Article écrit par M. Pascal Yiacouvakis. Reproduit ici avec sa permission.

Au beau milieu de l'hiver, en pleine vague de froid, est-il possible de prédire avec précision si l'été sera beau et chaud? Malgré des moyens technologiques poussés (satellites, ordinateurs, etc.), les prévisions du temps à long terme restent un casse-tête pour les météorologues et les résultats sont souvent erronés.

Prévoir le temps à long terme est une tâche ardue qui nécessite une capacité de calcul phénoménale.

Pour effectuer ces calculs complexes, on utilise maintenant des ordinateurs capables d'effectuer des dizaines de milliards d'opérations à la seconde. Ces outils permettent aux météorologues de développer des techniques de prévision très sophistiquées, mais loin d'être infaillibles.

Pour faire des prévisions, on doit d'abord comprendre comment fonctionne l'atmosphère et reproduire son comportement dans l'ordinateur grâce à un modèle numérique.

Ce modèle est un programme informatique ayant pour but de simuler les changements dans l'état de l'atmosphère. Toutefois, dès qu'on veut faire une prévision de plus de deux ou trois jours, on doit considérer l'atmosphère dans son ensemble, c'est-à-dire simuler tout ce qui se passera sur le globe!

Cet exercice peut paraître excessif, mais il s'avère nécessaire. En effet, l'atmosphère est un fluide continu qui entraîne des transports énergétiques d'un hémisphère à l'autre. Ainsi, des phénomènes météorologiques se déroulant actuellement dans le Pacifique Sud pourraient avoir une incidence sur le temps à venir au Québec au cours des prochaines semaines.

Chaque prévision de plusieurs semaine ou de quelques mois est obtenue à l'aide de pronostics à plus courte échelle, eux-mêmes basés sur d'autres prévisions à encore plus court terme.

On doit donc faire une première prévision d'environ 30 minutes qui servira à produire une autre prévision de 30 minutes et ainsi de suite jusqu'à ce qu'on obtienne une prévision de plusieurs semaines.

De plus, on doit effectuer ces calculs à de nombreux points espacés de quelques centaines de kilomètres à travers le globe. C'est ce qu'on appelle la résolution horizontale du modèle de prévision.

Ces points sont multipliés verticalement sur quelques dizaines de niveaux afin de représenter la structure tridimensionnelle de l'atmosphère. Il ne s'agit donc pas de résoudre une équation une seule fois mais d'en résoudre des milliers.

Des interactions complexes

Jusqu'à présent, les prévisions météorologiques n'ont pas vraiment tenu compte des océans. Un modèle utilise cependant des données climatologiques jumelées à des observations satellites afin de simuler les interactions entre la mer et l'atmosphère. Ces interactions jouent un rôle déterminant. Pour s'en convaincre, on n'a qu'à penser au courant marin El Nino, qu'on tient responsable de plusieurs bouleversements météorologiques importants. On commence aussi à intégrer des phénomènes chimiques aux modèles de prévision météorologiques.

L'augmentation de la puissance des ordinateurs permet de plus en plus de reculer les limites du nombre de calculs qu'on peut intégrer pour faire une prévision.

Les innombrables interactions atmosphériques rendent toutefois cette approche chaotique. Une simple variation dans l'état initial de l'atmosphère entraîne d'importantes variations dans la prévision.

Afin d'augmenter la probabilité de réussite des prévisions, on modifie plusieurs fois les conditions initiales du modèle de prévision et on les fait "rouler" avant de comparer les résultats.

Plus les pronostics se ressemblent, plus le degré de fiabilité de la prévision est élevé. Si les résultats diffèrent beaucoup (ce qui est souvent le cas), on utilise une moyenne pour établir la prévision... avec des résultats beaucoup moins probants.

Les techniques et les outils informatiques continuent de se raffiner, mais les météorologues n'ont toujours pas la moindre idée s'il fera vraiment beau et chaud l'été prochain.