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COPS : traqueurs d’orages !

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Depuis le mois de juin et jusqu'à fin août, une armada scientifique, avec des équipes au sol et en vol, chassent les orages entre les Vosges et la Forêt-Noire, une zone à la météorologie compliquée et mal connue.

L’ATR-42 de Safire, instrumenté pour l’observation météo, comme le Falcon 20, au-dessus des Pyrénées. © Safire

C'est presque une opération militaire qu'a lancée une large équipe de scientifiques de part et d'autre de la frontière allemande, au-dessus des Vosges. Nom de code : COPS (pour Convective and Orographically-induced Precipitation Study). Ennemi : les orages. Objectif : étudier sous tous les angles les masses d'air en déplacement, depuis le sol et en vol pour enfin mieux comprendre cette étrange région de 250 kilomètres sur 170 qui défie les météorologues depuis trop longtemps.

Des Vosges à la Forêt-Noire, en effet, le relief escarpé mais pas très élevé, la présence du Rhin et des différences énormes d'humidité entre zones proches génèrent souvent de fortes précipitations et des orages violents. Mais surtout, ces conditions particulières déroutent les prévisionnistes qui se sentent désarmés avec leur modèle utilisé actuellement et baptisé Aladin, dont la résolution horizontale de 10 kilomètres sur 10 ne suffit pas pour cette turbulente région. Pour les autres, il n'est d'ailleurs plus guère à la hauteur et Météo France le remplacera en 2008 par Arôme, qui offrira une résolution de 2,5 kilomètres. Mais il faudra nourrir ce champion avec des données suffisamment précises qu'il faut aller chercher sur le terrain et tout particulièrement là où Aladin fonctionne le plus mal.

Masses d’air sous haute surveillance

L'opération COPS, montée par Météo France, le Deutscher Wetterdienst (son équivalent allemand), le CNRS, le Cnes et la Deutschen Forschungsgemeinschaft , est en préparation depuis plus de deux ans et bat actuellement son plein. Les moyens sont importants : huit avions spéciaux, des stations au sol, 80 GPS en batterie et une série d'instruments sophistiqués.
Du sol et des avions, différents modèles de lidars (Light Detection and Ranging) scrutent l'atmosphère. Travaillant comme des radars mais dans le domaine du visible, les lidars envoient un rayon et récupèrent dans un petit télescope la lumière réfléchie par l'air ou le nuage. Ils servent à mesurer les aérosols, les nuages peu épais et la vitesse de l'air. Enfin, les dropsondes, larguées depuis un avion en altitude, tombent sous parachute et mesurent en continu pendant leur descente le vent (par leur position déterminée au GPS), la température, l'humidité et la pression.

Le Falcon 20 modifié de la flotte Safire (Service des Avions Français Instrumentés pour la Recherche en Environnement). On remarque sur le nez l’éperon portant des instruments de mesure de la turbulence. Sous les ailes, quatre pylônes servent à accrocher des instruments. Ce que l’on ne voit pas : les hublots sur le dos et sur le ventre de l’appareil, la commande de largage de la dropsonde et l’intérieur de la cabine, entièrement revisité pour accueillir l’instrumentation et son contrôle. © Safire

Les stations au sol étudient l'atmosphère à l'aide de radars et de radiomètres infrarouges et micro-ondes. Quant aux GPS, ils sont utilisés d'une manière originale pour mesurer l'humidité de l'air. L'eau, en effet, retarde légèrement le signal radio envoyé par les satellites. En mesurant précisément cette petite erreur (ce qui est possible sur une station fixe dont on connaît déjà la position), on peut en déduire la teneur de l'atmosphère en eau. Les 80 GPS effectuent des mesures toutes les trente minutes et l'ensemble permet de reconstituer la forme en trois dimensions

Quand ils éplucheront soigneusement les données en train de s'accumuler, les météorologistes pourront estimer précisément le mouvement des masses d'air, les vents, les précipitations et les quantités d'aérosols. Voilà de quoi nourrir Arôme et, espère-t-on, mieux prévoir les orages...

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