Grande Échelle) est le modèle global, c'est lui qui couvre tout le globe terrestre. La taille de ses mailles varie entre 5 km pour les zones d'Europe à 24 km pour les points aux antipodes. Il est conçu pour prévoir le temps jusqu'à quatre jours d'échéance.
AROME[modifier | modifier le wikicode]
L'acronyme AROME signifie Applications pour la Recherche à l'Opérationnel à Méso-Échelle. Il s'agit d'un modèle à maille fine, ce qui signifie qu'il décrit la situation météorologique avec une grande précision. Chaque côté de maille mesure 1,3 km . Toutefois, étant donné que les mailles fines nécessitent beaucoup de données, et donc beaucoup de calculs, il est moins étendu qu'ARPEGE, et se contente de couvrir une zone allant de l'Espagne au nord de l'Italie, et s'étend au nord jusqu'au milieu du Royaume-Uni. Sa grande résolution contribue à faire de lui un spécialiste de la prévision des épisodes cévenols, des îlots de chaleur urbains lors des canicules, des orages violents et des brouillards. Cinq prévisions sont générées avec le modèle AROME chaque jour, qui prédisent le temps jusqu'à 42h dans le futur.
ALADIN[modifier | modifier le wikicode]
ALADIN, pour Aire Limitée Adaptation dynamique Développement InterNational est quant à lui un modèle spécialisé dans la météo pour l'Outre-Mer.
Modèle du Centre Européen de Prévision météorologique à moyen terme (CEPMMT)[modifier | modifier le wikicode]
Au-delà de quatre jours d'échéance, le modèle du CEPMMT prend le relai, et permet d'effectuer des prévisions jusqu'à 10-15 jours d'échéance, ce qui permet d'entrevoir la tendance des semaines à venir.
Supercalculateurs[modifier | modifier le wikicode]
Pour faire tourner ces modèles de prévisions, une puissance de calcul phénoménale est nécessaire. Les services de prévisions météorologiques à travers le monde se dotent donc de supercalculateurs de pointe. À titre d'exemple, les supercalculateurs de Météo-France ont une puissance de 21,48 pétaflops, soit 21,48 millions de milliards d'opérations par seconde.5
Utilité des prévisions météorologiques[modifier | modifier le wikicode]
Protection des populations[modifier | modifier le wikicode]
Prévoir le temps qu'il fera est très important car si une tempête risque de passer sur une zone habitée, cela permet d'avertir les habitants, et de les faire évacuer si besoin. La prévision d'épisodes de canicule ou de pollution atmosphérique aide également à protéger les personnes les plus vulnérables. Les organismes de prévision météorologique sont donc chargés d'émettre des alertes météo lorsqu'ils détectent l'arrivée de phénomènes dangereux.
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Secteurs très sensibles à la météo, l'aéronautique et la marine ont besoin de prévisions fiables pour que les bateaux et avions puissent voyager en toute sécurité. Ainsi, les organismes de prévision météorologique comme Météo-France sont très présents au sein des aéroports pour y effectuer des mesures régulières des conditions météo. Des METAR (Meteorological Aerodrome Report, rapport d'observation), y sont diffusés toutes les heures, et des TAF (Terminal Aerodrome Forecast, prévision d'aérodrome), sont là pour informer les pilotes de la présence de givre, brouillard, vent ou encore de turbulences.6.
Les recherches sur les prévisions météo peuvent également aider les pilotes d'avions à adapter leur trajectoire en fonction du temps qu'il fait, dans le but d'économiser du carburant et donc de réduire leur impact environnemental.7
Agriculture[modifier | modifier le wikicode]
Les prévisions météorologiques sont très importantes en agriculture, puisqu'elles permettent aux agriculteurs de savoir s'il va pleuvoir ou non dans les prochains jours, ce qui les aide à mieux gérer leur consommation d'eau pour l'arrosage. Pour les exploitations agricoles, connaître le temps qu'il va faire avec précision permet de mieux gérer voire diminuer la quantité de produits phytosanitaires utilisée, car les épandages sont plus efficaces pour certaines conditions météo 8. C'est également grâce aux prévisions que l'on peut prévoir des événements météo dangereux pour les cultures comme le gel, la grêle ou la sécheresse.
Production d'énergie électrique[modifier | modifier le wikicode]
Connaître le temps qu'il fera demain est utile pour ajuster la production d'énergie ; si une vague de froid est annoncée, une hausse de la production pourra ainsi être prévue. En ce qui concerne les énergies intermittentes, qui dépendent par définition du temps qu'il fait, la connaissance de la météo à venir permet de prévoir leur production (voire leur arrêt dans le cas des éoliennes, qui ne peuvent pas fonctionner lorsque le vent dépasse 90 km/h 9).
Économie[modifier | modifier le wikicode]
70 % des activités économiques sont dépendantes de la météo selon le département américain du commerce.10 De nombreux secteurs comme le tourisme et la construction, en plus de tous ceux cités précédemment, ne peuvent exercer leurs activités que dans de bonnes conditions météo.
Notes et références[modifier | modifier le wikicode]
- ↑ Section de l'article Baromètre de l'encyclopédie Wikipédia
- ↑ Wikipédia : Guerre météorologique de l'Atlantique nord
- ↑ Page de Météo-France sur la réalisation d'une prévision météo
- ↑ Document Eduscol sur la PNT
- ↑ Page de Météo-France sur le déploiement de ses deux nouveaux supercalculateurs
- ↑ Wikipédia : page Météorologie aéronautique
- ↑ Article de la revue La Météorologie sur les nouveaux services météorologiques pour l'aviation
- ↑ Article sur AgriMag
- ↑ Page d'EDF sur les éoliennes
- ↑ Article sur la météo et l'économie, sur tameteo.com
Voir aussi[modifier | modifier le wikicode]
Sources et liens externes[modifier | modifier le wikicode]
- Article de Météo-France sur les prévisions météo
- Les modèles météo de Météo-France
- Glossaire de Météo-France, article Prévision (météorologique)
- Glossaire de Météo-France, article sur la Prévision Numérique du Temps
- Glossaire de Météo-France, article Prévision d'ensemble
- Les différents modèles de PNT développés au CNRM (Centre National de Recherches Météorologiques)
- Exposition virtuelle, 'Mesurer l'atmosphère', du XVIIème siècle aux années 2000, sur le site de l'Université de Toulouse
- Les supercalculateurs de Météo-France
- (en) How weather forecasts are created, sur le site du Met Office
- (en) D-Day and Operation Overlord, sur le site du Met Office
- (en) Page de ressources sur des thèmes variés sur le site du Met Office
- Jean Coiffier, Les bases de la Prévision Numérique du Temps, cours et manuels n°18 de Météo-France, 2009
- Jean Coiffier, Un demi-siècle de Prévision Numérique du Temps, revue La Météorologie, juin 2000
- Série de fiches sur la météo, réalisées par l'association Météo et Climat
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Article mis en lumière la semaine du 16 janvier 2023. |
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