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Affiner la prévision météorologique

Les prévisions météorologiques sont le résultat de différentes composantes de traitement, dont en particulier les modèles météorologiques. Ces modèles se basent sur différentes hypothèses (conditions initiales et systèmes d’équations notamment) pour calculer un état de l’atmosphère. Avec les systèmes de prévision d’ensemble, il est possible d’avoir une information sur les différents scénarios possibles et au final de calculer des probabilités pour les différents paramètres et échéances de prévision.

La prise en compte de l’incertitude dans la prévision est un élément essentiel de la décision, que cette prise en compte soit objectivée via des outils mathématiques (fonction coûts/perte) ou issue de l’expérience. L’incertitude peut aussi être perçue comme un facteur déstabilisant et empêcher une bonne prise de décision, surtout si la transmission de ces informations n’est adaptée ni en forme ni en contenu au besoin.

Prose (Projet de rénovation de l'offre de service), volet aval du programme 3P (Programme prévision-production), a donc lancé fin 2017 et a poursuivi en 2018 une démarche d’écoute clients. Il s’agit de comprendre les besoins des utilisateurs de données et produits de Météo-France et comment les accompagner et leur proposer des produits pertinents pour leur prise de décision. Au-delà de rencontre spécifique, cette écoute s’est appuyée sur les différentes commissions du Conseil supérieur de la météorologie.

Une nouvelle campagne expérimentale, menée par Météo-France et Continental sur les véhicules connectés, a été lancée en 2018. L'objectif est de réussir à utiliser les informations temps réel fournies par les véhicules connectés pour enrichir les données d’observation et améliorer un système d'alertes météorologiques temps réel et prévision immédiate en retour. Ces alertes pourront ensuite être redirigées vers les véhicules connectés pour informer le conducteur des conditions météo prévues sur son trajet.

En 2018, en plus des véhicules de Météo-France et ceux de Continental déjà équipés en 2017, ceux d'autres partenaires localisés dans la région de Toulouse ont été ajoutés pour permettre un meilleur traitement des paramètres pour lesquels le lien avec la météo n'est pas direct comme c'est le cas pour la température de l'air à savoir pour les essuie-glaces, les phares anti-brouillard et l’ESP (freinage et correction de trajectoire). Cette densification de l'information sur une même zone permet ainsi de détecter un signal météo (la pluie, un sol glissant) qui n'aurait pas pu l'être de manière certaine avec seulement une donnée isolée.

L’utilisation des prévisions de précipitations peut être améliorée grâce à un traitement sous forme « d’objets précipitants », définis par des contours à l’intérieur desquels la distribution des pluies est homogène, en termes d’intensité et/ou de variabilité spatiale.

La détection automatique de ces objets a été développée pour distinguer des objets de pluie totale, modérée et forte et des objets de pluie continue et discontinue. Pour cela, l’utilisation de méthodes d’intelligence artificielle (IA), en particulier de Deep Learning avec des réseaux de neurones convolutifs, a donné des résultats prometteurs en 2018.

À l’avenir, ces réseaux de neurones pourraient permettre une détection simultanée de l’intensité et de la texture des pluies, puis une caractérisation plus fine des types de précipitations incluant notamment les orages. Une extension à d’autres paramètres, tels que la nébulosité, les réflectivités et les rafales de vent, est également envisagée.

Aeolus, le premier satellite destiné à mesurer les vents sur l’ensemble du globe et toute la profondeur de l'atmosphère (jusqu'à 25 km d'altitude), a été placé en orbite le 22 août 2018 depuis Kourou en Guyane. Jusqu’à présent, les satellites météo mesurent surtout la température et l’humidité. Les mesures des vents depuis l’espace ne sont que déduites des images avec de fortes marges d’erreur. Aeolus représente donc un progrès important puisqu’il embarque un instrument inédit, un lidar Doppler, capable de mesurer le vent mais aussi de fournir des informations sur les nuages et les aérosols, indispensables pour la prévision de la qualité de l'air. Au sein d'un consortium européen, Météo-France a contribué à la mise au point des algorithmes de restitution du vent et des informations sur les aérosols et les nuages et met en place les outils nécessaires à leur assimilation dans ses modèles de prévision du temps et de la qualité de l'air. Les premières études conduites au Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (CEPMMT) confirment l’apport positif sur la prévision du temps des mesures de vent.

De nouveaux produits ont été développés par la Direction de la recherche (DR) pour améliorer la prévision cyclogenèse dans le Pacifique Sud-Ouest et ont été mis à la disposition de la Direction interrégionale de Nouvelle-Calédonie (DIRNC) en octobre 2018. Ces produits consistent en plusieurs cartes et diagrammes temporels, basés sur les prévisions du modèle IFS du Centre européen de prévisions qu'ils peuvent comparer aux produits basés sur GFS, le modèle américain dont ils disposaient déjà, afin d'améliorer la confiance dans le scénario prévu. Une action a ensuite été menée avec la Direction interrégionale de l’océan indien (DIROI), l’École nationale de la météorologie (ENM) et la DR pour mettre en place une méthodologie d’analyse de ces produits et fournir un bulletin de prévision d’activité ondulatoire et cyclonique à l’échelle intra-saisonnière dans les différents territoires d’outre-mer.

En septembre et octobre 2018, une campagne de mesures, Exaedre, s'est déroulée en Corse. Elle avait pour objectif une meilleure compréhension des processus atmosphériques à l’origine des éclairs dans les nuages d’orage. Ce projet de recherche est financé par l’Agence nationale de la recherche (ANR) et piloté par le Laboratoire d’aérologie de l’université Paul-Sabatier Toulouse III et du CNRS. Il comprend sept partenaires, dont le CNRM et SAFIRE.

Centrée sur la Corse, la campagne était coordonnée depuis la base aérienne de Solenzara. Celle-ci a accueilli le Falcon 20 de SAFIRE, ainsi que les personnels scientifiques et techniques. L’avion aura permis de récolter un jeu unique d’observations au sein des nuages convectifs. Ces mesures aéroportées étaient complétées par des mesures au sol provenant des systèmes d’observation de Météo-France et d’instruments de recherche déployés pour la campagne. Pour le CNRM, cette campagne de mesures a contribué à préparer l’utilisation future dans les modèles numériques des observations de l’imageur d’éclairs de Météosat troisième génération (MTG), qui doit être lancé en 2021.