Le temps qu'il fait à un endroit et à un moment
donné (vent, température, nébulosité,
quantité de pluie,...) dépend de l'état
dynamique, thermique et hygrométrique du fluide atmosphérique
qui se trouve aux alentours et au-dessus de ce lieu. Il y a
du vent si cette parcelle de fluide est le siège de mouvements
rapides, il fait chaud si elle provient des régions tropicales,
le ciel est nuageux si certaines des couches horizontales qui
la composent sont saturées en humidité et chargées
de gouttelettes d'eau,... Prévoir le temps à cet
endroit revient donc à déterminer à l'avance
l'état d'un ensemble d'éléments homogènes
de cette parcelle, chacun de ces éléments étant
caractérisé par un petit nombre de variables physiques
telles que la pression, la température, l'humidité,
le vent, la teneur en eau liquide,...
L'évolution du fluide atmosphérique, soumis
à des forces externes (pesanteur, force de Coriolis
due à la rotation de la Terre, frottement) et internes
(différences de pression, force d'Archimède),
obéit aux lois physiques de conservation de la masse,
de l'énergie et de la quantité de mouvement.
Ces lois permettent en théorie de prévoir la
manière dont va évoluer le fluide si l'on connaît
son état à un instant initial, de la même
façon que l'on peut prévoir l'heure d'arrivée
d'un train si l'on connaît son heure de départ,
sa vitesse et la longueur du trajet qu'il a à parcourir.
Les choses sont tout de même un peu plus compliquées
pour l'atmosphère !
Voir le schéma de l'atmosphère
La simulation numérique
La simulation numérique est le principal outil employé
par les météorologistes pour prévoir
l'évolution de l'atmosphère, et donc le temps
qu'il va faire. Elle procède en plusieurs étapes
:
On divise l'atmosphère en un grand nombre de boites
élémentaires, correspondant aux éléments
homogènes dont il a été question plus
haut. Typiquement, les dimensions de ces boîtes sont
d'une dizaine à une centaine de kilomètres
horizontalement, et de quelques centaines de mètres
verticalement.
Les observations météorologiques effectuées
en permanence et dans le monde entier permettent de connaître,
de façon approchée, l'état initial
du fluide, ou encore les valeurs initiales des variables
pression, température, vent,... dans chacune des
boîtes élémentaires.
Les lois physiques de conservation sont d'abord traduites
en équations mathématiques, puis 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.
A 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 7 jours
cependant, l'imperfection des mesures, les imprécisions
contenues dans le modèle de prévision, et
la structure même de l'atmosphère rendent les
résultats plus difficilement utilisables.
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 modèles,
ajuste, voire modifie, les résultats de la simulation
et les traduit en termes de temps observable, comme la durée
et l'intensité des précipitations, les températures
minimale et maximale du jour, la possible occurrence de brouillards,
d'orages ou de rafales de vent. Cette expertise humaine est
indispensable pour obtenir une prévision correcte du
temps, surtout pour les échéances les plus brèves
(de quelques heures à un ou deux jours).
Il ne s'est écoulé que quelques heures depuis
les mesures qui ont permis de caractériser l'état
initial, et les résultats de la prévision sont
déjà mis en forme sur les répondeurs téléphoniques
et le magazine télématique de Météo-France
; les bulletins ont été transmis à la presse
pour diffusion à la télévision, à
la radio et dans les journaux ; enfin si un phénomène
menaçant est en vue, les Services de sécurité
ont été mis en alerte. La mission première
des Services météorologiques reste en effet la
sécurité des personnes et des biens.
Numéro court 3250
