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Enjeux

Inondations, glissements de terrains, sécheresses, feux de forêts, grêle, orages, ouragans : depuis plusieurs années, les épisodes météorologiques dangereux et les catastrophes naturelles se multiplient en France et en Europe. Météo-France muscle son dispositif pour affiner ses prévisions et prévenir les aléas.

Dans un contexte de réchauffement climatique caractérisé par des phénomènes extrêmes affichant une fréquence et une intensité de plus en plus fortes, avec des précipitations et des vents violents, des vagues de chaleur répétées, les prévisions météorologiques sont devenues un enjeu majeur pour anticiper les phénomènes, prévenir et protéger les populations.

Quelles sont les conséquences du changement climatique sur le travail des prévisionnistes ? En raison de la forte variabilité des événements météorologiques, les prévisions sont-elles aujourd’hui plus difficiles à établir au-delà de plusieurs jours comme pourraient l’indiquer les années 2020 et 2021 ?

« Il y a eu en effet, durant la période de confinement, une baisse du trafic aérien qui a affecté le volume d’apport de données qui nourrissent nos modèles », confirme la direction de la communication de Météo-France. « Mais attention, les données collectées et renvoyées par ces avions constituent une toute petite part de l’ensemble des données traitées par nos modèles Arpège (modèle qui couvre tout le globe, avec une résolution sur l’Europe de 5 km) et Arome (modèle régional avec une résolution sur la France et les pays voisins de 1,3 km) », poursuit l’établissement météorologique. Le modèle global Arpège est considéré comme l’un des quatre meilleurs modèles mondiaux pour la qualité de ses prévisions déterministes à J+2, J+3 (scénario unique d’évolution pour chaque cartographie du temps qu’il fait).

Pour observer l’état de l’atmosphère et ses activités de prévisions, Météo-France met en œuvre un ensemble de dispositifs technologiques complémentaires, « extrêmement efficaces ». Ainsi, plus de 560 stations automatisées en surface sont réparties sur l’ensemble de la métropole. Des satellites météorologiques, qui représentent entre 75 et 95% des données d’observation, alimentent les modèles numériques de prévision du temps.

Une trentaine de radars sont par ailleurs installés dans l’hexagone et une dizaine en Outre-Mer. Des capteurs sont également embarqués sur les navires de commerce ou installés sur des bouées ancrées et dérivantes. « Les radars constituent un outil précieux pour l’élaboration par les prévisionnistes des prévisions à courte échéance. L’information issue des radars complète les images satellitaires et les autres types de mesures », précise Météo-France. 

Nouveaux calculateurs et nouvelles normales pour qualifier le climat en France

En 20 ans, les volumes de données à traiter ont explosé. Pour obtenir encore plus de précision, Météo-France a déployé en 2021 ses deux nouveaux supercalculateurs, Belenos et Taranis, développés sur la plateforme Sequana d’Atos Bull. Un nouveau système de calcul intensif 5,5 fois plus puissant que le précédent, permettant de traiter 21,48 millions de milliards d’opérations en une seconde. Et les futurs satellites géostationnaires Meteosat troisième génération opérationnels entre 2023 et 2025 fourniront un nombre encore plus conséquent de données.

Entre ses nouveaux calculateurs et ses travaux scientifiques sur le climat, Météo-France entend muscler son dispositif de vigilance et gagner une à deux heures sur la qualité des prévisions des phénomènes dangereux, tout en les affinant à une échelle de 1,3 km. La directive européenne de décembre 2018 impose notamment à l’ensemble des États membres de l’UE de mettre en place un système d’alerte aux populations.

Les chercheurs pourront également mieux tester de nouvelles hypothèses et simuler de façon plus réaliste les comportements de l’atmosphère, de l’océan, des surfaces continentales et leurs interactions dans des contextes climatiques passés et futurs (évolution des émissions de CO₂, rôle du permafrost, des zones humides, des calottes glaciaires, de la végétation, des interactions chimie/climat, étude de l’hydrologie de surface, etc.).

Parallèlement et conformément aux règles de l’Organisation météorologique mondiale (OMM), Météo-France a introduit depuis fin juin 2022 de nouvelles références climatiques, calculées sur la période 1991-2020 en place de la période 1981-2010 et représentatives d’un climat centré sur les années autour de 2005. La nouvelle période de référence 1991-2020 englobe ainsi des épisodes et des valeurs records hors normes climatiques précédentes.

Le calcul des normales concerne toutes les variables du climat (température, précipitation, vent, ensoleillement), ainsi que de nombreux indicateurs illustrant la distribution statistique de ces paramètres : moyenne, quintiles, records, nombre de jours au-dessus d’un seuil, etc.
Les normales 1981-2010 étaient représentatives du climat moyen sur une période autour des années 1990 et ne représentaient plus le climat « actuel » dans le contexte du changement climatique, notamment en matière de température. Il fallait donc les actualiser. Pour autant, ces nouvelles normales utilisées aujourd’hui sont loin de décrire le climat. Des travaux de recherche sont en cours pour proposer des estimations de normales climatiques non-stationnaires, dans le but de disposer des références non-biaisées pour le climat présent.

Si l’ensemble des prévisions s’améliorent, certains phénomènes restent néanmoins difficiles à prévoir. C’est le cas des orages, résultats de processus physiques complexes, faisant intervenir la température de l’air en surface et en altitude, la variation du vent, l’humidité de l’air près du sol notamment, et qui touchent une zone géographique très limitée, de quelques dizaines de kilomètres. Un orage pouvant se déplacer très rapidement. Ainsi les modèles numériques de prévision du temps ne représentent que partiellement ces phénomènes de petite taille. Le développement des modèles à plus haute résolution comme le modèle Arome devrait permettre de progresser dans la prévision des orages, grâce à une maille de 1,3 km.

D’autres phénomènes apparaissent ou s’amplifient. Les tempêtes de sable ou de poussières qui touchaient principalement la bande du Sahel, le Moyen Orient et les États-Unis, gagnent désormais le sud de l’Europe. Savoir ce que seront ces tempêtes dans les prochaines années demeurent une inconnue. « Il y a beaucoup d’incertitudes. Le vent est un paramètre fondamental pour comprendre les émissions de poussières. Or, nous ne sommes pas très bons dans nos modèles climatiques pour dire ce qu’il va se passer avec le vent », explique Carlos Pérez Garcia-Pando, scientifique spécialiste de l’étude des masses atmosphériques au centre d’observation météorologique Barcelona Dust Regional Center, titulaire d’une chaire en poussières minérales financée par le groupe d’assurances Axa. « On ne sait pas très bien non plus quels vont être les effets du changement climatique, les sécheresses de plus en plus sévères, sur les dépressions météorologiques », ajoute le chercheur. 

Des partenariats mondiaux

Au niveau européen, Météo-France exploite et a contribué à développer le modèle global du Centre européen de prévision météorologique à moyen terme (CEPMMT). L’établissement français est également impliqué dans le programme Copernicus de surveillance et de suivi de la terre, qui regroupe 26 pays, permettant de délivrer gratuitement des données satellites et des services liés à l’environnement aux échelles globales et européennes. Météo-France contribue ainsi à la définition de variables climatiques, aux prévisions saisonnières, à l’établissement d’indicateurs sectorisés, etc.

Durant les prochains Jeux olympiques 2024 à Paris, Météo-France pilotera l’initiative internationale « Research Demonstration Project Paris 2024 » portée par l’Organisation météorologique mondiale (OMM), d’observation et de modélisation à très haute résolution. Un projet qui associe plusieurs services météorologiques et universités du Royaume-Uni, de Suède, d’Autriche, des États-Unis, du Canada, de Chine et d’Australie. Cette initiative vise à progresser sur les futurs systèmes de prévision météorologique à échelle sub-kilométrique.