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Accueil du site > Articles > En navigation > Météorologie > Météo marine : données et outils

Rubrique : Météorologie

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Météo marine : données et outils Version imprimable de cet article Version imprimable

Publié 18 avril, (màj 18 avril) par : DomH   

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Mots-clés secondaires: météo , logiciels

MÉTÉOROLOGIE MARINE


Données et outils à disposition des navigateurs

Ces trois ou quatre dernières décennies, les connaissances en climatologie et en météorologie s’accumulent à grande vitesse et surtout les données mises à disposition de tous par les grandes structures météorologiques est en croissance « plus » qu’exponentielle.

Le but de cet article n’est en aucun cas un cours sur la météorologie, un cours sur le routage météorologique ou un guide pour interpréter les données météorologiques, encore moins un outil d’aide à la décision de la meilleure route à prendre.
Il essaie simplement de faire un point de situation sur les données et les outils qui me semblent pertinents, de bonne qualité, accessibles à toutes et tous tant techniquement que financièrement.

ndlr préambule : cet article est une copie du document édité par Dominique Hausser, voir http://dominique.hausser.ch/Meteoro... .

C’est sa conclusion : “Ce papier deviendra probablement rapidement dépassé. Alors n’hésitez pas à en produire de nouvelles versions.” qui nous encourage à le publier, ici sur PTP, ouvert à vos commentaires

Sommaire

Introduction


Ce qui me faisait envie et ce qui me fait toujours envie, c’est l’océan, le plaisir de ces paysages loin de toute terre qui change à chaque seconde, de forme et de couleur, sans parler des surprises animales qui peuvent apparaître à tout instant.

Alors, dès l’instant où l’on part pour des traversées de plusieurs jours ; avec notre petit Flot18 (un peu moins de 8 mètres à la ligne de flottaison et un tirant d’eau faible – donc beaucoup de dérive) la vitesse moyenne était faible et il n’y avait pas besoin d’aller loin pour que cela prenne du temps. Dès lors, la météorologie avait toute son importance. Nous étions curieux et nous voulions savoir à quelle sauce nous allions être mangé.

C’était difficile, car la qualité des prévisions météorologiques n’étaient pas ce quelles sont aujourd’hui ; sa fiabilité était largement dépendante de la région, car les données récoltées par les services météo étaient variables tant quantitativement que qualitativement. Une prévision fiable pour les 48 heures à venir, c’était déjà bien. La réception des bulletins étaient une gageure. Même à proximité des côtes et selon les zones de navigation, on n’obtenait pas toujours ce qui aurait pu nous aider à réfléchir. Au large, il y avait les grandes ondes et le bulletin du large pour le Nord Atlantique diffusé deux fois par jour par une radio publique ; on pouvait espérer d’autres sources, mais il fallait chercher (sans internet...), il fallait avoir les fréquences des radios qui variaient selon les positions et les heures de la journée, sans parler des « parasites » qui rendaient plus souvent que souhaité la réception inaudible.

Une fois les bulletins récupérés, le travail de routage démarrait pour ne pas se retrouver au mauvais endroit au mauvais moment. Ce qui impliquait de dessiner la position des systèmes, de position force et direction du vent dans les différents secteurs (ce qui impliquait de connaître la position des zones utilisées par les différents émetteurs de bulletins). Avec plusieurs sources cela compliquait encore la tâche, car les zones ne se recoupaient évidemment pas et la probabilité que la situation et la prévision était non nulle ; il serait ici trop long d’expliquer les raisons de ces différences.

Il y avait bien sûr les « Pilots Charts » qui fournissaient des informations fort utiles, mais dans les faits de nature probabiliste, ce qui signifiait qu’il était impossible de déduire qu’elle serait la situation effective au moment et à l’endroit présent. Il n’était donc pas rare d’avoir un vent à 180° de la direction la plus « fréquente » et de force complètement différente de celle la plus « probable ».

L’observation du ciel était (et l’est toujours) absolument indispensable pour se faire une idée de la situation locale. Mon livre de chevet pour l’observation des nuages était l’atlas international des nuages [1]

Notre « bible » [2] pour nous aider dans notre travail d’interprétation a été pendant des années le remarquable ouvrage de René Mayençon, Météorologie marine publié en 1982 et réédité en 1992 [3] Puis Jean-Yves Bernot a publié successivement 2 ouvrages [4] qui sont les références toujours actuelles en matière de météorologie marine. Malgré le fait d’avoir pris le temps d’améliorer mes connaissances entre 1982 et 2004 en lisant tous les ouvrages, articles et autres documents concernant la météorologie marine, il m’a fallu m’accrocher à leur lecture.

Plus je naviguais, plus je réalisais que les données météorologiques m’aidaient à choisir la meilleure route possible [5]. Les données étaient les mêmes, l’analyse aboutissait au même résultat de l’évolution de la situation météorologique ; le choix de la route était largement dépendant du programme de navigation (régates ou croisières pour rester dans une catégorisation générale).

Ces dernières années, le nombre et la qualité des données recueillies a littéralement explosé. Les sources se sont également multipliées : des données terrestres, des données marines, des données au sol, des données en l’air, des données satellitaires… sont partagées et utilisées quotidiennement par les prévisionnistes du monde entier. Avec l’augmentation de la puissance de calcul des ordinateurs, les modèles numériques météorologiques ont pris une importance de plus en plus grande, permettant d’augmenter considérablement le nombre de paramètres utilisés, d’utiliser des modèles de plus en plus sophistiqué prenant en considération la morphologie du terrain et de sortir des résultats nettement plus rapidement (de plusieurs semaines parfois à quelques heures actuellement).

Longtemps réservé à la navigation militaire et commerciale, l’accès aux technologies permettant la réception des données numériques s’est étendue aux « petits bateaux ». Dans un premier temps, ce sont presque exclusivement les voiliers de course qui sont équipés et je suivais avec envie l’évolution de ces équipements lors des grandes courses au large. Depuis quelques années, l’accès aux données numériques devient presque « facile » à bord d’un bateau de plaisance, non seulement en termes de technologies, mais également en termes de prix.

« Le routage météorologique embarqué appliqué aux voiliers de course ou de croisière est une pratique récente liée à l’émergence de l’informatique. On l’a vu naître dans les années 1980, se développer auprès des coureurs océaniques dans les années 1990 et se généraliser pour le grand public dans les années 2000. » [6]. Disons que dans les années 2000, nous n’étions encore pas très nombreux à s’être lancé dans l’utilisation de l’informatique pour élaborer notre propre prévision.

La décision prise par l’Union européenne de mettre gratuitement les données produites par les structures publiques à disposition de tous (opendata) a très largement contribué à l’accélération à l’accès à de nombreuses données diffusées de manière brute ou déjà retravaillée pour des objectifs spécifiques par des sources en régulière augmentation. Il n’y a dès lors plus aucune raison de s’en priver et de largement s’appuyer sur le routage de notre embarcation pour assurer la sécurité de l’équipage et du bateau [7] en complément des bulletins de prévisions météorologiques émis par les institutions officielles ou reconnues.


Les données météorologiques


Up
Le portail « météorologie » proposé sur le site Wikipédia fournit de nombreuses informations et liens sur ce qu’est la météorologie. La prévision numérique du temps (PNT) est une application de la météorologie et de l’informatique ; elle repose sur le choix d’équations primitives atmosphériquesoffrant une proche approximation du comportement de l’atmosphère réelle. En météorologie opérationnelle, la PNT est en autre utilisée pour faire des prévisions dont les résultats numériques bruts subiront diverses formes de post-traitements pour les rendre utilisables. Les résultats seront traités par d’autres logiciels ou interprétés par des météorologues pour satisfaire les besoins spécifiques des utilisateurs, dans notre cas, la météorologie maritime.

Les courants, la houle et les vagues sont des paramètres clés pour la navigation, car ce sont eux qui déterminent principalement l’état de la mer.

Comme marin, nous nous intéressons avant tout à l’impact que va avoir le vent et l’état de la mer sur notre navigation présente et à venir. Ce qui va déterminer le choix des données auxquelles nous souhaitons avoir accès.

Les prévisions du temps expertisées, c’est-à-dire préparées par des météorologues prévisionnistes professionnels, offrent une synthèse analytique de données multiples. Il faut comprendre la terminologie utilisée, mais ne nécessite pas de hautes compétences de prévisionnistes pour les utiliser et prendre les décisions adéquates en fonction des objectifs recherchés.

Tous les services météorologiques des États fournissent des bulletins expertisés et très souvent même des bulletins spécialisés pour la navigation côtière et hauturière.


Modèles atmosphériques

Up
Parmi les différents modèles atmosphériques utilisés par les services météorologiques, les principaux utilisés pour la prévision maritime sont les suivants :

  • Niveau planétaire
  • Niveau régional
    • WRF Weather Research and Forecasting développé par USA National Centers for Environmental Prediction (NCEP) et USA National Center for Atmospheric Research (NCAR) est utilisé avec plusieurs configurations, en particulier WRF-NMM WRF Nonhydrostatic Mesoscale Model [9], utilisé prioritairement pour la prévision et WRF-ARW Advanced Research WRF, considéré comme un outil tant pour la prévision que pour la recherche atmosphérique
    • HARMONIE [10], est développé par le consortium européen des modèles numériques de temps HIRLAM.
    • AROME est un modèle à petite échelle développé par Météo-France et le consortium ALADIN.
    • COSMO est un modèle à petite échelle développé par le consortium COSMO.


Modèles océaniques

Up

  • Le Fleet Numerical Meteorology and Oceanography Center (FNMOC) développe et produit un modèle numérique de vagues, WW3 Wavewatch III ; il a également travaillé sur le WAM aujourd’hui intégré dans IFS.
  • Le consortium MyOcean, regroupant un grand nombre d’institutions et soutenu par des fonds de l’Union européenne, pilote en particulier les centres de production de type MFC (Monitoring and Forecasting Centers) qui correspondent aux 6 « bassins » européens, plus l’océan global. Ils sont au nombre de 7 :
    • Global MFC (Mercator Ocean)
    • Arctic MFC (NERSC)
    • Baltic MFC (DMI)
    • North West Shelves MFC (UK Met Office)
    • Iberian, Biscay, Ireland MFC (Mercator Ocean)
    • Med MFC (INGV)
    • Black Sea MFC (MHI)


Où peut-on trouver ces données et sous quelles formes ?
Up
Les bulletins de prévisions du temps expertisées sont disponibles sur tous les sites d’instituts météorologiques nationaux ; en faire la liste reviendrait à couvrir l’ensemble des États se trouvant au bord d’un plan d’eau marin (océan et mer).

De nombreux sites permettent de visualiser le résultat des simulations des différents modèles. A nouveau la plupart des sites des instituts météorologiques nationaux publient ces données sous forme de cartes animées.

Il y a cependant quelques sites [11] qui fournissent des données nombreuses et détaillées pour une couverture globale (planétaire) ou régionale :

  • Wetterzentale qui met librement [12] à disposition des cartes détaillées de toutes les régions du globe pour les modèles numériques de temps utilisés quotidiennement par les services météorologiques.
  • Meteoblue [13] offre la comparaison pour une localisation donnée de plusieurs modèles et de plusieurs variante de ces modèles sous forme de graphes, l’exemple proposé met en évidence les différences pour une localisation au nord de Cowes dans le Solent.
  • Windy permet de visualiser de nombreuses données provenant de plusieurs modèles : pour la météorologie au niveau planétaire, GFS‑22km et IFS‑9km (désigné par ECMWF sur la carte), au niveau européen NEMS‑4km et ICON‑7km [14] et au niveau étatsunien NAM Hawaï‑3km, NAM Alaska‑6km et NAM CONUS‑5km et pour l’océanographie les modèles WW3 et les modèles MyOcean (désigné par ECMWF WAM sur la carte).
  • Yr permet de visualiser des données du modèle HIRLAM pour l’Europe du Nord et GFS pour le niveau planétaire.
  • OpenSkiron permet de visualiser des données du modèle openWRF pour la Méditerranée.

Enfin à l’aide d’outils (voir le point suivant pour une description de ces outils) de lecture de fichiers grib et de visualiseur de modèles numériques du temps, il est possible de travailler sans avoir de connexion internet à haut débit et à des coûts raisonnables ; ce qui est le cas en navigation hors de portée des émetteurs internet (câble, wifi, GSM).

Pour ne pas produire une liste rapidement dépassée, j’invite le lecteur à se référer à la liste disponible sur OpenGribs.


Les outils


Up
Ils se regroupent en 2 catégories, les outils de visualisation et les outils de routages.

Il existe peu d’outils développés strictement sous une licence libre telle que GNU GPL ; certains outils sont disponibles gratuitement sous forme « bridée » et/ou sur certaines plateformes seulement ; leur coût est en général modeste, raison pour laquelle je mentionne ceux qui me semblent malgré tout être utiles dans certaines circonstances.


Outils de visualisation

Up

  • XyGrib libre et gratuit (OS Windows, OS Mac, OS Linux), un clone de zyGrib, démarré en avril 2018 par l’équipe OpenGribs, afin de développer plusieurs améliorations requises par les utilisateurs de zyGrib ; permettra entre autre l’accès à la volée à plusieurs sources de données basées sur différents modèles ; de nouvelles données seront incluses et l’application sera également disponible sur les OS Android et iPAD.
  • zyGrib libre et gratuit (OS Windows, OS Mac, OS Linux) démarré vers 2002, n’a plus évolué depuis 2016 application de visualisation à la volée des nombreuses données des modèles GFS et WW3.
  • SailGrib gratuit bridé / payant (OS Android) application de visualisation à la volée de données en provenance de quelques sources pour la version gratuite et de nombreuses sources pour la version payante.
  • uGrib gratuit (OS Windows) historique, application de visualisation de quelques données du modèle GFS


Outils de routage

Up

  • OpenCPN libre et gratuit (OS Windows, OS Mac, OS Linux, OS Android, Rasberry Pi) application de navigation avec une extension de visualisation de données météo et une extension de routage.
  • qtVlm gratuit sur les PC, payant sur les smartphones et tablettes (OS Windows, OS Mac, OS Linux, OS Android, iPad) application de routage et application de navigation.
  • SailGrib WR gratuit bridé / payant (OS Android) application de routage, intégration navigation, plus de 400 polaires disponibles.


Conclusion


Up
Il est certain que l’évolution dans les domaines météorologique et océanique ainsi que l’amélioration de la prévision du temps va se poursuivre ces prochaines années. Mon sentiment est que cela va aller beaucoup plus vite que ce que l’on imagine.

Ce papier deviendra probablement rapidement dépassé. Alors n’hésitez pas à en produire de nouvelles versions.”



[1] Pour son histoire : https://cloudatlas.wmo.int/history-...
et https://fr.wikipedia.org/wiki/Atlas...

[2] Terme qu’utilise aussi Jean-Yves Bernot, auteur des « bibles » actuelles ; pour les références, voir la note 4.

[3] Voir cette recension :http://documents.irevues.inist.fr/b...

[4] Jean-Yves Bernot : Météo et stratégie : Croisière et course au large, Paris, Voiles Gallimard, 2004 (2e édition 2010), 624 p._ Jean-Yves Bernot : Météo locale : Croisière et régate, Paris, Voiles Gallimard, 2007, 592 p.

[5] Je ne suis pas le seul. Je vous invite à lire le texte de Frédéric d’Allest à ce propos : Choisir sa route au large en fonction de la météo [[http://artimon1.free.fr/Choisir%20s...

[6] Jean-Yves Bernot, p 13 ; Les routages en course et en croisière. Paris, Voiles et voiliers, 2014, 207p

[7] Voir à ce sujet « Bonnes pratiques pour assurer la sécurité météo en haute mer », un document publié en 2016 par la commission « sécurité en haute mer » de l’association « Sail the World » (http://stw.fr/fr/blogs/securite-hau...)

[8] pour plus de détails sur les modèles développés, voir http://www.emc.ncep.noaa.gov/home.php, la page du National Weather Service’s National Centers For Environmental Prediction’s Environmental Modeling Center.

[9] Ce modèle est aussi nommé NAM, WRF, ou NMM

[10] Ce modèle est aussi connu sous le nom HARMONIE-AROME, à ne pas confondre avec le modèle AROME utilisé par Météo-France

[11] La liste est loin d’être exhaustive ; les sites mentionnés sont ceux que j’utilise régulièrement

[12] License : Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

[13] Ce site offre une grande variété de données de qualité. Une partie de l’offre est payante.

[14] Concernant les modèles et les sources des modèles voir https://community.windy.com/topic/1... et concernant les modèles et les structures (framework) de modélisation voir http://www.nomads.ncep.noaa.gov/txt...

UP


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4 Messages de forum

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  • 18 avril 10:43, par yoruk écrire     UP Animateur

    Merci à DomH de partager cet excellent article. J’aime bien cette forme de pédagogie capable de rendre simple et accessible des données pouvant nous paraître complexes. Je vais commencer par placer une petite pierre à l’édifice :

    Il semble que parmi les fournisseurs de données permettant une visualisation régionnale, OpenSkiron offre une couverture WRF 4km, pour toute notre zone Atlantique, et pas seulement méditerranéenne.
    Voir ce lien : http://openskiron.org/en/wind-wave
    Michel, à Riposto

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    Répondre à ce message

  • 19 avril 08:04, par yoruk écrire     UP Animateur

    Cohérence

    Dans son introduction, DomH nous rappelle la nécessité, une fois les prédictions météo analysées, d’observer l’état du ciel et de la mer. C’est cette cohérence qui doit impérativement valider la prédiction.
    S’il y a incohérence, il y a fatalement un problème et des difficultés à venir. Il faudra alors se replonger dans les analyses, et comprendre pourquoi. Tant que l’on a pas éclairci le problème, il faut se considérer en sursis, et prendre des mesures sécurisant le bateau...
    Aujourd’hui, la 4G, en proximité côtière, les communications satellites au large, mais aussi la BLU, nous offrent les moyens d’une bonne communication. Cet article nous offre les outils basiques à mettre en oeuvre. Et comme l’écrivait « les Glénan » il y a 50 ans : observez, observez, observez... et dans 10 ans, vous ferez un météorologue honorable.
    Parmi les outils potentiels, et liés aux progrès des transmissions : le correspondant à terre. Pour sa version conviviale, ce sera un proche, un ami ou un parent vous connaissant bien, vous comme le bateau, marin et suffisamment expert en météorologie, qui pourra mobiliser à terre des renseignements météo, avec plus de moyens que vous au large.
    Ce qui m’est arrivé, en 2007, année où nous avons découvert les gribs (U Grib à l’époque, pour nous), pour traverser entre la Crète et Finike en Turquie

    A posteriori, belle démonstration de ce qu’il fallait faire, et c’est mon frère qui a pu analyser les options météo à Paris, grâce aux gribs et trouver l’option de 24 heures, vers Astipaléa, en nous déroutant complètement, où on restera bloqué presque une semaine, en sécurité, pour traverser tranquillement vers Tilos ; Kalimnos et Fethiye...

    Michel à Riposto...
    NB : pour le diapo, pensez à mettre du son...

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  • 5 octobre 15:30, par DomH écrire     UP

    Hello,

    Un complément concernant les sources de données libres, en l’occurrence sous la forme de fichiers grib : l’URL (https://opengribs.org/fr/gribs-fr) est régulièrement mise à jour sur les sources disoponibles.

    Vous en avez d’autres qui ne sont pas encore mentionnées, n’hésitez pas à le faire savoir sur : https://opengribs.org/fr/forum/grib.... Merci par avance.

    Excellente journée

    Répondre à ce message

  • 22 octobre 09:02, par DomH écrire     UP

    Bonjour,

    Dans les outils de visualisation et de routage, je n’avais pas mentionné Weather4D, à l’époque limité à la plateforme OSMac sur tablette ou smartphone avec uniquement le modèle GFS et une grande difficulté à intégrer de bonnes polaires.

    Je n’ai pas vraiment suivi les évolutions du produit. Je viens d’aller faire un tour sur leur site (https://www.weather4d.com). Les choses ont changé avec une mise à jour majeure (https://www.weather4d.com/2018/03/2...),
    Même si je ne suis pas vraiment un fan de la navigation s’appuyant sur une tablette (trop petit et un peu trop black box pour de la navigation hauturière où il faut parfois de l’imagination pour bricoler les pannes sans avoir à changer toute la pièce à chaque fois) ; il est important de mentionner cette évolution majeure rendant l’outil plus propice à son utilisation.

    Il y a un début d’ouverture pour l’OS Android, c’est encore très incomplet, mais probablement utilisable en navigation côtière (voir le comparatif : https://www.weather4d.com/fr/tablea...).

    Les manuels ne sont apparemment disponible que pour l’OS Mac, donc impossible d’avoir tous les détails concernant navigation et routage.

    Il apparaît cependant que de nombreux modèles numériques de prévision sont maintenant facilement accessibles moyennant abonnement annuel.

    Excellente journée

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