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II-Les moyens actuels de prévisions

:: SIMULATION NUMERIQUE ::

La simulation numérique est le principal outil employée par les météorologistes pour prévoir l’évolution de l’atmosphère, et donc prévoir les ouragans. Elle a vu le jour au début du XXème siècle grâce aux progrès des instruments de mesure et plus tard gràce à l’invention des ordinateurs et leurs énormes capacités de calcul. En 1904, Vilhelm Bjerknes fut le premier à considérer que les mouvements de l’atmosphère pouvait être assimilés à un problème mathématique avec des conditions initiales. Les premières prévisions numériques par ordinateur virent le jour en 1950 grâce à Charney, Fjortoft et Von Neumann. Aujourd’hui, la prévision numérique s'effectue en 3 grandes étapes.

On divise l’atmosphère en un grand nombre de boîtes élémentaires. Les dimensions de ces boîtes sont d’une dizaine à une centaine de kilomètres horizontalement, et de quelques centaines de mètres verticalement. La taille d’une boîte est appelée maille du modèle. Plus la maille est faible plus la prévision sera précise.

Les observations météorologiques effectuées en permanence et dans le monde entier (voir b/ les Instruments de mesures) permettent de connaître, de façon approchée les valeurs initiales des variables telles que la pression, la température, le vent... dans chacune des boîtes élémentaires .

Les lois physiques sont d’abord traduites en équations mathématiques. Cette méthode permet de reformuler l’évolution de l’atmosphère. Ces lois sont ensuite numérisées pour pouvoir être appliquées aux variables à l’aide d’un ordinateur. On aboutit ainsi à un logiciel extrêmement complexe appelé modèle numérique de prévision, qui va permettre de calculer pas à pas l’évolution dans chacune des boîtes élémentaires. Un modèle de prévision est l’ensemble des équations permettant de traduire une variable à un état dans chacune des mailles du modèle. Ces modèles peuvent couvrir une région, un pays ou même tout le globe terrestre. Si l’intervalle de temps voulu entre la prévision et le réel est petit, les phénomènes météorologiques lointains seront négligés car leurs influences sur le temps sera faible, le modèle est dit régional. Si l’intervalle de temps est plus grand, il faudra prendre en compte dans la prévision les phénomènes lointains, le modèle est dit global.

À la fin du calcul, le modèle donne les nouvelles valeurs des variables pression, température, vent...dans chacune des boîtes. Ces valeurs peuvent être prévues par les modèles actuels à des échéances allant de 6 heures environ (prévision à très courte échéance) jusqu’à 10 jours à peu près. Au-delà de 5 à 7 jours cependant, l’imperfection des mesures, les imprécisions contenues dans le modèle de prévision, et les changements continus de l’atmosphère rendent les résultats plus difficilement utilisables. Ainsi, lorsqu’on prévoit le temps au minimum 4 jours à l’avance, on parle de tendance.

Le processus de prévision du temps ne s’achève pas avec la simulation numérique. Le spécialiste chargé de la prévision, fort de sa connaissance du climat régional et des limites des modèle(voir a/ Les grands centres de prévision), ajuste, voire modifie, les résultats de la simulation. Cette expertise humaine est indispensable pour obtenir une prévision correcte du temps et des tempêtes qui se préparent, surtout pour les échéances les plus brèves (de quelques heures à un ou deux jours), les modaèles étant assez limités tant l’atmosphère peut changer d’état rapidement et imprévisiblement (effet papillon). De plus, certains paramètres dits ”sous maille“, c'est-à-dire qu’ils ne dépassent pas la maille, peuvent dans certains cas entraîner des modifications de l’atmosphère. Ces paramètres sont les orages, les échanges de chaleur entre le sol et l’atmosphère, le rayonnement de la chaleur...

La simulation numérique est aujourd’hui le principal moyen pour prévoir les ouragans. Cependant, les limites de cette simulation rendent indispensables les ajustements de la prévision par le météorologiste.