LA PRÉVISION

La prévision météorologique fait l’objet d’améliorations permanentes pour répondre

aux enjeux de sécurité et à l’optimisation des activités économiques. Les efforts portent

autant sur la qualité et la précision des prévisions à toutes les échéances pour tous les

types de phénomènes, que sur l’adéquation aux besoins des utilisateurs et l’emploi des

dernières technologies pour la transmission de l’information.

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560 LA PRÉVISION

L ’année 2009 a vu le démarrage d’unensemble d’actions devant aboutir, àéchéance de 2 à 3 ans, à la mise en place

d’une nouvelle organisation de la prévision.L’objectif principal est d’améliorer la chaînede prévision et la qualité du service rendu auxclients, en particulier lorsque la situation com-porte des enjeux de sécurité des personnes.

Des outils permettant aux prévisionnistesde traduire leur expertise de façon plus effi-cace et par des moyens de collaboration multi-sites en temps réel ont été développés. Desmaquettes ont été testées en vue d’expérimen-tations grandeur nature qui seront menées àpartir de 2010. Ces systèmes permettront deconstruire des bases de données de prévision

expertisées, utilisables pour améliorer les ser-vices fournis grâce au réseau territorial deMétéo-France dont la refonte a été engagée. Lanouvelle organisation renforcera la réactivitéet les moyens disponibles en cas de crise, grâceà une meilleure mutualisation des ressources.Elle vise également à une plus grande simpli-cité dans l’organisation du travail. L’accentsera mis sur l’aide à la décision afin d’apporterune prestation encore mieux adaptée aux uti-lisateurs.

La prévision déterministe

Pour assurer la prévision du temps jusqu’àdes échéances de 3 ou 4 jours, Météo-France

LES PROGRÈS DE LA PRÉVISION NUMÉRIQUE OPÉRATIONNELLE

• La prévision déterministe

• Le développement des prévisions probabilistes

• La prévision saisonnière

Réflectivités radarprévues par le modèleArome, le 11 mai2009 : • À gauche, lesdonnées mettent enévidence la prévisiond’un système orageuxsur la région Poitou-Charentes (en bleu lapluie, en violet lesprécipitations de typeneige roulée ou grésil,en rouge la neige, enjaune l’eau liquide ensuspension). • À droite, une coupeverticale du systèmeprévu au-dessus dudépartement deCharente-Maritime.

Le système Symposium

Le système Symposium associe l’expertise humaine et les résultats de la prévision numérique pour fournir leséléments d’une base de données permettant de générer automatiquement des produits météorologiquesadaptés aux besoins des usagers. Avec une meilleure ergonomie que son prédécesseur, Symposium-2 estconçu pour faciliter l’interaction des prévisionnistes et leur travail collaboratif. Il s’agit d’une avancéeimportante pour les services fournis à nos clients. La mise en œuvre sera effective en 2011. À terme, lesprévisions diffusées par Météo-France devraient être majoritairement issues de ce système.

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phénomènes locaux et la prévision des phéno-mènes dangereux pour les échéances comprisesentre 3 et 36 heures. Au cours de l’année 2009, lemodèle a fourni d’excellents résultats. Il a bienanticipé la plupart des phénomènes signifi -catifs vécus, même les plus difficiles à prévoir defaçon très précise, comme les orages ou lesfortes rafales en zone de montagne.

Le développement des prévisions probabilistes

Les incertitudes inhérentes aux obser-vations et les imperfections des modèles

met en œuvre un système fondé sur plusieursniveaux de simulation.

À l’échelle de la planète, le modèle Arpègepermet de simuler et de prévoir les phéno-mènes de grande dimension comme les dépres-sions, les anticyclones ou les systèmes frontaux.Sa maille étirée atteint 15 km sur la métropole.Sur une échelle régionale comme l’Europe del’Ouest, des informations plus détaillées sontfournies par le modèle Aladin, dont la résolu-tion est de 9,5 km. En décembre 2008, ce dispo-sitif a été complété par un troisième niveau.Grâce à sa haute résolution (2,5 km), le mo-dèle Arome améliore la prise en compte des

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modélisation, de manière à diagnostiquerles écarts possibles de la prévision. Cesdivergences fournissent alors une informa-tion sur la confiance que l’on peut attribuerà chaque prévision.

Une nouvelle version de la chaîne de prévi-sion probabiliste a été mise en service opéra-tionnel en décembre 2009. La technique deprise en compte des données d’observationdans le modèle, ou assimilation des données,a été améliorée (résolution spatiale portée à

50 km, grille de calcul verticale portée à 70 niveaux, nouvelle méthode d’assimilation4D-variationnel simplifiée).

La description des variations spatiales ettemporelles de l’incertitude est beaucoupplus complète et porte désormais sur la plu-part des paramètres atmosphériques. La

62 LA PRÉVISION

Taux de confiance et de satisfactiondans les prévisions

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pour le lendemain 72 % 77 % 77 % 78 % 81 % 82 %

pour les 2 ou 3 jours à venir 46 % 50 % 55 % 55 % 61 % 62 %

pour les 7 jours à venir 15 % 17 % 21 % 20 % 23 % 24 %

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Arpège (mètres géopotentiels) 20,7 20,1 18,2 17,1 16,9 16,3 16,5

2005 2006 2007 2008 2009

Bulletins départementaux à J+1 82 % 82 % 85 % 85 % 86 %

Bulletins à J+3 77 % 86 % 83 % 84,2 %

Bulletins à J+7 49 % 52 % 54 % 48,7 %

Bulletins marine 82,3 %

TAUX DE FIABILITÉ DES BULLETINS DE PRÉVISION DÉPARTEMENTAUX

TAUX DE CONFIANCE DES USAGERS DANS LES PRÉVISIONS MÉTÉOROLOGIQUES

PERFORMANCES DU MODÈLE ARPÈGEÉcart quadratique moyen de l’erreur de la prévision du géopotentiel à 500 hPa pour l’Europe

numériques induisent des erreurs qui ren-dent les prévisions d’autant moins précisesque l’échéance est tardive. Ainsi, deux étatsinitiaux très voisins peuvent, au bout d’uncertain temps, conduire à des résultats trèsdifférents. Cette limite de prévisibilité est enprincipe d’autant plus lointaine que ladimension du phénomène prévu est impor-tante. Avec les modèles actuels, pour un sys-tème de quelques milliers de kilomètrescomme les systèmes frontaux, elle est de 4 à5 jours. Elle ne dépasse pas quelques heurespour les orages isolés.

Pour évaluer le degré d’incertitude d’uneprévision, la méthode dite des ensemblesconsiste à réaliser plusieurs simulations àpartir d’états initiaux légèrement diffé-rents, représentatifs de l’incertitude due aux erreurs d’observation, d’analyse et de

Source : Credoc 2009

Source : Météo-France

Source : Météo-France

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taille de l’ensemble de prévisions, réaliséespar le modèle Arpège, a été portée à 35 mem-bres (soit 35 prévisions différentes). Lareprésentation de l’incertitude due aumodèle, qui s’ajoute à l’incertitude initiale,est fondée sur un ensemble de huit jeux deparamétrages physiques différents, qui sontactivés selon un tirage aléatoire.

Ces techniques, très consommatrices enmoyens de calcul, représentent une avancéeimportante pour la prévision. Elles apportentune meilleure compréhension des incerti-tudes, peuvent servir de données d’entréepour les outils d’évaluation du risque desdivers utilisateurs des prévisions, et permet-tront d’étendre les échéances des prévisions.Dans cet esprit, un système de prévision pro-babiliste du risque d’inondation pour lesgrands bassins versants français a été mis à ladisposition du Service central d’hydrométéo-rologie et d’appui à la prévision des inonda-tions (Schapi) à des fins de test dans unenvironnement opérationnel.

En 2010 la résolution spatiale de la prévi-sion sera portée à 11 km sur l’Europe.Météo-France disposera alors d’un ensem-ble global avec une résolution élevée surl’Europe et optimisé pour la courteéchéance. Ce système représente un atoutconsidérable, tant pour l’estimation desrisques d’événements météorologiques vio-lents que pour la production de prévisionsprobabilistes destinées aux usagers.

La prévision saisonnière

La prévision saisonnière est une prévi-sion à échéance de plusieurs mois.L’information qui en est issue doit êtreappréhendée avec prudence, mais ellepeut permettre de déceler les grandestendances climatiques.

Grâce à des méthodes de « descented'échelle » permettant de disposer de don-nées à maille plus fine, des outils ont pu être

Prévision de crue de laGaronne à Villeneuve-sur-Lot dans le Lot-et-Garonne.L’ensemble deprévisions de débit àdix jours d’échéance,réalisé à l’aide dumodèle d’interactionsol-biosphère-atmosphère SIM, metnettement en évidenceles dépassements deseuil d’alerte quiconduiront à desdébordements de laGaronne à partir du 23 janvier 2009.

mis en place sur le territoire néo-calédo-nien. Cette approche sera élargie aux autresdépartements d’outre-mer, où la prévisibi-lité à l’échelle saisonnière est élevée.

Divers projets ont également été poursui-vis ou initiés au cours de l'année 2009, etnotamment le projet AdaptRVF soutenudans le cadre du programme « Gestion etimpacts du changement climatique ».L’objectif est d’étudier la variabilité, à diffé-rentes échelles climatiques, de la fièvre de la vallée du Rift au Sénégal, avec l'espoir quela prévision saisonnière puisse contribuer à anticiper le risque de survenue de cettemaladie véhiculée par les moustiques.

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La tempête du 24 janvier 2009

La tempête qui s’est abattue sur le sud-ouest de la France, le 24 janvier 2009, a étéparticulièrement violente. On a relevé desvitesses de vent fréquemment supérieuresà 130 km/h dans l'intérieur des terres et à170 km/h tant sur la côte aquitaine qu'enRoussillon.

Le 22 janvier, l’environnement associaitde manière étroite de fortes variationshorizontales de température et la présenceau voisinage de la tropopause d’un tube devent fort, le courant-jet (ou jet-stream) :des conditions météorologiques favorablesau développement de tempêtes.

À 6 h UTC, un petit tourbillon de surfaces’est développé au milieu de l’Atlantique àl’avant d’un tourbillon d’altitude qui avaitpris naissance la veille au-dessus ducontinent nord américain.

À l’équilibre, le vent était plus ou moinsparallèle aux isothermes. Mais la présenced’un tourbillon cyclonique est venuemodifier la direction du vent. Elle a produitun vent chaud venant du sud dans sapartie avant (située à l’est) et un vent froidvenant du nord dans sa partie arrière(située à l’ouest). Des mouvementsverticaux se sont aussitôt mis en placepour tempérer cette action et faciliterl’ajustement vers un nouvel équilibre. Dansun tel système, l’ascendance transporte del’air chaud et la subsidence de l’air froid.Le tourbillon d’altitude a ainsi pu perturberla circulation de l’atmosphère jusqu’à la surface terrestre.

Tant que le tourbillon d’altitude est resté dans le flux du courant-jet, en amont du tourbillon de bassescouches, les deux tourbillons se sont renforcés mutuellement. Le tourbillon de surface est devenu unedépression puis une tempête. On a ainsi assisté à la mise en place d’un cycle moteur dans lequel l’énergiethermique prise dans le milieu ambiant s’est trouvée convertie en énergie cinétique et a généré le vent de latempête.

Le vendredi 23 janvier 2009 à 00h00 UTC, alors qu’une dépressionlonge les côtes de la Manche, une deuxième dépression est enformation au centre de l’Atlantique.

Le samedi 24 janvier 2009 à 00h00 UTC, la tempête est sur le golfe de Gascogne

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L ’assistance météorologique réalisée auprofit des gestionnaires du réseau routier fait intervenir de nombreux

interlocuteurs : directions interdépartemen-tales des routes, sociétés gestionnaires d’au-toroutes, entités en charge de coordinationet sécurité (Centre national d'informationroutière, Centres régionaux d'information etde coordination routières), Conseils géné-raux, etc.

Météo-France a créé en son sein un pôleRoute afin de coordonner l’ensemble des activités de météorologie routière de l’éta-blissement. Il est aussi chargé de développerdes produits dédiés à la route et à ses particu-larités.

L’année 2009 a vu les premiers résultats de cette démarche : le développement d’unechaîne d’acquisition temps réel des donnéesissues des stations météo-routières et le projetOptima destiné à la géo-localisation de l’infor-mation le long des axes routiers.

Acquisition des données fournies par les stations météo-routières

Pour améliorer les prévisions de tempéra-ture de la chaussée, Météo-France s’est engagédans la récupération, en temps réel, des

données d’environ 600 stations automatiquesinstallées le long des routes par les gestion-naires (DIR Routes, sociétés concessionnairesd’autoroutes, Conseils généraux).

Il s’agit tout d’abord de réaliser une climato-logie fine des conditions météorologiques ren-contrées sur les routes dans chaque type desituation. Les particularités locales, mises ainsien évidence, pourront ensuite être prises encompte dans les modèles de prévision grâce àdes méthodes dites d’adaptation statistique.

En fin d’année 2009, 150 stations étaient enphase d’intégration.

LES AVANCÉES EN MÉTÉOROLOGIE ROUTIÈRE

• Acquisition des données fournies par les stations météo-routières

• Le projet Optima

Abri météo etpluviomètre, le long de la route, à Roissy dans le Vald’Oise.

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Le projet Optima

Optima (Outil de production sur les tron-çons d’informations météo-routières agré-gées) est un système de suivi en temps réel etd’anticipation des phénomènes météorolo-giques intéressant quelque 120 000 km duréseau routier principal français. L’infor -mation météorologique y est déclinée partronçon routier kilométrique, sur une profon-deur de prévision d’une heure, avec des pas detemps de 5 et 10 minutes. L’information estrafraîchie toutes les 5 minutes.

Pour obtenir ce résultat, des algorithmes defusion de données ont été mis au point, utili-sant à la fois des données issues des réseauxd’observation et des données prévues. Lesparamètres concernés sont principalement letemps sensible (bruine, pluie, neige, pluie ver-glaçante, orage, grêle), la température (de l’air,du point de rosée et de la chaussée), le vent etla visibilité. Un indice de confiance, en fonctionde la complétude des données, est associé àchacun des paramètres.

La saison de viabilité hivernale 2008-2009 a permis de consolider les algorithmes et a

montré tout l’intérêt d’une telle démarche autravers d’une visualisation de type Google -Earth. Pour la saison 2009-2010, une extensionWeb spécifique a été développée (technologieMapServer) pour mettre le produit à disposi-tion de tous nos clients ou partenaires.L’interface, proposée pour visualiser les diffé-rents paramètres prévus par Optima, offreaussi la possibilité de configurer et de gérerdes alertes météo-routières sur un réseau rou-tier. Elle constitue ainsi un outil d’aide à ladécision très précis.

L’objectif est maintenant de valoriserOptima sur tous les vecteurs pertinents.Dans les GPS embarqués, il pourra parexemple informer l’automobiliste de laprésence de brouillards ou de chutes deneige à 5 km de distance.

Conditionsrencontrées sur leréseau routier de larégion toulousainelors des épisodesneigeux du 14décembre 2009.Informationsdisponibles sur lesystème Optima.

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L a prévision immédiate concerne le trèscourt terme : de quelques minutes àquelques heures. À la différence des

prévisions ayant des échéances plus éloi-gnées, elle repose sur une exploitation plusimportante des observations de toutenature et des informations que l’on peut

obtenir par des méthodes de combinaisonde données, d’analyse d’images ou d’extra-polations.

Dans ce cadre, Météo-France s’est attaché àdévelopper de nouveaux produits ou ser-vices de prévision immédiate, adaptés à des

Orage sur le golfed'Ajaccio.

LA PRÉVISION IMMÉDIATE

• Détection des orages grace aux détections des satellites

• Le suivi du risque d’orage

• Le produit « Pluie dans l’heure »

• Les développements futurs

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568 LA PRÉVISION

besoins personnalisés. Leur principal objec-tif est le signalement et la description desphénomènes présentant un risque pour lasécurité des personnes et de leurs biens ouayant une influence sur leurs activités.

Détection des orages grace aux détections des satellites

Dans le cadre de l’utilisation des donnéesdes satellites météorologiques (SAF –Satellite Application Facility Nowcasting),Météo-France a développé pour Eumetsat unlogiciel de détection des orages violents. Une

fois repérés, les orages sont décrits sousforme d’objets et suivis de leur formation àleur dégénérescence. La couverture géogra-phique des satellites géostationnairesconfère à ce produit un intérêt particulier surles zones dépourvues de réseau radar, tellesque les zones océaniques ou certains terri-toires désertiques. Les applications mises enœuvre au profit de l’armée française partici-pent ainsi à la sécurité aéronautique desforces déployées sur les théâtres extérieursd’opération.

Le suivi du risque d’orage

Proposé aux professionnels, sur abonne-ment, le service de suivi du risque d’orage pré-vient du risque d’être touché par cephénomène dans l’heure à venir. Il apporteaussi des indications sur l’intensité des phé-nomènes associés comme l’activité électrique,l’intensité des précipitations, la force desrafales ou le risque de grêle. Le client spécifiela zone à surveiller (la précision spatiale viséeest la commune ou le canton), le seuil derisque et les modalités de mise à dispositiondes produits. Le service comprend l’envoi debulletins d’avertissement, par courriel ou parSMS, annonçant le début, l’aggravation éven-tuelle et la fin des orages. Ils sont accompa-gnés d’un produit graphique de suivi desorages accessible sur Internet et sur mobilescompatibles. L’évaluation, confirmée par lesretours-client, montre la qualité de ce service,en particulier sur des territoires peu pertur-bés par les reliefs.

Le produit « Pluie dans l’heure »

À destination du grand public, le produit« Pluie dans l’heure » signale, à l’échelle de lacommune, le risque de précipitations dansl’heure à venir. Le message est complété parune information qualitative sur les périodesestimées de précipitations et sur leur inten-sité. Il est actuellement proposé sur les trois-quarts du territoire, dans les régions où il s’est

Averse violente depluie pendant lamousson au Bénin.

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Exemple de produit « Pluie dans l’heure » disponible surwww.meteofrance.com. L’internaute accède au produit depuis l’onglet « Météo locale », en sélectionnant sa région, son département et enfin sacommune d’intérêt puis en cliquant sur le pictogramme en bas à gauche.Le produit s’affiche sous la forme du cadran d’une montre pour signaler lerisque de pluie dans l’heure avec une indication sur la durée et l’intensitédes pluies prévues.

avéré d’une qualité statistiquement suffisante.Il est consultable à la fois sur le site Internetwww.meteofrance.com et sur le kiosque 3250 (0,34 € /mn, tarif avril 2010). Sa concep-tion simple et totalement automatique le rendd’accès facile, mais le limite à un usage deconfort. La forte fréquentation de la versionkiosque montre clairement que ce produitrépond à une réelle attente.

Les développements futurs

Les progrès de la prévision numérique,associés en particulier aux apports du modèleArome, sont aujourd’hui exploités pourconstruire un outil de fusion des dernièresobservations avec les premières échéances deprévisions numériques disponibles. Des prévi-sions continues et fréquemment rafraîchiesseront ainsi produites pour donner accès aurisque d’occurrence de phénomènes commeles faibles visibilités, la pluie ou les chutes deneige.