Modèles météorologiques dans la CAPV
L'orographie d'Euskal Herria, par sa complexité, ne fait pas immédiatement le travail des météorologues. Dans notre géographie, il existe de nombreuses chaînes de montagnes qui divisent le pays en deux zones climatiques: l'océan s'étend de la côte à la chaîne montagneuse parallèle à la mer Cantabrique, tandis que le continent méditerranéen s'étend au sud de cette chaîne montagneuse.
Face à cela, afin d'améliorer la compréhension de la météorologie locale, les situations météorologiques de chaque jour ont été analysées. Compte tenu de la similitude de nombreuses situations, on peut penser que son incidence sur notre territoire sera très similaire. Et, groupant les jours très semblables et réalisant la moyenne de tous les jours, on obtient les modèles météorologiques.
Pour la définition des modèles météorologiques les plus représentatifs de la Communauté Autonome du Pays Basque, nous avons conçu une méthodologie propre au Département d'Ingénierie Chimique et Environnement de l'École Supérieure d'Ingénieurs de Bilbao, en développant une méthodologie de travail en temps réel en adaptant la structure de données et le système de stockage. Une méthode unique n'a pas été utilisée, mais on a cherché la prospérité qui suppose l'utilisation de plusieurs canaux.
On a utilisé des données du réseau hydrométéorologique de surface terrestre offert par Euskalmet (Agence Basque de Météorologie), des données de hauteur de profileur de vent et des cartes synoptiques de surface terrestre réalisées par l'INM (Institut National de Météorologie). Mais il n'est pas facile de regrouper les jours avec certaines caractéristiques météorologiques sur un territoire, principalement en raison de la variabilité de l'atmosphère. Le mouvement de la Terre et les combinaisons des échanges d'énergie entre l'atmosphère et l'espace génèrent des situations atmosphériques infinies.
Pour définir les modèles météorologiques les plus significatifs de la CAPV, après avoir analysé les données d'une année complète, nous avons classé 365 jours dans 9 groupes ou modèles. Quatre d'entre eux sont touchés par des zones à haute pression (A1 à A4) et cinq autres par des zones à basse pression (B1 à B5). Les modèles A1 et A2, malgré des cartes synoptiques inséparables, diffèrent dans les données météorologiques. C'est pourquoi, en bas, huit cartes synoptiques apparaissent et non neuf.
Quand viendra la poudre sahraouie ?
Les modèles météorologiques peuvent être disponibles dans des applications telles que le contrôle qualité des données, les prédictions, l'analyse de la qualité de l'air, etc.
En ce qui concerne la qualité de l'air, il est bien connu que l'Europe est exposée à des masses d'air à forte concentration de poussière atmosphérique provenant du Sahara et du Sahel. Les particules d'origine naturelle provenant du désert du Sahara ont été observées à différents endroits en Europe et, bien qu'elles soient principalement détectées autour de la mer Méditerranée, elles apparaissent parfois dans le centre et le nord de l'Europe. En outre, la dépendance saisonnière a été observée. La détection de ces épisodes est beaucoup plus difficile lorsque les masses d'air arrivent sur le continent européen en raison des processus de dispersion et des effets des émissions locales.
L'abondance de matière particulière présente dans l'atmosphère peut endommager notre santé et l'environnement. C'est pourquoi le groupe de travail de la Commission européenne sur les particules atmosphériques en suspension a proposé une procédure pour le contrôle de cette matière particulière, tant de l'émission anthropique que de l'émission naturelle.
On a observé que dans la péninsule ibérique, par exemple, le nombre de jours où la limite de particules PM 10 est supérieure à celle recommandée par l'Union européenne (les particules PM 10 sont des particules de taille nominale inférieure à 10 microns de diamètre). Pour tout cela, il est nécessaire de connaître les situations dans lesquelles les limites établies sont dépassées. Le diagnostic des modèles météorologiques peut aider à détecter ces types d'événements.
En fait, comme on peut s'y attendre, notre étude a montré que le transport à distance de la matière particulière affectant la CV se produit principalement en jours associés à certains modèles. Par conséquent, l'identification du motif auquel appartient chaque événement permet de connaître la probabilité de le faire.
L'image de gauche montre des exemples de transport de poussière sahraouie qui affecte la CAPV. Ces images montrent la profondeur optique de deux types de particules : des sulfates aux tons orange et rouge, et de la poussière aux tons verts et jaunes.
A titre d'exemple, il a été choisi le jour du 15 au 16 mai 2000, qui est classé dans le modèle B1. Les images montrent que la poussière sahraouie entre dans la CAPV du sud au nord après avoir traversé toute la péninsule ibérique.
Contre la pluie acide
Les modèles météorologiques peuvent également servir à effectuer des recherches sur la pluie acide. Une des sources de la pluie acide sont les oxydes de soufre émis dans l'atmosphère, qui réagissent avec la vapeur d'eau formant des acides. En plus des acides, des aérosols de sulfates, de petites particules nocives que nous pouvons introduire par voie respiratoire sont formés dans le processus.
Ces sulfates, comme la poussière sahraouie, se déplacent d'un endroit à l'autre. En fait, certaines zones agricoles ont mesuré des valeurs élevées, ce qui n'est pas normal, car les sulfates sont principalement dus à l'activité industrielle. Dans le cas de la CAPV, on observe dans certains cas l'entrée de sulfates depuis le continent européen.
Les figures supérieures proviennent du modèle NAAPS créé par NRL ( Navy Aerosol Analysis And Prediction System ). Ce modèle global, basé sur l'analyse multivariée des aérosols, combine l'information provenant du satellite avec celle obtenue à partir de la terre. Dans l'exemple apparaissent les 27, 28 et 29 mars 2000, classés dans le modèle B3 (zone à basse pression située en Méditerranée).
Les isolées représentées dans les figures supérieures expriment la concentration superficielle de sulfates en g/m 3, selon les codes de couleurs disposés dans la partie inférieure de chaque figure. Les brumes de sulfates, après avoir traversé le nord de la France, arrivent au nord de la péninsule ibérique par le canal de la Manche, traversant toute la CAPV.
Quelles mesures faut-il faire maintenant?
Bien que les modèles météorologiques peuvent avoir de multiples utilisations, à mesure que les bases de données augmentent, l'expressivité et la précision de l'adaptation au territoire des modèles s'amélioreront. Pour cela, cependant, il ne suffit pas d'augmenter la quantité de données, mais il faut ajouter à la procédure elle-même d'autres filtres et variables.
De même, au fur et à mesure que les modèles seront mieux définis et que les paramètres avec lesquels le diagnostic des modèles sera effectué seront ajustés, le programme de diagnostic proposera un diagnostic plus approfondi des jours où un jour est classé.
À l'avenir, il est prévu d'automatiser les utilisations et les applications les plus courantes de cette procédure. Par conséquent, les prévisions météorologiques, l'observation du transport de masse d'air, etc. seront avancées.
Les modèles météorologiques ont été utilisés dans le monde entier depuis que la météorologie a commencé comme science. Il existe de nombreuses façons de définir les modèles météorologiques. Des auteurs comme Ruosteenoja (1988) ou Wilby (2001) ont utilisé des fonctions orthogonales empiriques que Buizza et Palmer (1995) et Molteni et Palmer (1993) ont appelées vecteurs propres. Bretherton (1992) a choisi une méthode basée sur l'analyse des corrélations canoniques. Hughes (1994 et 1999) a défini les schémas météorologiques par des arbres de régression. Et Gilles (1989) avec des systèmes experts. D'autres préfèrent l'analyse des clusters, la méthode des moindres carrés ou les réseaux neuronaux artificiels de différents types. |
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