L’amélioration des services météorologiques par l’innovation et la technologie moderne
Introduction
Les innovations et les technologies apparues dernièrement touchant les réseaux de communications et les systèmes de prévision (notamment l’Internet, les communications sans fil, les bases de données de prévision numérique, les stations de travail de nouvelle génération ou les systèmes de prévision immédiate) sont autant de moyens d’améliorer les services météorologiques destinés au public (SMP). Ces innovations permettent aux Services météorologiques et hydrologiques nationaux (SMHN) de proposer des prévisions et des alertes hydrométéorologiques sous des formes de présentation très variées (données graphiques ou numériques, etc.) et non plus simplement sous forme de texte. Elles peuvent en outre avoir des répercussions sur les capacités des SMHN en matière de prestation de services. Les bases de données de prévision numérique et les stations de travail de nouvelle génération, mais aussi les nouveaux systèmes informatiques et leurs applications, offrent effectivement l’occasion d’améliorer encore et d’intégrer les fonctions de diffusion de produits et de prestation de services SMP.
Le présent article donne un aperçu de plusieurs innovations clefs, de progrès techniques et de nouveaux systèmes et applications informatiques qui contribuent ou pourront contribuer grandement à l’amélioration des services météorologiques que les SMHN destinent au public, y compris la diffusion de produits et la prestation de services. On y examine particulièrement les bases de données de prévision numérique, les stations de travail de prévision de nouvelle génération, les systèmes de prévision immédiate et les systèmes informatiques et leurs applications.
Base de données de prévision numérique
Selon le mode de prévision classique, en application dans la plupart des SMHN, les prévisionnistes établissent des produits de prévision cohérents sous forme de texte présentant les éléments du temps, en s’aidant des sorties des modèles de prévision numérique du temps (température maximale et minimale ou nébulosité par exemple). D’une manière générale, ce mode de prévision nécessite un planning bien précis, il est fonction du produit à établir et c’est une technique à forte intensité de main-d’œuvre. Ces 10 dernières années, les progrès techniques et les percées scientifiques ont permis aux SMHN de beaucoup améliorer la précision et l’exactitude des prévisions et des alertes hydrométéorologiques.
Au fur et à mesure que l’informatique et les systèmes de diffusion rapide (l’Internet par exemple) évoluent, les clients et les partenaires du Service météorologique américain (NWS) demandent des prévisions toujours plus détaillées, suivant des présentations variées — prévisions aux points de grille, prévisions numériques ou prévisions graphiques. Toutefois, la quantité d’informations supplémentaires qu’il est possible de communiquer à l’ensemble des usagers dans les prévisions classiques que le NWS propose sous forme de texte est limitée. Par contre, en mettant en application la notion de base de données de prévision numérique, le NWS s’est doté de la capacité de fournir à ses clients et partenaires les prévisions hydrométéorologiques plus détaillées que ceux-ci exigent. Ce type de prévision offre en outre la possibilité enthousiasmante d’intégrer la diffusion de produits et la prestation de services SMP, au bénéfice de l’ensemble des usagers.
À l’heure actuelle, le Service météorologique américain qui relève de l’Administration américaine pour les océans et l’atmosphère (NOAA) et le Service météorologique canadien qui relève d’Environnement Canada utilisent tous deux la technique de la prévision numérique sous forme de base de données pour établir les prévisions régulières en exploitation. Au Service météorologique australien, un plan de mise en œuvre de la méthode utilisée par le NWS est en cours d’évaluation et de mise au point.
Base de données nationale pour la prévision d’éléments météorologiques — Environnement Canada
Environnement Canada a mis au point une base de données nationale pour la prévision des éléments météorologiques, alimentée par les modèles de la prévision numérique du temps. Dans le cadre du processus de production, les prévisionnistes d’Environnement Canada apportent leur expertise à la base de données en ajustant les champs prévus établis à partir de l’analyse de l’état présent de l’atmosphère et des sorties de modèles, notamment compte tenu des distorsions et des dérives connues de ces modèles. Une fois ce travail d’expertise terminé, ils exécutent le logiciel qui rédige le texte des prévisions. Environnement Canada a créé un système expert appelé SCRIBE d’aide à l’élaboration et à l’alimentation de cette base de données nationale pour la prévision des éléments météorologiques.
Le logiciel SCRIBE peut établir automatiquement ou en interactivité un large éventail de produits météorologiques pour une région ou une localité donnée. Le système utilise les données d’un ensemble de matrices produites à la suite des exécutions de 00 et 12 h UTC des modèles de prévision numérique du temps. Outre les sorties de ces modèles, les matrices contiennent différents types d’éléments météorologiques, y compris des sorties de modèles d’aide statistique (modèles de prévision parfaite et modèles de statistiques réactualisables de sorties de modèles) et des données climatologiques.
SCRIBE, dont la résolution temporelle est de trois heures, produit des prévisions deux fois par jour pour 1 145 stations canadiennes. Une fois prêtes, les matrices sont expédiées à tous les systèmes SCRIBE régionaux. Les données y sont d’abord traitées par le générateur de concept qui en établit la synthèse et les rapporte à une échelle plus petite pour en extraire un ensemble d’éléments météorologiques bien définis appelés concepts. Ces concepts se présentent alors sous une forme numérique codée appelée METEOCODE qu’il est possible de visualiser à l’aide d’une interface graphique. Les prévisionnistes peuvent modifier les concepts proposés pour y incorporer les dernières observations, ainsi que les paramètres du scénario ou des phénomènes météorologiques en cours d’évolution. Les bureaux régionaux se servent de ces concepts pour établir des produits locaux de prévision. Les concepts sont également expédiés à la base de données de prévision, ce qui permet d’établir une série de produits nationaux de prévision. La figure 1 indique les étapes principales du traitement des données par le logiciel SCRIBE.
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Figure 1 — Diagramme des principales étapes du traitement des données par le logiciel SCRIBE (Landry, C. et al., 2005) |
Base de données nationale de prévision numérique — Service météorologique américain
Dans les années 90, le NWS de la NOAA a estimé qu’il lui fallait mettre au point des produits et des services hydrométéorologiques plus évolués que les prévisions sous forme de texte pour répondre aux demandes croissantes de ses clients et de ses partenaires. C’est donc en 2003 qu’il a lancé sa base de données nationale de prévision numérique. Cette base de données se caractérise par le fait qu’elle évolue en fonction des phénomènes en cours, qu’elle fournit des informations, et qu’elle permet l’interactivité et la collaboration. Elle est constituée d’une prévision à sept jours qui comporte un ensemble de 14 éléments météorologiques importants suivant une résolution de 5 km et couvre les États contigus du pays, l’Alaska, Guam, Hawaii et Porto Rico (voir le tableau page 215). Pour certains lieux, la résolution varie entre 1,25 et 2,5 km, en particulier dans les régions au relief particulier. Chacun des 122 bureaux de prévision météorologique du NWS exploite et alimente la base de données en question pour sa zone de responsabilité. La figure 2 fournit des exemples de produits graphiques tirés de cette base de données.
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| Figure 2 — Exemples deproduits graphiques tirés de la base de données nationale de prévision numérique: a) point de rosée, échelle régionale; b) vitesse et direction du vent, échelle locale |
Se servant de la deuxième édition de l’éditeur de prévision aux points de grille, les prévisionnistes agissent sur la base de données en la modifiant en fonction des informations les plus récentes dont ils disposent: observations, données radar et satellitaires, produits d’aide à la prévision provenant des centres nationaux de prévision environnementale (NCEP) et sorties des modèles de prévision numérique du temps. Plusieurs NCEP apportent aussi leur contribution à la base de données, notamment les prévisions probabilistes des risques météorologiques et l’information sur l’évolution probable du climat (voir le tableau page 215). Ainsi le NWS établit des produits de prévision sous forme de textes, de tableaux ou de graphiques directement à partir de cette base de données, à l’aide de logiciels de formatage de produits ou d’autres types d’applicatifs.
Le NWS propose aussi à ses clients et à ses partenaires la base de données comme telle, en tant que produit. Les usagers y ont ainsi accès pour leurs propres applications; ils peuvent la manipuler et en extraire l’information prévue adaptée à leurs propres besoins. Dans les années à venir, le NWS continuera de travailler au développement de cet outil pour en faire une base de données environnementale complète à quatre dimensions. Il élargira donc la base de données pour y incorporer les observations, les analyses, les éléments spécifiques répondant aux besoins de l’aviation, des informations climatologiques supplémentaires, des informations sur les incertitudes et les probabilités, des informations sur l’évolution probable du temps ainsi que les alertes.
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Tableau de situation au mois d’octobre 2007 s’agissant des éléments de la base de données nationale de prévision numérique utilisée par le NWS (cliquer pour agrandir) |
Stations de travail de prévision de nouvelle génération
Les moyens informatiques et de communication ne cessant de progresser, on s’attend à ce que l’augmentation rapide du volume des données hydrométéorologiques, observée ces trois dernières décennies, se poursuive voire même s’accélère au cours des années à venir. La multiplication des systèmes d’observation automatisés et des réseaux d’échelle moyenne, qu’accompagnent les améliorations apportées aux systèmes existants d’observation par télédétection ou leur remplacement par de nouveaux systèmes, laisse présager un décuplement au moins du volume des données.
Les stations de travail de prévision de nouvelle génération devront gagner en bande passante, en capacité de stockage et en puissance de calcul pour pouvoir faire face à l’augmentation rapide prévue du volume de données, ainsi qu’à l’augmentation de la résolution temporelle et spatiale des sorties des modèles de prévision numérique du temps. Il est donc impératif que ces stations de travail soient dotées des techniques les plus modernes pour la visualisation et le traitement de l’information, notamment en trois dimensions, afin d’aider les prévisionnistes dans l’analyse et l’interprétation des données.
Il faudra aussi disposer d’outils perfectionnés pour examiner les données et mettre en évidence les processus météorologiques. Compte tenu du gros volume de données à traiter, il faudra en outre avoir de plus en plus recours à des algorithmes et à des techniques de traitement à la pointe du progrès si l’on veut à la fois surveiller les conditions présentes et prévues, en extraire les informations les plus pertinentes et pouvoir les décrire, et apporter un soutien à la décision en hydrométéorologie. Les stations de travail de prévision de nouvelle génération aideront les prévisionnistes à établir les prévisions et les alertes ainsi qu’à les diffuser par toute une gamme de réseaux et de voies de communication. Ces stations de travail permettront aussi le travail de préparation de la base de données de prévision numérique.
On peut aussi envisager d’incorporer dans certaines stations de travail de nouvelle génération la possibilité d’utiliser un système de conversation interactive instantanée (IMChat) pour permettre aux SMHN de communiquer avec leurs clients et leurs partenaires clefs en cas d’épisodes hydrométéorologiques dits significatifs ou d’accidents de toutes natures. Le NWS expérimente actuellement le concept IMChat dans le cadre d’opérations hydrométéorologiques de ce type. (IMChat est une connexion Internet de type «site de dialogue en ligne» qui permet d’échanger en temps réel, avec des clients et des partenaires principaux, des informations essentielles en cas d’épisodes ou d’accidents nécessitant des réactions d’urgence.) Dans l’autre sens, ce système permettrait aussi aux SMHN de recevoir des informations (détails locaux notamment) pouvant aider à établir les prévisions et les alertes.
Systèmes de prévision immédiate
Plusieurs SMHN mettent au point la prochaine génération de systèmes novateurs de prévision immédiate. Les systèmes de prévision immédiate varient dans leur complexité; certains se servent des échos radar pour extrapoler des prévisions à échéance d’une heure au maximum, tandis que d’autres, plus complexes, combinent les résultats de la prévision numérique du temps et les techniques de prévision probabiliste et de l’incertitude pour étendre l’échéance jusqu’à trois voire six heures. Certains de ces systèmes incluent aussi des données provenant d’autres plateformes de télédétection, notamment les données de satellites et les données sur la foudre. Pour beaucoup de ces systèmes, la problématique consiste encore à optimiser le rôle du prévisionniste dans le processus de la prévision immédiate.
On cherche également à y incorporer la vérification en temps réel et un retour d’information vers le prévisionniste. Un des grands avantages que présentent les systèmes de prévision immédiate est leur capacité d’établir rapidement des produits de prévision hydrométéorologique et de les diffuser sous différentes formes. Cette capacité aura des incidences importantes sur l’efficacité et la rapidité de la prestation de services SMP.
Plusieurs projets de démonstration ont été organisés sous les auspices de l’OMM pour mettre à l’épreuve les systèmes de prévision immédiate et leurs applications. Le premier de ces projets s’est déroulé avec succès dans le contexte des Jeux olympiques d’été organisés à Sydney (Australie) en 2000. L’expérience a été renouvelée lors des Jeux olympiques d’été organisés à Beijing (Chine) en 2008.
Systèmes informatiques et applications
Depuis que l’Internet a été créé, les SMHN en tirent parti à des degrés divers. Bien que presque tous les SMHN disposent d’un site Web, on observe des différences considérables dans les produits et services proposés.
L’Internet permet aux SMHN de proposer à leurs clients, à leurs partenaires et au public des prévisions et des alertes hydrométéorologiques ainsi que des informations climatologiques, sous des formes de présentation graphiques ou numériques dont ceux-ci ne pourraient bénéficier autrement. L’Internet offre en outre des possibilités d’amélioration et d’élargissement de la prestation de services. À titre d’exemple, Environnement Canada a mis au point un site Web destiné exclusivement aux médias permettant à ceux-ci d’adapter les données à leurs besoins particuliers. Également à titre d’exemple, le NWS a lancé une initiative en faveur de l’aviation appelée produit de prévision de la convection en collaboration et ce, en partenariat avec la communauté aéronautique. Cette initiative découle d’une évaluation qui a montré que les retards dus à l’activité de convection représentent l’élément qui entraîne le plus de perturbations dans l’espace aérien national.
L’essor de l’Internet au cours des années 90, à associer aux progrès des technologies nouvelles dans le domaine de l’informatique et des télécommunications, a entraîné la multiplication des systèmes informatiques et de leurs applications. L’évolution de l’intégration de la diffusion de produits et de la prestation de services SMP est directement liée à l’apparition de technologies nouvelles dans le domaine de l’informatique et des télécommunications et de nouveaux systèmes d’information (exemples: l’Internet, les technologies de communication sans fil, les systèmes d’information géographique, le Système mondial de localisation (GPS), les réseaux de communication mobile). Ces innovations permettent aux SMHN de diffuser les prévisions et les alertes météorologiques sous diverses formes nouvelles (numérique, XML, CAP) pour satisfaire leurs clients qui exigent des informations environnementales présentant toujours davantage de précision et d’exactitude. Par ailleurs ces technologies nouvelles offrent la possibilité d’intégrer les fonctions de diffusion de produits et de prestation de services SMP. D’autres évolutions (diffusion pour baladeur — podcasts et vidéocasts) peuvent aussi améliorer la prestation de services SMP.
Systèmes d’information géographique et Système mondial de localisation
Les systèmes d’information géographique (SIG) sont conçus pour recevoir, stocker, analyser et traiter des données et attributs connexes qui comportent une référence spatiale par rapport au globe terrestre. Le Système mondial de localisation, élaboré à l’origine dans les années 70 par les États-Unis d’Amérique pour des applications militaires, fut mis à la disposition de la communauté civile dans les années 80. Il comprend 24 satellites sur orbite terrestre dont les données permettent de localiser une position avec une précision de quelques dizaines de mètres. Les SIG et le GPS constituent un puissant outil technique dont les SMHN se servent pour améliorer la prestation de services SMP. La conjugaison des SIG et du GPS avec les réseaux et les appareils de communications mobiles (téléphones mobiles, assistants personnels) permet aux SMHN de diffuser des alertes et des prévisions en ciblant tout spécialement des usagers en des emplacements précis.
Le NWS utilise la technologie des SIG dans son programme d’alertes de phénomènes hydrométéorologiques soudains (appelées également alertes de zones polygonales). Ainsi dispose-t-il aujourd’hui de quatre types d’alertes de phénomènes soudains (avis de tornades, avis d’orages violents, avis de crues soudaines et avis destinés à la navigation maritime) comportant des informations pour des zones polygonales à risque, précisées à l’aide de paires de coordonnées en latitude et longitude (voir la figure 3).
| WUUS52 KTAE 261332 SVRTAE FLC063-133-261400- /O.NEW.KTAE.SV.W.0173.071126T1331Z-071126T1400Z/ BULLETIN - EAS ACTIVATION REQUESTED SEVERE THUNDERSTORM WARNING NATIONAL WEATHER SERVICE TALLAHASSEE FL 731 AM CST MON NOV 26 2007 THE NATIONAL WEATHER SERVICE IN TALLAHASSEE HAS ISSUED A • UNTIL 800 AM CST * AT 726 AM CST...NATIONAL WEATHER SERVICE DOPPLER RADAR INDICATED A • SEVERE THUNDERSTORMS WILL BE NEAR... • CHIPLEY BY 740 AM CST... DOPPLER RADAR HAS INDICATED SOME WEAK ROTATION WITHIN THESE STORMS. RELAY REPORTS OF SEVERE WEATHER TO THE NATIONAL WEATHER SERVICE IN |
| LAT...LON 3064 8546 3073 8566 3075 8565 3075 8561 3078 8562 3080 8559 3082 8560 3098 8550 3098 8518 |
| Figure 3 — Exemple d’avis de temps violent avec indication de paires de latitudes et longitudes (deux lignes du bas surlignées) qu’il est possible d’utiliser avec des applications SIG. |
Les données tirées de ces alertes sont recueillies et introduites dans une base de données contenant un ensemble de fichiers de formes SIG établis en temps réel. Les clients et les partenaires du NWS peuvent télécharger ces fichiers en temps réel sur le site Web du NWS pour les utiliser dans d’autres applications SIG. Les responsables et planificateurs des interventions d’urgence ainsi que les médias, qui font partie des utilisateurs des systèmes SIG et GPS, disposent ainsi d’un accès rapide aux fichiers de formes SIG qu’ils peuvent télécharger sur l’Internet, ajouter à leurs champs SIG et incorporer dans d’autres applications SIG.
Langage XML
Le langage XML de balisage extensible est un langage informatique favorisant l’échange par l’Internet de documents contenant des informations ou des données structurées. Un langage de balisage Internet est un outil servant à identifier les structures d’un document. Les spécifications du langage XML établissent une norme pour l’ajout de balises dans un document. L’information ainsi structurée contient aussi bien le contenu (mots, images, etc.) que certaines indications sur l’usage du contenu (exemple: le contenu d’un en-tête diffère du contenu d’une note de bas de page, ou la légende d’une figure, d’une table de base de données). Le langage XML est conçu pour décrire des données ou des informations et les balises des documents sont définies par les utilisateurs. Il s’agit d’un outil multiplateforme, indépendant du type de logiciel ou de matériel employé, destiné à la transmission de données et d’informations. Il importe de souligner que le langage XML ne remplace pas le langage HTML de balisage d’hypertexte, mais le complète. Le langage XML a pour objet de décrire les données et les informations tandis que le langage HTML est conçu pour les
mettre en forme et les afficher.
Le langage XML présente aussi comme avantage de permettre l’échange de données entre systèmes incompatibles. Entre les différents types de systèmes informatiques et de bases de données, les formats de données sont souvent incompatibles. L’échange par l’Internet de données entre des systèmes incompatibles est l’un des problèmes dont la résolution nécessite un travail de longue haleine. En convertissant les données en XML on peut grandement réduire la complexité de la tâche et créer des données reconnues par un large éventail d’applications.
Protocole d’alerte commun
Le protocole d’alerte commun (CAP) correspond à un format, standard et libre, d’échange de données, qu’il est possible d’utiliser pour recueillir des messages d’alerte et des avis multidangers, à l’échelle locale, régionale et nationale, afin de s’en servir dans une large gamme de systèmes de gestion de l’information et de diffusion d’alertes. Le format de ce protocole repose sur le langage XML et normalise le contenu des messages d’alerte et des avis multidangers, notamment les accidents matériels présentant des dangers, les phénomènes météorologiques dangereux, les incendies, les tremblements de terre ou les tsunamis. Ce protocole émane des recommandations qui figurent dans le rapport sur l’efficacité des avis de catastrophes publié en novembre 2000 et établi par le Groupe de travail américain des systèmes d’information sur les catastrophes naturelles relevant du Sous-comité pour la prévention des catastrophes naturelles.
Les systèmes qui emploient le protocole CAP montrent qu’il est possible, à partir d’un simple message d’alerte sécurisé et faisant autorité, de lancer toute une chaîne de communication pour alerter efficacement le public par l’intermédiaire de messages sur l’Internet, de flux de nouvelles, de textes télédiffusés — soit en sous-titres soit par défilement, de messages diffusés sur les panneaux d’autoroute, de messages par voix synthétisée transmis par appels téléphoniques automatisés ou encore de messages radiodiffusés. Le protocole CAP est un format simple mais d’usage général destiné à l’échange d’alertes urgentes multidangers et d’avis au public, notamment les avis hydrométéorologiques, entre une grande variété de réseaux de communication. Grâce à ce protocole, il est possible de diffuser un message d’alerte uniforme en simultané grâce à de nombreux systèmes différents et d’augmenter ainsi son impact tout en simplifiant le travail de diffusion. Le protocole fournit un modèle de message d’alerte efficace basé sur des recherches universitaires mais aussi sur la pratique. Les services de gestion des situations d’urgence sont de plus en plus nombreux à adopter ce protocole qui représente une méthode de portée générale permettant de diffuser au public des informations critiques multidangers.
Le NWS s’efforce aussi d’adopter ce protocole standard. La figure 4 montre à la fois le code source du protocole d’alerte commun et un exemple de son utilisation en temps réel par le Bureau californien des services d’urgence.
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| Figure 4 — a) code source CAP utilisé par le NWS et application en temps réel du Bureau californien des services d’urgence; b) le texte encadré en rouge correspond au texte surligné dans le code source. | ||
RSS
Toute une série de possibilités novatrices en matière de communications découlent de l’emploi du langage XML et peuvent servir à améliorer la prestation de services SMP. Le format RSS (format simple de syndication de contenu Web) en fait partie. Il s’agit d’une famille de formats Web utilisés pour échanger, distribuer et publier des contenus numériques fréquemment actualisés. RSS sert en général à mettre à jour des articles d’information et d’autres contenus dont la nature change rapidement. Le plus souvent l’information se présente sous la forme de textes ou de graphiques, mais il peut s’agir aussi de fichiers audio (podcasts) voire de fichiers vidéos (vidéocasts).
Le standard RSS permet ainsi de recevoir des informations environnementales par extraction. Par opposition à la méthode classique employée par les SMHN qui consiste à diffuser les produits hydrométéorologiques à leurs clients et à leurs partenaires, les usagers ont dans ce cas la possibilité, à l’aide de lecteurs RSS, de sélectionner l’information environnementale qu’il leur faut et de l’adapter à leurs besoins précis. Les usagers s’abonnent à un flux en saisissant son lien dans leur lecteur RSS; le lecteur vérifie régulièrement les flux auxquels l’usager est abonné pour en extraire le contenu actualisé. La plupart des navigateurs Web standard (Firefox, Internet Explorer 7, Mozilla, Safari) peuvent lire automatiquement les flux RSS. Les usagers peuvent aussi choisir d’installer un lecteur autonome de flux RSS ou un agrégateur d’actualités.
Ainsi l’usager est-il en mesure de se tenir au courant de la situation environnementale et d’obtenir rapidement au besoin les informations hydrométéorologiques les plus récentes auprès du SMHN. Cette méthode présente en outre l’avantage de réduire la charge sur les serveurs Web des SMHN quand apparaissent des phénomènes hydrométéorologiques à fort impact ou au cours des périodes d’encombrement. La figure 5 reproduit la page Web du Service météorologique britannique (Met Office) sur laquelle figurent les instructions RSS qui décrivent notamment comment les usagers peuvent accéder aux flux RSS pour obtenir les produits dont ils ont besoin, ainsi que la page du site du NWS sur laquelle figurent les liens vers les flux RSS disponibles.
| a) Met Office (Royaume-Uni) | b) NOAA | |
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| Figure 5 — Renseignements sur les flux RSS d’informations hydrométéorologiques: a) description fournie par le Met Office (Royaume-Uni) pour indiquer comment accéder à ses produits par les flux RSS; b) site Web du NWS de la NOAA avec liens vers les flux RSS disponibles | ||
Langage KML
Le langage de balisage KML, issu récemment du langage XML, est conçu pour les applications de gestion de l’affichage des données géospatiales. Plus exactement, le langage KML est un langage et format de fichier basé sur le langage XML qui permet de décrire les données géospatiales tridimensionnelles et leur affichage dans les applicatifs. Il dispose d’une structure fondée sur des balises analogues à celles du langage HTML, avec des noms et des attributs utilisés pour les besoins spécifiques de l’affichage.
Le langage KML peut être utilisé pour le stockage de caractéristiques géographiques (points, lignes, images, polygones ou modèles) dans Google Earth et Google Maps. Ces services de cartographie sur l’Internet traitent un fichier KML de la même façon qu’un navigateur Web traite un fichier HTML ou XML. Il est possible que les SMHN puissent tirer parti des caractéristiques du langage KML pour ajouter une nouvelle dimension à la diffusion d’alertes et de prévisions, en adaptant ceux-ci à l’usager et au lieu ciblés.
Technique du futur
Nul doute que l’une des améliorations techniques les plus prometteuses et les plus novatrices pour les SMP découlera de la télédétection radar. Grâce à la nouvelle génération de systèmes radar (radar à double polarisation, radar à balayage électronique), il sera possible d’affiner la détection des phénomènes météorologiques violents, l’évaluation des pluies et l’élaboration des avis de temps hivernal, mais aussi de réagir plus rapidement devant les risques de phénomènes violents, y compris les tornades ou les fortes pluies et les crues soudaines qui y sont associées.
Les radars à double polarisation émettent en même temps une impulsion avec une polarisation verticale et une autre avec une polarisation horizontale. Le gain d’information obtenu grâce à l’impulsion à polarisation verticale conduira à une grande amélioration des prévisions et des alertes de toutes sortes de phénomènes dangereux, notamment les phénomènes violents, les fortes pluies et les phénomènes hivernaux. Par opposition aux radars WSR-88D utilisés actuellement (qui émettent un seul faisceau à la fois et écoutent l’impulsion de retour avant de hausser leur antenne à un angle d’élévation supérieur pour échantillonner une nouvelle petite section de l’atmosphère), un radar à balayage électronique utilise une multitude de faisceaux émis simultanément sans déplacement d’antenne. Il permet d’obtenir un balayage de la totalité de l’atmosphère en 30 secondes environ, à comparer à 6 ou 7 minutes pour le radar WSR-88D. Le radar à balayage électronique intègre en outre la technique à double polarisation.
Pour les SMP, les radars à balayage électronique présentent toute une série d’avantages importants. Ils permettront aux SMHN de diffuser plus rapidement de meilleures alertes de conditions météorologiques violentes. Ainsi peut-on envisager des avis de tornades sous une présentation graphique diffusés jusqu’à 30 minutes à l’avance voire plus, ou encore une amélioration dans la rapidité de diffusion des avis de crues soudaines et des prévisions de givrage pour les besoins de l’aviation.
Résumé
L’apparition de systèmes de prévision et de réseaux de communication novateurs, basés sur la technologie moderne, présente pour les SMHN toutes sortes de possibilités prometteuses d’amélioration de leurs services météorologiques destinés au public et de réelle intégration de la diffusion de produits et de la prestation de services. La diffusion de produits et la prestation de services SMP par les SMHN évoluera en grande partie en fonction du développement et de l’application de ces systèmes. Les bases de données de prévision numérique offrent aux SMHN l’une des occasions les plus passionnantes à saisir pour intégrer la diffusion de prévisions et la prestation de services SMP au plus grand bénéfice de leurs clients, de leurs partenaires et du grand public. Bien qu’on admette que la prévision numérique et les nouvelles technologies de télécommunications n’en soient encore qu’aux stades primitifs de leur développement, les SMHN doivent suivre de près l’évolution de cette nouvelle technique de prévision.
Les stations de travail de prévision de nouvelle génération laissent entrevoir de nouvelle méthodes qui permettront d’assimiler d’énormes quantités de données d’observation et de résultats de la prévision numérique du temps, y compris de nouvelles techniques de visualisation et de traitement de l’information, pour aider les prévisionnistes dans l’analyse et l’interprétation des données. Ces stations de travail faciliteront la préparation des prévisions ainsi que la prise de décision face aux phénomènes hydrométéorologiques à fort impact. Elles intégreront probablement aussi des systèmes de prévision immédiate à la pointe du progrès, capables, à partir d’un ensemble de données en temps réel et de sorties de modèles de prévision numérique du temps, de fournir des informations prévues à une échéance allant jusqu’à six heures, mais aussi d’établir et de diffuser rapidement des produits de prévision.
Les systèmes informatiques et leurs applications (XML, CAP, RSS, etc.) permettront aux SMHN de tirer parti des réseaux de télécommunications les plus récents, y compris les systèmes à large bande, sans fil et mobiles, pour apporter des améliorations aux SMP. En intégrant aussi les SIG et le GPS, les SMHN seront en mesure de satisfaire les besoins de leurs clients et de leurs partenaires en demande de toujours plus de précision, d’exactitude, de détails et de résolution spatiale dans les prévisions et les alertes hydrométéorologiques qui leur sont proposées.
Un tel ensemble d’efforts permettra aux SMHN de développer un programme de SMP à la fois innovant et efficace qui mobilisera les progrès techniques pour parvenir à un processus cohérent de diffusion de prévisions et d’alertes, de prestation de services et d’appui à la décision face à tous types de risques, qui servira au mieux la communauté de leurs usagers.
* Chef, Division des services météorologiques, Région de l’Est, Service météorologique des États-Unis d’Amérique, Administration américaine pour les océans et l’atmosphère, Bohemia, État de New York (États-Unis d’Amérique) 11716