Prévisions météorologiques, de l'espace à votre smartphone

Vous êtes-vous déjà demandé comment sont faites les prévisions météorologiques? Sans les satellites qui observent la Terre, il ne serait pas possible d'établir des prévisions météorologiques précises. Les satellites MetOp-SG*, construits par Airbus à Friedrichshafen et Toulouse pour l'Agence spatiale européenne (ESA) et EUMETSAT, fourniront un éventail de données plus large et avec plus de précision, afin d'améliorer les modèles numériques utilisés pour les prévisions, ainsi que des observations pour la surveillance du climat.

Il est si facile aujourd'hui de prendre son smartphone pour consulter la météo que l'on oublie que cela n'a pas toujours été le cas. Les dictons météorologiques d'autrefois ont cédé la place à des technologies modernes qui suivent une longue chaîne : des observations aux simulations, avec des modèles numériques, puis à l'analyse. De nos jours, les prévisions météorologiques sont générées à l'aide d'algorithmes complexes alimentés par des données provenant de diverses sources, telles que des ballons météorologiques ou des capteurs d'avions, mais les observations par satellite sont les plus importantes.

Des prévisions météorologiques plus précises grâce aux satellites

La précision des prévisions météorologiques de 12 heures à 10 jours sera grandement améliorée grâce aux capacités des nouveaux satellites MetOp-SG.

"EUMETSAT exploite des satellites météorologiques et diffuse des données en temps réel à ses États membres", explique Rosemary Munro, scientifique du programme EUMETSAT Polar System-Second Generation (EPS-SG). "Les services météorologiques nationaux s'appuient sur des flux de données opérationnelles précises et actualisées de l'atmosphère, des océans et des terres qu'ils injectent dans leurs propres modèles de prédictions pour établir des prévisions météorologiques.

Ces dernières nécessitent en effet beaucoup de données pour améliorer en permanence la modélisation mathématique. La capacité à détecter les événements météorologiques extrêmes, tels que les tempêtes et les vagues de chaleur, dépend en partie de ces modèles. Philippe Chambon, chercheur à Météo-France, explique : "Pour nos modèles de prévision numérique du temps, qui émettent des prédictions jusqu'à quatre jours, environ 90 % de nos données proviennent des satellites d'observation de la Terre. Les satellites MetOp-SG, avec leurs instruments très performants, amélioreront nos prévisions tant au niveau global que régional."

© Airbus.  MetOp-SG A et B dans les locaux d'Airbus à Toulouse

Les défis de la prévision météorologique

Une prévision météorologique est une prédiction de l'état de l'atmosphère à un moment et à un endroit donnés, simulée par un modèle numérique. Imaginez l'atmosphère divisée verticalement en plusieurs cubes (par exemple d'une taille d'un kilomètre sur un kilomètre et de quelques centaines de mètres d'altitude) où il est possible d'évaluer le taux d'humidité à l'intérieur, ainsi que la température, les vents et la quantité de nuages et de pluie. Les données sont ensuite transformées et analysées à l'aide de modèles numériques qui permettent aux prévisionnistes de fournir des informations compréhensibles par tous. Les icônes de soleil ou de nuages et les relevés de température disponibles instantanément sur l'application de votre téléphone portable sont tous générés par cette longue chaîne. 

"Nous ne faisons jamais une seule prévision, mais plus d'une trentaine, qui sont légèrement différentes. L'atmosphère se comporte de manière chaotique, ce qui affecte la prévisibilité. Si les scénarios sont assez similaires pour les quatre jours à venir, l'indice de confiance est élevé. Si nous avons des orages dans certains scénarios, l'indice est en général plus faible car les changements par rapport aux conditions de départ peuvent conduire à des résultats météorologiques différents", explique Philippe Chambon de Météo-France.

Les prévisions météorologiques protègent les vies humaines et les moyens de subsistance

Les prévisions météorologiques sont également un moyen essentiel d'anticiper les phénomènes violents tels que les tempêtes ou les vagues de chaleur, de sorte que les personnes susceptibles d'être touchées puissent être averties à l'avance. Cela permet de protéger des vies et des moyens de subsistance.

"Nous pouvons identifier très tôt des phénomènes météorologiques dangereux que nous confirmons et précisons au fil du temps, en actualisant les prévisions plusieurs fois par jour à l'aide de données plus récentes et en informant les citoyens et les autorités publiques", explique M. Chambon. "L'objectif est d'attirer l'attention de tous sur les dangers potentiels et de sensibiliser les gens aux précautions à prendre pour se protéger.”

© Airbus. Rosemary Munro, scientifique du programme EPS-SG d'EUMETSAT et Philippe Chambon, chercheur à Météo-France

Au-delà des prévisions météorologiques avec MetOp-SG

Les satellites météorologiques sont très utiles dans notre vie quotidienne, mais leurs avantages sont bien plus vastes. Ils fournissent des informations essentielles sur le climat et les océans en surveillant, par exemple, les incendies de forêt et les panaches de cendres volcaniques, le trou dans la couche d'ozone et la pollution atmosphérique. 

Les dix instruments de MetOp-SG aideront les scientifiques à mieux comprendre les changements climatiques et leurs projections. "L'interféromètre de sondage atmosphérique infrarouge (IASI-NG), capable de surveiller un large éventail de composés chimiques de l'atmosphère tels que le méthane, un puissant gaz à effet de serre, et l'ammoniac, qui influe sur la qualité de l'air, constituera l'un des grands changements pour la recherche sur le climat", explique R. Munro.

Pour Philippe Chambon, l'instrument Ice Cloud Imager (ICI) apportera une toute nouvelle perspective à l'étude des nuages de glace. "Nous pourrons quantifier la quantité de petits cristaux de glace dans l'atmosphère. C'est très important car ces nuages de glace ont un impact sur le bilan énergétique des radiations de la Terre. C'est l'une des sources d'incertitude dans les projections climatiques. Grâce à ces données, les scientifiques pourront améliorer leurs modèles prédictifs et leur compréhension du réchauffement climatique".

Les lancements des satellites MetOp-SG A1 et B1 prévus en 2025-2026 assureront la continuité de la flotte MetOp actuelle, sans interruption. Cette continuité des données à long terme est essentielle pour les prévisions météorologiques et pour détecter les changements dans la surveillance du climat.

*MetOp-SG : Meteorological Operational Second Generation

MetOp-SG est un projet de coopération entre l'Agence spatiale européenne (ESA) et EUMETSAT, l'Organisation européenne pour l'exploitation de satellites météorologiques.