Montagnes de la folie

En juillet 2023, Tom Eldridge, notre Tech Evangelist, est parti tester son courage et le modèle météorologique EURO1k dans la meilleure destination d'escalade d'Italie, les Dolomites.

Les montagnes sont en grande partie la raison pour laquelle j'ai déménagé en Suisse. J'ai été alpiniste pendant la majeure partie de ma vie, et au bout du compte, chaque alpiniste britannique connaît Snowdonia et le Lake District comme le fond de sa poche, et recherche constamment de nouveaux défis plus élevés. Mais même avant cela, les montagnes ont exercé leur influence sur l'endroit où j'allais finir. Ma décision d'étudier la météorologie a été motivée en grande partie par le fait que j'aimais passer du temps en montagne, et les montagnes elles-mêmes exercent une grande influence sur le temps, ce qui rend les prévisions dans les régions montagneuses très difficiles.

Meteomatics : Prévisions météorologiques à haute résolution

C'est un défi que Meteomatics connaît bien. En tant qu'entreprise météorologique située à Saint-Gall, nous connaissons parfaitement le paysage alpin et les problèmes de fiabilité auxquels sont confrontés les modèles météorologiques à résolution spatiale grossière. Le modèle météorologique global typique divise la surface de la Terre en cellules de grille de l'ordre de quelques dizaines de kilomètres et doit donc faire des approximations.

Les montagnes se caractérisent par un changement d'altitude rapide, leur hauteur variant souvent de quelques centaines de mètres au-dessus de la hauteur de base locale sur une distance de quelques kilomètres. Cela n'a l'air de rien, mais cela a un effet important sur l'atmosphère terrestre, principalement parce que la température de l'atmosphère, et donc la quantité d'humidité qu'elle peut contenir, varie énormément sur quelques milliers de mètres d'altitude. Pour pouvoir fonctionner dans un délai raisonnable, un modèle météorologique doit diviser la Terre en cellules régulières de distance horizontale, et les propriétés du système terrestre à l'intérieur de ces cellules doivent être moyennées, tout comme les signaux lumineux contribuant à un pixel d'appareil photo. Ci-dessous, je montre l'effet de la modélisation des Dolomites, dans le nord de l'Italie, à partir de deux tailles de cellules de grille différentes : l'une de 10 km de long, l'autre de 1 km. Les effets du calcul de la moyenne de l'altitude à cette échelle spatiale sont tout à fait spectaculaires.

C'est l'une des raisons pour lesquelles Meteomatics a eu l'idée de développer le modèle météorologique EURO1k. Avec une résolution de modélisation d'un kilomètre, EURO1k est conçu pour prendre en compte les changements locaux de l'orographie et produire des prévisions météorologiques beaucoup plus réalistes dans les régions où l'élévation de la surface varie rapidement. Nos propres vérifications montrent que, statistiquement, EURO1k est très performant par rapport aux modèles globaux, mais c'est peut-être lors d'un voyage d'escalade en juillet que j'ai eu la démonstration la plus claire de ses capacités.

Les Dolomites sont, à mon avis, parmi les montagnes les plus spectaculaires du monde. Alors que le plus haut sommet se trouve près de 1 500 m plus bas que le Mont Blanc, la vitesse à laquelle les sommets des Dolomites s'élèvent dans le paysage environnant peut faire passer un alpage suisse pour une pente douce en comparaison. Par conséquent, les Dolomites sont une région réputée difficile à prévoir : des orages convectifs se forment à partir de l'air poussé vers le haut contre les parois rocheuses abruptes, avant de se dissiper rapidement dans un déluge d'éclairs et de grêle. Ce type de temps peut être dangereux pour les alpinistes, qui sont souvent bloqués à flanc de montagne par des cordes de sécurité, incapables de s'abriter et exposés à tout ce que le ciel peut décider de leur envoyer.

La semaine précédant mon voyage dans les Dolomites cet été, les prévisions météorologiques m'ont fait mal au cœur. Selon les modèles météorologiques à moyen terme, toute la région serait sous l'eau pendant la majeure partie de notre voyage, avec 10 à 20 mm de précipitations attendues en moyenne chaque jour. Néanmoins, comme de nombreux membres de notre groupe avaient organisé leur voyage depuis l'Angleterre et la Finlande, nous avons croisé les doigts et poursuivi notre route. C'est peut-être là le propre de l'alpiniste britannique : si vous laissez le mauvais temps se mettre en travers de votre chemin au Royaume-Uni, vous n'arriverez jamais à rien !

Une sorte d'humour noir planait sur nous comme un nuage d'orage lors de notre première soirée à Rocca Pietore. Nous avions tous vu les prévisions ; nous savions tous que nous ne ferions rien de notre semaine. Pourtant, nous nous sommes assis pour faire des projets optimistes pour le lendemain. Pour nous aider, j'ai pris mon ordinateur portable et j'ai ouvert MetX - l'outil de visualisation météorologique de Meteomatics. MetX permet aux utilisateurs de diviser leur écran en plusieurs parties et de comparer les résultats de différents modèles.

J'ai commencé à examiner les données relatives aux précipitations pour le lendemain dans l'IFS du ECMWF, le GFS du NCEP et notre propre EURO1k. La différence est apparue immédiatement. Alors que l'ECMWF et le NCEP prévoyaient tous deux des pluies diluviennes, les précipitations prévues par EURO1k présentaient des variations beaucoup plus locales. Alors que certains sommets allaient certainement connaître de puissants orages, d'autres étaient totalement dépourvus de nuages. Bien que cela semble trop beau pour être vrai, nous avons fait plusieurs projets pour le lendemain et avons convenu de vérifier à nouveau les prévisions le lendemain matin et de nous décider pour l'un d'entre eux.

En raison de la nature chaotique du système météorologique et climatique de la Terre, les prévisions deviennent plus fiables avec des délais plus courts. Pourtant, lorsque nous nous sommes réveillés le dimanche, l'ECMWF et le NCEP prévoyaient encore que nous aurions un temps assez humide où que nous allions. La seule éclaircie dans les nuages a été apportée par EURO1k. Ce brin d'optimisme nous a toutefois suffi et nous avons entrepris l'ascension des tours de Sella.

Ce schéma devait se poursuivre : chaque soir, nous comparions les prévisions à l'aide de MetX ; contrairement aux modèles globaux, EURO1k fournissait toujours au moins quelques zones sèches ; nous préparions quelques plans alternatifs, nous nous réveillions le matin et confirmions l'un d'entre eux ; puis nous nous rendions à notre destination, passions une journée d'escalade réussie et rentrions à la maison pratiquement au sec.

Les rochers acérés des Dolomites forcent l'air à s'élever et les nuages d'orage à se former avec une rapidité parfois alarmante, et de nos points d'observation au sommet des pics, nous pouvions voir ces systèmes se former tout autour de nous, exactement comme EURO1k l'avait prédit. Cependant, nos aventures se sont toujours déroulées dans les conditions les plus sûres.

Bien entendu, aucune prévision météorologique n'est parfaite. Il y a un grand nombre de raisons à cela, parmi lesquelles une physique des modèles imparfaite, la nécessité de représentations statistiques des propriétés des fluides, la nature non analytique des solutions aux équations de Navier-Stokes et, enfin, la précision limitée des mesures, la théorie du chaos et la nature quantique de l'univers. Pendant notre séjour, nous n'avons cependant jamais eu à nous plaindre de la précision des prévisions fournies par EURO1k.

En revanche, si nous nous étions fiés aux prévisions des modèles plus grossiers comme IFS, nous serions restés à la maison toute la semaine en raison de ses prévisions générales de pluie constante. Bien que ces prévisions soient exactes en moyenne, elles ne tiennent pas compte des détails les plus fins : c'est ce à quoi EURO1k excelle.

Le délai d'exécution d'EURO1k étant de deux jours, il était impossible de prévoir l'ensemble de notre voyage au début de la semaine. Cependant, étant donné la nature dynamique du temps dans les Dolomites, il n'est pas surprenant que l'estimation soit mise à jour régulièrement et qu'elle ne soit valable que pour des délais courts.

En fin de compte, EURO1k est presque parfait pour des excursions comme celle-ci, et je lui ferais certainement confiance pour obtenir à nouveau des résultats similaires.

Maintenant, si vous voulez bien m'excuser, il y a d'autres montagnes à gravir, et il n'y a pas de repos pour un "brand ambassador" !