Météorologie malade

Je pars travailler le matin, je lis la météo du jour afin de décider si je laisse quelques fenêtres ouvertes pour aérer la maison. Le site de la météo du gouvernement tapisse la journée d’un magnifique soleil mur à mur, d’une température clémente et de vents faibles. Ensuite viendra un ennuagement graduel au cours de la soirée et de la faible pluie durant la nuit. Voilà les prévisions pour les 24 prochaines heures.

Puisque mon retour du boulot s’effectuera au plus tard à 18 h, je n’ai pas à m’inquiéter de laisser la brise printanière changer l’air dans les pièces. Mais sur le pas de la porte, je me ravise pour finalement tout fermer. À 15 h, un violent orage accompagné de forts vents envoie tout valser dans la ville. J’aurais laissé les fenêtres ouvertes et j’aurais retrouvé des litres d’eau dans le salon et les chambres. Moins de neuf heures après la mise à jour de 6 h, la température se moquait éperdument des prévisions des météorologues. Ce cas est loin d’être unique.

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Une débauche de moyens mis en œuvre. Décuplement des stations terrestres d’observation, radars Doppler longue distance dernier cri, imagerie satellite de très haute précision, lancement de ballons-sondes à profusion, caméras et observateurs sur le terrain, on n’a jamais possédé autant de données précises et les moyens de les traiter efficacement.

Cette branche des sciences accapare le temps de calcul des plus puissants ordinateurs au monde. Génération après génération, nous les harnachons à la difficile tâche de prévoir le temps qu’il fera. Plus grande est leur puissance de calcul, plus petites sont les mailles spatiales et plus précises sont les prévisions territoriales. La prévisibilité à plus long terme bénéficie également des téraflops additionnels. Prévoir plusieurs jours à l’avance avec une assez bonne précision en ajustant les prévisions locales à de plus petits territoires apparait comme un mandat parfaitement réalisable.

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Mais force est de constater que dans les faits, ces promesses ne sont pas du tout tenues. Bien au contraire, jour après jour, les bulletins météo montrent leur incapacité à donner un aperçu relativement fiable du temps qu’il fera, et ce même pour la journée en cours. À moins de 24 heures, le nombre de fois que les bulletins sont drastiquement modifiés devrait lever un signal d’alerte.

Pourtant, les météorologues répètent leurs mêmes erreurs du passé en refusant d’associer les écarts entre leurs prévisions et la réalité sur le terrain à une cause sous-jacente grave. Quelques-uns utilisent un mot passe-partout qui veut tout et ne rien dire, le mot instabilité pour expliquer la volatilité de la météo. Parlons plutôt d’une tautologie, pas d’une explication valable.

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La météorologie est une science basée sur deux éléments importants: des modèles mathématiques et des statistiques. Munis de données prises en temps réel, les météorologues les injectent avec d’autres données antérieures dans de très complexes formules mathématiques censées produire un aperçu de l’évolution de la situation. D’autre part, il est possible de contre-vérifier ces prévisions avec des résultats compatibles antérieurs et comparer certaines courbes. Ce faisant, les modèles mathématiques peuvent évoluer et gagner en précision.

Alors pourquoi, plus le temps passe, plus les prévisions semblent perdre du terrain plutôt qu’en gagner? La réponse est simple et complexe à la fois. Nos modèles mathématiques ont fonctionné relativement bien pendant une centaine d’années grâce à l’accroissement exponentiel de nos capacités technologiques. Aucune raison n’explique la dégradation des prévisions plutôt que leur amélioration qui aurait dû être phénoménale.

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Ce qui fonctionnait encore relativement bien dans un passé pas si antérieur n’est plus adéquat aujourd’hui. Les modèles mathématiques s’éloignent du comportement réel de la Terre et ce constat devrait être suffisant pour donner des sueurs froides à tout le monde et surtout aux météorologues. La cause, les comportements de la Terre changent rapidement, beaucoup plus rapidement que nos modèles statistiques et dynamiques.

Le mot instabilité pour parler des écarts entre les prévisions et la réalité n’est pas faux, mais il n’explique rien. En revanche, il démontre clairement que les météorologues sont dépassés par les événements. Alors, que se cache-t-il réellement sous ce terme généraliste?

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Les dérèglements climatiques, évidemment. La montée fulgurante de la concentration du CO2 et également celle du méthane (CH4) dérègle fortement le comportement des masses d’air dans les différentes strates de notre atmosphère. Nos modèles sont devenus incapables de bien analyser leur évolution dans des situations jamais vécues auparavant.

Alors, oubliez les prévisions météorologiques pour décider de votre habillement, de l’état de vos fenêtres et de vos activités de la journée. Munissez-vous de plusieurs kits dont un pour la pluie forte, un pour les chaleurs intenses et un pour des coups de froid subits. Fermez portes et fenêtres si vous vous éloignez de la maison et surtout, ne tentez pas d’ajuster vos activités aux prévisions météorologiques. Ne laissez pas la météo gâcher votre vie, organisez tout ce que vous désirez et prenez plutôt des précautions advenant un changement de température, sinon vous ne ferez plus rien.

Vagues scélérates

Évitez de confondre une vague produite par un tsunami et une vague scélérate. Leurs processus de création ne se comparent en rien et on ne les retrouve pas du tout aux mêmes endroits.

Vous voguez en pleine mer, les vagues tout autour de votre navire paraissent normales. Tout à coup, l’horizon devant vous devient noir. Un mur d’eau semble se rapprocher de vous. De 20 à 30 mètres de hauteur, le record rapporté fait état d’un monstre de 33 mètres, cette vague apparait non seulement anormale par sa hauteur, mais aussi par sa forme.

Elle ne ressemble en rien à une houle que votre bateau parvient toujours à gravir pour redescendre de l’autre côté. Non, cette eau vous arrive dessus en formant une paroi presque verticale. Les chances de vous en sortir indemne se réduisent à néant, car votre navire est condamné à subir un terrible choc pour lequel il n’a jamais été conçu, peu importe sa grosseur.

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Les vagues scélérates constituèrent un mythe jusqu’au milieu du XXe siècle et elles furent acceptées comme étant réelles par les scientifiques durant les années 1990. Oui, ces derniers se retranchaient derrière leurs équations linéaires qui prédisaient l’émergence d’une vague de cette amplitude aux 10000 ans!

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Les choses changent le 1er janvier 1995 quand la plateforme pétrolière Draupner en mer du Nord enregistre la hauteur d’une vague venue la percuter à 25,6 mètres de hauteur. Pour qu’une vague soit appelée «scélérate», elle doit mesurer plus de 2,1 fois la hauteur significative Hs des vagues de l’endroit. Celle-ci correspondait à 2,37 fois cette hauteur et elle représentait la première preuve béton de l’existence de ces monstres incompréhensibles.

Aujourd’hui, les vagues scélérates avérées, les scientifiques se défendent d’avoir toujours cru les récits de ces capitaines chevronnés, mais ils tentent en réalité de faire disparaitre les preuves de leur ancien dédain lorsqu’ils les traitaient tous de menteurs et d’ivrognes tandis qu’eux-mêmes n’avaient jamais posé les pieds sur un navire en plein océan durant une tempête.

On a pensé détenir la cause de leur formation en analysant des vagues le long de la côte de l’Afrique du Sud. Le fort courant vers l’ouest associé à des vents opposés parviennent à créer des vagues de hauteur dépassant parfois la cote 2,1 Hs. Toutefois, les témoignages de vagues scélérates apparues très loin des courants marins ont mis à mal cette théorie reléguée depuis à un phénomène de diffraction.

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Les vagues scélérates ne partagent pas toutes les mêmes caractéristiques. Hormis leur taille inhabituelle et leur forme quasi verticale, leur direction peut varier d’une vingtaine de degrés par rapport aux autres vagues. Elles peuvent aussi survenir par paquet de trois et sont alors appelées «les trois sœurs».

En anglais, ils utilisaient le terme «freak wave», mais cette désignation semble vouloir disparaitre au profit de la «rogue wave».

Ce type de vague crée des pressions énormes sur les structures métalliques des navires marchands et de croisière, dix fois plus importantes que celles prises en considération lors de leur conception. C’est donc dire qu’aucun bateau ne leur est invincible. Les vagues frappent de plein fouet le château des plus grands navires, brisant leurs vitres et les commandes de navigation. On estime la perte d’un cargo par année due à ces vagues apparues de nulle part.

Mais comment se forment-elles? Une réponse a surgi d’un tout autre domaine d’expertise, comme pour la résolution de plusieurs énigmes scientifiques. Les vagues auraient un comportement linéaire bien connu et maitrisé, mais elles auraient également un comportement non linéaire décrit par l’équation de Schrödinger de la physique quantique.

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Imaginez un train d’ondes, ce sont les vagues. Tout à coup, pour des raisons restées mystérieuses, l’une d’elles commence à pomper l’énergie de ses deux voisines, faisant baisser leur hauteur au profit de la sienne qui s’élève anormalement. Un mur d’eau vient de se créer devant vos yeux. On sait que ce processus existe, on ignore encore dans quelles circonstances il se déclenche.

Rajoutez à ce concept de pompage énergétique la probabilité de superposition lorsque deux trains de vagues de directions différentes interfèrent et vous obtenez des vagues dépassant largement les 2,1 Hs.

Les structures élevées des navires n’étant pas conçues pour résister à de fortes pressions, une vague scélérate peut faire couler n’importe quel navire en quelques minutes, comme cela survint au réputé insubmersible (un autre!) cargo allemand München le 12 décembre 1978 en Atlantique Nord.

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Avec l’avènement des satellites radar, les vagues des océans du monde sont constamment mesurées et la fréquence des scélérates se situe bien au-delà de tout ce qu’on avait cru possible. Il n’est pas rare d’en trouver quelques-unes en train de se déchainer simultanément sur l’une ou sur plusieurs mers du monde.

L’ancienne estimation d’une seule vague scélérate par dix mille ans montre jusqu’à quel point les scientifiques peuvent parfois se tromper lourdement et ils devraient, du moins j’espère, gagner en humilité. Ça leur ferait un bien fou de croire aux humains leur racontant des expériences vécues et de prendre l’air en leur compagnie plutôt que de rester enterrés au fond de leur bureau à tripoter avec concupiscence leurs équations fétiches inadéquates, mais combien rassurantes!