Les technologies de prévisions météorologiques

   Les technologies de prévisions météorologiques du Japon sont de plus en plus précises d’année en année. Les prévisions météorologiques au Japon sont effectuées à l’aide en combinaison d’observations de la surface de la Terre, de supercalculateurs, de satellites dans l’espace et de diverses autres méthodes. Elles aident à la vie économique et sociale des gens tout en permettant de prévenir les catastrophes. Cet article s’intéresse aux technologies de prévisions météorologiques du Japon en constante évolution.

Les prévisions météorologiques au Japon

   Le Japon a toujours été frappé par de fortes pluies, des typhons et autres catastrophes naturelles, si bien que les Japonais d’autrefois consacraient déjà leurs efforts au développement des technologies de prévisions météorologiques. Aujourd’hui, les prévisionnistes japonais prennent des décisions globales en se basant sur la collecte de diverses données d’observation et sur les prévisions numériques réalisées par des supercalculateurs ou autres appareils, tout en se référant également aux données d’observation des satellites et des radars météorologiques et du système AMeDAS. Grâce à ces données, les prévisionnistes font des bulletins météo, lancent des alertes et fournissent toutes sortes d’informations. L’AMeDAS (Système d’Aquisition automatique de Données météorologiques) de l’Agence météorologique du Japon envoie automatiquement les données de mesure concernant les précipitations, la direction et la vitesse du vent, la température de l’air, l’humidité ainsi que d’autres informations collectées par environ 1 300 stations. AMeDAS est également utilisé pour cartographier les risques de fortes pluies, d’inondations et autres catastrophes naturelles. Le système analyse les informations pluviométriques des radars et associe ces informations à celles des catastrophes du passé afin de créer toutes les 10 minutes des images avec code couleur montrant les zones à risques potentiels. Cette technologie est utilisée pour le site Internet de l’Agence météorologique du Japon et pour une application pour smartphone créée par une société partenaire afin d’aider les citoyens à prévenir les catastrophes.

Contribution aux autres pays du monde grâce aux observations depuis l’espace

   Les observations météorologiques du Japon ont gagné l’espace en 1977. Actuellement, deux satellites, Himawari 8 (depuis 2014) et Himawari 9 (depuis 2016), se coordonnent pour observer la météo. Ces satellites météorologiques gravitent en orbite à la même vitesse que la rotation de la Terre et observent continuellement les phénomènes météorologiques tels que les typhons, les dépressions et les fronts. Il existe très peu de points d’observation en mer pour observer les typhons et il est donc particulièrement important d’utiliser des satellites pour les surveiller. Himawari 8 et 9 embarquent une fonction d’observation dynamique à haute fréquence afin d’observer un point donné toutes les 2,5 minutes, permettant ainsi de suivre automatiquement l’évolution des typhons et de les observer attentivement.
En outre, l’Agence météorologique du Japon gère un service appelé Himawari Request qui utilise les satellites pour effectuer des observations en réponse aux requêtes des agences météorologiques des autres pays. Les satellites observent les zones concernées dans l’heure qui suit la réception de demande et envoient les données d’observation en temps réel. Les pays qui reçoivent des données via ce service peuvent rester vigilants et prendre des mesures contre les catastrophes naturelles à un stade précoce. Ainsi, les satellites Himawari contribuent à la diminution des risques de catastrophes également dans les autres pays.

Des supercalculateurs avec des prévisions de plus en plus précises

   Les prévisions météo au Japon ont connu une augmentation spectaculaire de leur précision grâce aux progrès des prévisions numériques et des innovations technologiques dans les ordinateurs. Depuis 1959, l’Agence météorologique du Japon utilise un énorme ordinateur et continue à y apporter des améliorations. Actuellement, l’agence utilise le Cray XC50 (performance maximale théorique de 18 pétaflops et mémoire de stockage principale de 528 téraoctets), son 10e supercalculateur consacré à la météo. Cette machine utilise 17 modèles de prévisions pour calculer les changements du vent, de températures et autres facteurs au fil du temps afin de prédire la situation atmosphérique.
   Le K computer a été le premier ordinateur au monde à fournir une simulation de la Terre toute entière avec une résolution d’image extrêmement élevée. En 2015, il a montré qu’il était possible de prédire l’apparition d’un typhon avec près de deux semaines d’avance. Avec le dernier supercomputer Fugaku, les travaux de recherche et de développement visent à prédire, à un stade précoce et grâce à des prévisions numériques, les apparitions de fortes pluies concentrées et autres phénomènes. Ce système utilise des mégadonnées d’observation envoyées toutes les 10 minutes par Himawari 8 et d’autres appareils.

La tour TOKYO SKYTREE, une station de recherches météorologiques

   La tour TOKYO SKYTREE (634 mètres de haut ; environ 2,080 pieds) est connue pour être la plus haute tour de diffusion autoportante du monde. C’est aussi une précieuse station de recherches pour la planète, avec des installations d’observation permettant d’étudier l’atmosphère au-dessus de la ville. Grâce à sa hauteur, la tour contribue aux recherches de pointe. À 497 mètres (environ 1,631 pieds), des recherches sont menées pour comprendre les propriétés de la foudre au-dessus de la ville, tandis qu’à 458 mètres (environ 1,503 pieds), des aérosols sont collectés dans l’atmosphère et des recherches analytiques sont effectuées sur les particules qui gèlent les gouttelettes nuageuses. À 250 mètres (environ 820 pieds), des recherches sont faites sur le dioxyde de carbone et d’autres gaz à effet de serre présents dans l’atmosphère qui sont dégagés par Tokyo. Les recherches à cette hauteur devraient permettre de définir l’origine de ces émissions (notamment si les gaz proviennent des plantes ou des combustibles fossiles).

   Le professeur Ryohei Misumi de l’Institut de Recherche national des Sciences de la Terre et de Prévention des Catastrophes observe les gouttelettes nuageuses depuis les installations situées dans la tour, à 458 m du sol. Voici ce qu’il nous dit : « La tour TOKYO SKYTREE nous permet de mesurer la taille et le nombre des gouttelette nuageuses à l’intérieur des nuages et de faire des comparaisons précises avec les données des radars qui surveillent les nuages. Actuellement, nous pouvons détecter une pluie 17 minutes avant qu’il commence à pleuvoir et nous avons pour objectif de parvenir à détecter les fortes pluies soudaines et autres phénomènes à un stade précoce. Nous espérons que notamment les personnes qui travaillent à l’extérieur peuvent profiter de ces 17 minutes pour agir pour protéger leur vie. »

   Ces dernières années, la fréquence des fortes pluies et des chaleurs extrêmes a augmenté du fait des changements climatiques et de divers facteurs. Les résultats d’une simulation d’une future augmentation de la température de l’air obtenus avec un modèle du système terrestre ont été révélés en 2004, provoquant un choc dans le monde entier.

   L’Agence japonaise pour les Sciences et Technologies terrestres et marines a développé son propre modèle du système terrestre et a attiré l’attention du monde entier en 2018 quand elle a utilisé une IA dans ses prévisions météorologiques afin de détecter une semaine à l’avance l’apparition d’un cyclone tropical avec une grande précision.

   Au Japon, des institutions nationales et des compagnies privées poursuivent activement la recherche et le développement en utilisant des IA, et les prévisions météorologiques ont également, elles aussi, recourent à des IA. Nous devons garder les yeux ouverts sur les futures technologies de prévisions météorologiques et les recherches avancées qui sont continuellement menées afin de réduire les dégâts sur le climat, de prévenir et de se préparer aux catastrophes naturelles et d’aider à résoudre les problèmes environnementaux de la planète.