Une révolution est en marche dans le domaine des prévisions
Le satellite MTG-I1, tout premier d’une nouvelle génération de satellites météorologiques visant à améliorer encore la surveillance et la prévision de phénomènes météorologiques violents, livre des données préliminaires époustouflantes.
Tenant leur promesse, ces données annoncent une révolution dans le domaine des prévisions météorologiques et dans celui de la prévision immédiate de condi
tions météorologiques extrêmes et destructrices.
Last Updated
05 November 2024
Published on
11 September 2023
Alors que se poursuivent les activités d’étalonnage et de validation des différents éléments du satellite et du segment sol, il a été procédé pour la première fois à la fusion des données collectées par les deux principaux instruments à bord de MTG-I1 – l’imageur combiné flexible (FCI) et l’imageur de détection des éclairs (LI) – afin de mettre en évidence leurs synergies. Cette première série d’animations nous donne un aperçu de ce que le système pourrait générer à l’avenir.
« Ces animations montrent comment la combinaison de ces deux instruments va révolutionner la prévision immédiate et la surveillance des orages violents », explique Phil Evans, Directeur général d’EUMETSAT. « Je suis très impressionné et impatient de découvrir les applications innovantes qui découleront de ces données une fois le système opérationnel ».
Les canaux dans le visible et l’infrarouge à haute résolution de FCI permettent d’observer et de caractériser avec précision les nuages et les orages de jour comme de nuit. Dans le même temps, LI détecte l’activité électrique qui est un indicateur de fortes turbulences atmosphériques et de phénomènes convectifs.
Une fois pleinement opérationnel, MTG-I1 permettra aux météorologues et aux autres scientifiques de surveiller les phénomènes météorologiques extrêmes avec une précision sans précédent. Ses données, inédites et plus précises, permettront également aux modèles de prévision numérique du temps de produire des résultats plus précis, ce qui améliorera la fiabilité des alertes précoces et leur capacité à protéger les biens et les personnes.
Observation combinée de l’imageur combiné flexible (FCI) et de l’imageur d’éclairs (LI) à bord de MTG-I1, commençant à 12:00 TUC le 03/06/2023 et se terminant à 12:00 TUC le 04/06/2023. Il s’agit de données préliminaires collectées lors de la recette en orbite, et non destinées à une utilisation opérationnelle. L’activité électrique est visible sur tout le disque terrestre, mais est plus intense en Afrique centrale, dans la partie septentrionale de l’Amérique du Sud, en Europe et au Moyen-Orient. Les déplacements des nuages et des éclairs sont synchronisés et suivent les schémas de la circulation générale (d’est en ouest le long de l’équateur et d’ouest en est aux latitudes plus élevées). La zone de réflexion spéculaire des rayons solaires, où la lumière du Soleil est réfléchie en direction du satellite par l’océan et de petits plans d’eau, se déplace d’est en ouest tout au long de la journée.
Observation combinée de l’imageur combiné flexible (FCI) et de l’imageur d’éclairs (LI) à bord de MTG-I1, commençant à 12:00 TUC le 03/06/2023 et se terminant à 12:00 TUC le 04/06/2023. Il s’agit de données préliminaires collectées lors de la recette en orbite, et non destinées à une utilisation opérationnelle. L’animation montre l’étendue de l’activité électrique dans le sud de l’Europe et dans la région méditerranéenne, avec production locale d’orages. Des systèmes orageux plus étendus et plus durables sont par ailleurs visibles au-dessus de la Méditerranée, avec une activité électrique persistant durant la nuit. Comme attendu, l’animation montre également l’intensification générale de l’activité électrique durant la journée, qui s’estompe après le coucher du soleil. La partie nord de l’Europe est en grande partie privée de nuages en raison de la prédominance d’un système de haute pression de grande envergure et persistant pendant la période de collecte des données.
Observation combinée de l’imageur combiné flexible (FCI) et de l’imageur d’éclairs (LI) à bord de MTG-I1, commençant à 12:00 TUC le 03/06/2023 et se terminant à 12:00 TUC le 04/06/2023. Il s’agit de données préliminaires collectées lors de la recette en orbite, et non destinées à une utilisation opérationnelle. Cette animation montre le développement d’une activité électrique très intense couvrant de vastes zones de la région d’Afrique centrale. Les orages locaux se forment dans l’après-midi pour disparaitre peu après le coucher du soleil, sauf s’ils se transforment en ensembles d’orages plus importants, appelés systèmes convectifs de méso-échelle, qui peuvent couvrir des zones de plus de 1 000 km et rester actifs jour et nuit. La majorité de l’activité électrique s’observe au nord de l’équateur, car le principal déclencheur, la zone de convergence intertropicale (ZCIT), se déplace vers le nord pendant l’été dans l’hémisphère nord.
Observation combinée de l’imageur combiné flexible (FCI) et de l’imageur d’éclairs (LI) à bord de MTG-I1, commençant à 12:00 TUC le 03/06/2023 et se terminant à 12:00 TUC le 04/06/2023. Il s’agit de données préliminaires collectées lors de la recette en orbite, et non destinées à une utilisation opérationnelle. Les signaux détectés sont visibles loin du champ de vision central de l’instrument, par exemple près du bord du disque, au-dessus de la forêt amazonienne. La zone de convergence intertropicale (ZCIT), au sein de laquelle des ensembles d’orages tropicaux se déplacent lentement de l’est vers l’ouest, est visible dans cette animation. Si les eaux sont suffisamment chaudes entre les mois de juin et de novembre, certains grands ensembles d’orages peuvent se transformer en ouragans qui frapperont les Caraïbes et l’est des États-Unis. L’animation montre aussi très clairement que la plupart des éclairs se manifestent au-dessus des terres émergées, pendant les heures locales de l’après-midi et en soirée.
« La coopération européenne en matière de données satellitaires est cruciale pour le SMHI, et nous sommes impatients de suivre la mise en service de MTG-I1. Un prévisionniste se fie toujours beaucoup aux informations fournies par les observations météorologiques, en particulier en présence de phénomènes météorologiques extrêmes à évolution rapide. Ces informations doivent être précises et offrir une résolution fine pour mieux rendre compte de phénomènes à l’échelle locale, ce que MTG-I1 sera en mesure de réaliser », déclare Håkan Wirtén, Directeur général de l’Institut suédois de météorologie et d’hydrologie (SMHI).
La tempête Hans a récemment balayé la Suède, le Danemark, l’Estonie, la Finlande, la Lettonie, la Lituanie et la Norvège, entraînant des précipitations extrêmes, des glissements de terrain meurtriers, des inondations de grande ampleur et mettant en péril des vies et des moyens de subsistance de régions entières.
L’animation de MTG-I1 avec la tempête Hans montre comment une masse d’air chaud et humide provenant du sud de l’Europe se heurte à une masse d’air frais provenant de Scandinavie, provoquant des orages violents. Les flux d’énergie et d’humidité ayant persisté, la tempête s’est poursuivie plusieurs jours durant et s’est accompagnée de fortes précipitations et de vents violents.
Tempête Hans au-dessus de la Scandinavie - Comparaison entre l’instrument SEVIRI à bord de MSG et l’Imageur combiné flexible (FCI) à bord de MTG-I1 - 07.08.2023 à 08:00 TUC - (données non destinées à une utilisation opérationnelle)
SEVIRI
FCI
Les nuages contenant des particules de glace apparaissent en cyan, tandis que les nuages aqueux sont de couleur blanche ou rose pâle. La meilleure résolution qu’offrent les données FCI par rapport à celles de SEVIRI est frappante et permet d’observer de manière très différente de petites structures nuageuses telles que les petits cumulus au-dessus de la mer Baltique, ainsi que les caractéristiques au sommet des nuages associées à la grosse tempête qui a provoqué de fortes précipitations en Suède et en Norvège. L’image d’une tempête isolée au-dessus de la Finlande (en haut à droite de l’image FCI) permet de bien distinguer l’ombre que forme le sommet de la tempête sur des couches nuageuses basses et une manifestation orageuse très claire avec des étages supérieurs en forme de grumeaux la chevauchant. Par ailleurs, la résolution des détails au sol est également exceptionnelle, avec de petites îles et de petits lacs clairement visibles.
Tempête Hans au-dessus de la Scandinavie - Observation réalisée par l’Imageur combiné flexible (FCI) à bord de MTG-I1 - du 05.08.2023 à 14:00 au 07.08.2023 à 08:00 (données non destinées à une utilisation opérationnelle).
Les nuages sont visibles dans leurs tons naturels blanc et gris, alors que les éléments au sol s’affichent en vert, avec une haute résolution révélant de nombreux détails. La caractéristique la plus frappante de cette animation est le déplacement des nuages associé au mouvement du front polaire qui traverse le continent européen.
La haute résolution du FCI restitue de manière fine le relief des sommets de nuages, ainsi que leurs ombres. Les longueurs d’onde plus courtes de FCI utilisées dans cette animation permettent de mieux percevoir la présence d’aérosols dans l’atmosphère, notamment aux premières heures du matin, lorsqu’une couche de fumée semi-transparente envahit une vaste zone exempte de nuages (sous l’effet d’un système de haute pression). L’examen attentif des masses d’eau révèle la différence qui existe en matière de couleurs, principalement autour des côtes. Ces caractéristiques sont peut-être dues à la différence de turbidité de l’eau ou à des concentrations accrues de différentes espèces d’algues ou de plancton.
Tempête Hans au-dessus de la Scandinavie - Comparaison type « sandwich » entre l’instrument SEVIRI à bord de MSG et l’Imageur combiné flexible (FCI) à bord de MTG-I1 - 07.08.2023 à 08:00 TUC - (données non destinées à une utilisation opérationnelle).
SEVIRI
FCI
Ce type de représentation en « sandwich » montre parfaitement la différence de température des nuages : du rouge pour les zones les plus froides au bleu pour les zones les plus chaudes. Particulièrement utile pour observer et prévoir les tempêtes et les conditions météorologiques extrêmes, cette représentation permet de visualiser clairement les différences entre sommets de nuages, autant d’informations qui peuvent renseigner sur la dynamique de la tempête. Dans cette comparaison, ce sont les hautes latitudes qui bénéficient le plus de la résolution spatiale plus fine des données FCI, ce qui est le cas ici pour l’Europe du Nord. Au sommet de la tempête dans le coin inférieur droit de l’image FCI, on distingue clairement au moins trois étages supérieurs représentés par des pixels plus froids (en rouge). Sur l’image SEVIRI, la structure du sommet de la tempête n’est pas aussi clairement définie. Le même constat s’observe avec la tempête située sur la moitié gauche des images : les sommets les plus froids se distinguent clairement sur l’image FCI, mais sont plus diffus sur l’image SEVIRI.
Tempête Hans au-dessus de la Scandinavie - « Animation de la phase des nuages » réalisée par l’Imageur combiné flexible à bord de MTG-I1 - du 05.08.2023 à 14:00 au 07.08.2023 à 08:00 (données non destinées à une utilisation opérationnelle).
Ce nouveau type d’observation, impossible à réaliser avec SEVIRI à bord de MSG, permet aux météorologistes de déterminer la composition des nuages : des gouttelettes d’eau liquide (en jaune ou en violet, selon leur taille) aux cristaux de glace (nuances de bleu). Les différentes nuances de bleu reflètent la taille des particules de glace contenues dans les étages supérieurs des nuages ou les surplombant, et donnent des indications sur la sévérité de la tempête. Cette animation montre clairement des nuages convectifs qui s’élèvent vers la limite supérieure de la partie intérieure de l’atmosphère (tropopause), région où la température s’abaisse et où les gouttelettes d’eau liquide se transforment en cristaux de glace.
Des phénomènes météorologiques extrêmes de ce type pourraient devenir de plus en plus fréquents au fur et à mesure que change le climat de la Terre. L’accès libre et en temps opportun à des données d’observation de la Terre offrant une couverture mondiale et à haute résolution, telles que celles que distribue quotidiennement EUMETSAT, jouera un rôle de plus en plus important dans la manière dont nous protégerons nos populations contre ces risques.
Le satellite MTG-I1 a été lancé le 13 décembre 2022. Il est opéré par EUMETSAT depuis son siège situé à Darmstadt, en Allemagne. Approvisionné par l’ESA, il répond aux exigences définies par EUMETSAT en consultation avec les services météorologiques de ses États membres. Thales Alenia Space (France), qui assure la maîtrise d’œuvre de MTG, a construit l’instrument d’imagerie FCI et l’a intégré au satellite MTG-I1, dont OHB (Allemagne) a fourni la plate-forme. L’instrument LI a quant à lui été développé par Leonardo (Italie).