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Prédire Rita
Le directeur du laboratoire de prévision de la National Oceanic and Atmospheric Administration a déclaré que le gouvernement fédéral s'appuie toujours en partie sur des modèles informatiques conçus pour des systèmes météorologiques beaucoup plus vastes pour prédire ce que feront les ouragans.
Alexander E. (Sandy) MacDonald, directeur du laboratoire des systèmes de prévision de la NOAA à Boulder, dans le Colorado, déclare qu'un modèle plus précis est en cours d'élaboration, qui permettrait des prévisions plus précises.
Mais le préparer pour le déploiement nécessitera plus de calcul et de recherche. Nous avons du chemin à parcourir, a-t-il déclaré au correspondant en chef de Technology Review, David Talbot, qui l'a interviewé cette semaine.
TR : Les prévisions de Katrina étaient extrêmement précises, mais Rita s'est retrouvée plus au nord que prévu initialement. Cela signifiait que l'évacuation de Houston n'était peut-être pas aussi nécessaire que l'évacuation de la Nouvelle-Orléans. Les mêmes modèles informatiques n'ont-ils pas été utilisés pour les deux prévisions ?
UN M: Les prévisionnistes utilisent jusqu'à dix modèles différents - c'est ce qu'on appelle un ensemble de modèles - pour essayer de déterminer quelle sera la trajectoire et l'intensité de l'ouragan. C'est un peu comme si vous appeliez dix courtiers et disiez Quelle est la meilleure action ? Vous utilisez toutes ces informations pour obtenir les meilleures prévisions. L'ouragan Katrina était une prévision très précise, en partie parce que les modèles étaient très précis. Pour l'ouragan Rita, les modèles étaient assez variés dans leurs prévisions, c'était donc une prévision plus difficile. Cela nous a montré que nous avons encore des améliorations à apporter aux modèles.
TR : Qu'est-ce qui explique le fait que les modèles s'accordent plus avec Katrina qu'avec Rita ?
UN M: Les différents niveaux de stabilité atmosphérique. Un ouragan peut se coincer entre deux systèmes à haute pression, ce qui crée une goulotte stable. Une situation instable est qu'il n'y a pas de goulotte - il y a juste une sorte de zone ouverte sans systèmes à haute pression, et l'ouragan peut aller dans la direction qu'il veut. Katrina était plus piégée – elle devait aller dans la direction où elle allait. Rita dépendait d'assez petites différences dans la pression autour d'elle pour savoir dans quelle direction elle irait.
TR : L'amélioration des modèles commence par la collecte de plus de données sur les ouragans. Comment ça pourrait être amélioré?
UN M: À l'heure actuelle, nous obtenons des mesures d'un ouragan toutes les six heures avec un avion piloté qui transporte des sondes de chute - similaires aux ballons météorologiques, sauf qu'ils mesurent les vents, la température et la pression lorsqu'ils tombent de l'avion à la surface. Mais vous pourriez en fait avoir un système d'avion sans pilote, un UAS, passer au-dessus de l'œil de l'ouragan, à 65 000 pieds, et il pourrait libérer une sonde toutes les heures, fournissant des mesures presque continues au centre de la tempête. C'est quelque chose que nous ne pouvons pas faire maintenant. L'UAS pourrait avoir des instruments, micro-ondes ou radar, qui pourraient nous indiquer en continu les vents de surface en fonction des vagues et d'autres signatures océaniques. C'est un exemple de quelque chose qui serait possible.
Les UAS sont un outil, mais il y en a plusieurs autres : plus de bouées avec des capteurs météorologiques et océaniques à la surface de l'eau, plus d'avions habités, une meilleure utilisation des satellites. Nous pourrions également utiliser le radar Doppler sur les avions habités pour mesurer la structure du vent du mur de l'œil de l'ouragan, qui peut être insérée dans le modèle pour améliorer la prévision.
TR : Vous mentionnez la dynamique de l'œil et du mur de l'œil. Dans quelle mesure ces dynamiques sont-elles comprises ?
UN M: Les ouragans peuvent changer assez rapidement, tourner dans une direction différente ou passer d'une catégorie 4 à 1. Les ouragans passeront par des cycles oculaires. Au fur et à mesure que les nouveaux murs oculaires grandissent et remplacent les anciens murs oculaires, nous voyons ce genre de changements d'intensité. Le mur de l'œil est l'endroit où vous obtenez des vents de 150 à 200 mph. Quelqu'un a décrit l'ouragan Andrew comme une tornade de 30 milles de large. Nous voulons donc que nos modèles intègrent correctement la dynamique du mur de l'œil. Nous ne comprenons pas tout ce qui cause les cycles du mur de l'œil ; si nous voulons les prévoir, nous voulons pouvoir voir des changements à court terme. Si nous voulons savoir ce qui les cause, nous devons prendre plus de mesures. Nous avons pas mal de chemin à parcourir. Il y a beaucoup de choses que nous pouvons faire pour améliorer la précision - comme de meilleurs modèles non seulement de la direction de l'ouragan, mais aussi de l'endroit où l'onde de tempête va frapper.
TR : Plus de données et une résolution plus élevée signifient plus de puissance de calcul, n'est-ce pas ?
UN M: Jusqu'à ces dernières années, les modèles de prévision météorologique étaient construits pour les tempêtes géographiquement importantes, comme les systèmes dépressionnaires standard que nous voyons sur les cartes météorologiques. Ils n'ont pas résolu les conditions météorologiques les plus importantes, telles que les tempêtes tropicales et les orages. À l'heure actuelle, nous testons de nouveaux modèles d'ouragan, pas encore utilisés, qui fonctionnent à des résolutions allant jusqu'à 1 à 4 km (par rapport aux modèles mondiaux actuels qui fonctionnent avec des mailles de grille de 40 km) et ont une dynamique d'ouragan beaucoup plus réaliste. Mais pour les faire fonctionner, nous avons besoin d'ordinateurs plus gros et plus rapides. Ils devraient contribuer à améliorer les prévisions d'ouragan.
TR : Nous essayons de prédire les ouragans avec des outils de modélisation destinés à prédire des systèmes météorologiques plus importants ?
UN M: Nous avons un modèle développé spécialement pour les ouragans qui est utilisé comme l'un des modèles d'ensemble opérationnels. Il a été développé au début des années 1990 par le Laboratoire de dynamique des fluides géophysiques de la NOAA, mais sa résolution est inférieure et ne prend pas en charge certains des processus physiques cruciaux. Étant donné que les techniques de modélisation et les vitesses informatiques ont progressé, nous développons un nouveau modèle appelé modèle de recherche et de prévision météorologique des ouragans.
TR : De combien de calcul disposez-vous et de quoi avez-vous besoin exactement ?
UN M: Le système de prévision météorologique opérationnel est un supercalculateur IBM massivement parallèle dans la région de Washington DC, au National Weather Service’s National Center for Environmental Prediction. Un modèle météorologique utilise généralement 500 à 1 000 processeurs en parallèle. Un ordinateur plus rapide est crucial, car vous pouvez alors représenter la dynamique réelle d'un ouragan. Pour représenter ce qui se passe dans le mur de l'œil, vous avez besoin d'un modèle à très haute résolution et d'un ordinateur très rapide.
TR : Les avantages semblent évidents : des prévisions plus strictes peuvent sauver des vies et éviter des évacuations inutiles.
UN M: Ils avaient toujours l'habitude de dire qu'une évacuation coûte à elle seule un million de dollars le mile. Si vous prévenez 50 milles de côtes, cela coûtera 50 millions de dollars. Je pense que c'était avant Katrina. Nous allons examiner Rita et Katrina et dire qu'elles coûtent peut-être jusqu'à 10 millions de dollars par mile, et nous aurons besoin d'une précision beaucoup plus élevée. Un avertissement de 100 milles de côtes coûterait 1 milliard de dollars. Il y a beaucoup de choses que nous pouvons faire pour améliorer nos prévisions afin d'améliorer la précision de notre évacuation.
TR : Combien le gouvernement fédéral dépense-t-il actuellement pour la prévision des ouragans et de quoi a-t-il besoin ?
UN M: Nous avons investi environ 50 millions de dollars au total dans tout, du centre des ouragans aux modèles. Je pense que si vous disiez vraiment Vous savez, c'est un problème extraordinaire qui va coûter, comme Katrina l'a fait, 100 milliards de dollars, vous voudriez dépenser quelques centaines de millions supplémentaires par an pour vraiment vous améliorer le plus rapidement possible.