Prévision de la pluie à court terme par assimilation d’images radar
Résumé
En météorologie, les radars sont utilisés pour repérer les précipitations, mesurer leur déplacement,
déterminer leur nature et quantifier leur intensité. Dans les régions de plaine, MétéoFrance utilise des
radars en bande C ou S, qui ont portée opérationnelle de 80 à 100km (réseau ARAMIS). Dans les régions
de fort relief, la possibilité d’acquisition de ces radars est réduite par l’effet d’écran des massifs
montagneux. Ces dernières années ont vu apparaître une nouvelle technologie de radars météorologiques
en bande X, d’une portée plus faible (environ 70 km) mais moins sensibles aux échos parasites mais
présentant des effets d’atténuation plus importants, liés aux fortes précipitations.
En ce qui concerne la prévision à courte échéance (ou nowcasting), de très nombreux travaux de recherche
ont été effectués pour prévoir l’évolution de la situation météorologique sur les 2-3 prochaines heures à
partir des images radars en bande C et en bande S. Ces méthodes ne sont pas directement utilisables pour
traiter les données à fine résolution spatiale, ce qui justifie une approche par assimilation d’images.
Depuis quelques années nous avons développé une chaîne de nowcasting basée sur l’assimilation
d’images radar en bande X. Cette chaîne se compose de deux modules MotionEstimation et Forecast qui
s’intègrent dans un processus de fenêtre glissante. Le premier module s’appuie sur l’assimilation de
données afin d’estimer le champ de vitesse des cellules de pluies. Le modèle d’évolution utilisé est basé
sur une simplification du modèle physique sous-jacent à l’évolution du phénomène observé et à la création
des images, nous appelons ce type de modèle un Modèle Image. Plusieurs Modèles Images ont été
proposés dans ce contexte. Le module de prévision correspond à une simulation d’un second modèle
d’évolution à partir des conditions initiales estimées par le premier module. Les résultats obtenus sont
ensuite utilisés comme ébauche de l’estimation dès la réception d’une nouvelle acquisition radar.
L’utilisation conjointe des données ARAMIS de MétéoFrance et du réseau de radar Bande X permet
d’améliorer la prévision. Deux stratégies de fusion ont été proposées.