Observer les risques « medicane »

Préambule

Spécifiques du climat méditerranéen, de plus en plus décrits, rarement prévus, les medicanes représentent un risque majeur, pour les bateaux de plaisance, dangereux, parce que difficilement prévisibles, que ce soit du fait de leur puissance destructrice ou de leur trajet et calendrier.

• D’abord, défini par René Mayençon, le précurseur : développement de cellules convectives organisées conduisant à des « dépressions à centre chaud » de structure identique à celle des cyclones tropicaux, avec un œil central et les vents les plus forts en bordure de l’œil. Celà reste encore, aujourd’hui la seule définition d’un medicane. Il faudra attendre la création d’un œil central , d’une ceinture nuageuse et d’un centre chaud, pour officiellement reconnaître son existence. Généralement entre 48 et 72 heures avant son impact à terre
  • Suffisant pour déclencher une alarme à terre et sécuriser les pots de fleurs
  • Très insuffisant pour trouver un abri tout temps pour des bateaux de plaisance lents et difficilement manutentionnables.
• Les modèles météorologiques, peuvent aujourd’hui permettre d’envisager des options sécuritaires. Mais, il faut pouvoir compter sur des moyens centralisés de suivi et de traitement des hypothèses :
  • Ce qui se fait très bien pour le suivi des ouragans atlantiques et pacifiques, essentiellement grâce au NOAA/NHC, voir cet exemple : https://www.nhc.noaa.gov/archive/20...
  • Ce qui sera difficilement envisageable en méditerranée, où il faudra coordonner des informations venant d’Egypte, de Lybie, de Tunisie, d’Algérie, de Malte, des Italies, d’Espagne, de France, d’Albanie, de Grèce et de Turquie.
  • Il reste cependant, la possibilité de reproduire la démarche du NHC, en nous appuyant sur des moyens similaires, moyens individuels, limités, mais tous comptes faits efficaces.

Table des chapitres

• 1. Les moyens de prévision
• 2. Sources des modèles
• 3. Outils de prévision
• 4. Les modèles grib utilisés pour le suivi du medicane Apollo
  • 4.1 Grib GFS 13 km
  • 4.2 Grib ICON.EU 7 km
  • 4.3 Grib OpenWRF 4 km
• 5. Les outils de contrôle
  • 5.1 Analyses de Surfaces
  • 5.2 Analyses des variables en altitude
  • 5.3 Analyses des positions géopotentielles
  • 5.4 Analyses des situations vues du ciel
• 6. Cas concret : suivi du medicane Apollo
  • 6.1 Phase 1, recherches du 18 au 20/10/2021
  • 6.2 Phase 2, recherches du 22 au 24/10/2021
  • 6.3 Phase 3, recherches du 25/10/2021
  • 6.4 Phase 4, recherches du 26 au 28/10/2021
  • 6.5 Phase 5, recherches du 29/10/2021
• 7. Organigramme du traitement des Gribs, sous XyGrib
• 8. Organisation du calendrier de prévisions
• 9. Historique des gribs
  • 9.1 Historique des gribs GFS
  • 9.2 Historique des gribs ICON.EU
  • 9.3 Historique des gribs OpenWRF
• 10. Liens utiles

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Rappel sur les moyens de prévisions

Les prévisionnistes météo s’appuient sur des moyens puissants utilisant les données collectées dans le monde entier. Les modèles mathématiques calculeront les interactions et en tireront des prédictions diffusés au moyens de fichiers grib.
Nous avons accès à ces fichiers grib, sachant que chaque modèle est plus au moins performants pour une donnée météo type. Il est donc recommandé de choisir un modèle universel, reconnu et présentant une large palette de données (surface, altitude et océaniques), et d’outils de traitement, qui permettront de mettre en évidence les risques potentiels.

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Les sources des modèles

• Trois sources gratuites [1] pour la Méditerranée :
  • NOAA/GFS : calcul de résolution : 0.25°, résolution d’édition : 0,5°, cycles : 00, 06, 12, 18 UTC, période : 1 à 10 jours, pas : 3 heures. [2]. La dernière version des GFS a augmenté la puissance de calcul en altitude, en la faisant passer de 58 à 127 niveaux.
  • ICON.EU fourni par Deutschewetterdienst (DWD) - résolution : 0.05° - cycles : 00, 06, 12, 18 UTC - période : 1 à 5 jours - pas : 1 heure
  • OpenWRF 4 km - résolution : 4 km - cycles : 00 UTC - période : 2 jours - pas : 1 heure

• Observation sur ces sources : On observera la procédure recommandée par Lysigée
  • Suivre au quotidien les prévisions à 10 jours des GFS pour établir un contrôle journalier. Les prévisions du jour devront être cohérentes avec celles des jours précédents.
  • Si on note une incohérence, il faudra contrôler et comparer les GFS par une interrogation avec les ICON.EU sur 5 jours
  • Touche finale, en contrôlant les gribs à 48 heures des OpenWRF 4 km
• Moyens d’observation et d’archivage
  • une simple observation visualisée sur Windy peut suffire au quotidien en situation claire et sans risque. Windy permet sur cette zone, l’interrogation des GFS sur 10 jours, et des ICON.EU sur 5 jours. Il permet aussi, mais ce sera traité plus tard une interrogation de la situation satellite sur les 12 heures précédent l’heure d’enregistrement du fichier grib.
  • Mais, dès qu’un doute se lève, il faudra pouvoir archiver les gribs pour pouvoir les traiter puis les consulter en historique. Ces fichiers peuvent peser lourd, plus 50 Mo, seul un PC offrira ces moyens, en excluant formellement tablettes et smartphones.

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les outils de prévision

Ophelia du 05 au 17/10/2017

Ophelia situation et prévisions du jeudi 12

A une moindre échelle (très !!!) nous pouvons reproduire la démarche des prévisionnistes de la NOAA/NHC en suivant au quotidien l’évolution des prévisions sur 10 jours du modèle mondiale GFS, éventuellement complété par une interrogation des gribs du modèle ICON.EU à 5 jours et ceux du modèle OpenWRF 4 km à 48 heures. ce qui correspond exactement aux hypothèses développées par les prévisionnistes NOAA/NHC.

Exemple : le trajet du cyclone Ophelia en octobre 2017, suivi par la NOAA/NHC et les prévisions des GFS reportées sur OpenCPN (ou ScanNav, dans tous les cas un programme de navigation électronique que vous maîtrisez ), et tenu en historique. Le suivi historique peut se faire avec une représentation graphique comme ci-joint, elle peut aussi se faire en archivant des relevés XyGrib, tenus en annexe.

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Les modèles grib utilisés pour le suivi du medicane Apollo (29/10/2021)

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Grib GFS 13 km  [3], contrôle par le suivi en historique, 10 jours

prévisions du 18

Prévisions du 20

Prévisions du 24

Prévisions du 25

Prévisions du 27

• Prévisions du 18 à 18Z, pour le 25 à 18Z (soit J + 7). Elle fait apparaitre une dépression présentant un cœur isolé. C’est un risque de medicane. Partie des côtes libyennes, le 23, à J + 10 ce modèle voit cette dépression se combler sur Corfou.
• Prévisions du 20 à 18Z, partie du 23 sur la côte libyenne, la dépression gagne le centre de la mer Ionienne où elle fait une boucle, en impactant la Sicile et la Calabre, avant de se combler, toujours sur Corfou
• Prévisions du 24 à 18Z pour le 29 à 03 Z. La dépression centrée au milieu de la mer Ionienne, fait apparaitre une dépression secondaire au large de la Sicile, dans le prolongement d’un thalweg. C’est une incohérence avec les prévisions de la veille, qui doit déclencher un contrôle avec les gribs ICON.EU, voire les OpenWRF 4 km.
• Prévisions du 25 à 18Z, pour le 28 à 03Z. GFS centre la dépression sur Malte et modifie son trajet en direction du canal de Sicile, puis contourner la Sicile par l’ouest, pour se combler en mer Tyrrhénienne.
• Prévisions du 27 à 00Z, pour le 29 à 06Z. GFS modifie son trajet, avec un impact le 29 sur la cote orientale sicilienne, puis son contours par le détroit de Messine vers la mer Tyrrhénienne, où la dépression se comblera.

Si les GFS ont bien vu le risque medicane, le modèle a modifié 3 fois le trajet, en identifiant bien le risque d’impacte sur la Sicile le 29. La route véritable par le retour vers la Libye, ne sera proposé que le 30. Cependant, les GFS ont rempli leur rôle d’avertisseur d’alerte, en montrant dès 19, soit 10 jours avant l’impacte, le risque de Médicane. En outre, lu par XyGrib, ces gribs fournissent des renseignements permettant une pré identification du risque medicane : température du coeur chaud, RH de la colonne d’air, altitude géopotentielle, Skiew-T et l’état de cisaillement des vents de la colonne d’air

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Grib ICON.EU 7 km , contrôle par le suivi en historique, 5 jours

Prévisions du 26

Prévisions du 26

Prévisions du 26

Prévisions du 27

Prévisions du 29

• Prévisions du 26 pour le 27, le 28 et le 29, le modèle ICON.EU propose des prévisions sur 5 jours, avec une définition plus fine que les GFS, mais sans les outils d’identification proposés par les GFS. Il permet de recadrer le trajet et son calendrier. En l’occurrence :
  • le 27, il montre la présence d’un centre dépressionnaire isolé, avec un œil calme au centre, pression 1007 hPa
  • le 28, il confirme le creusement à 1000 hPa, au large de Syracuse
  • le 29, il présente un resserrement de la dépression, sans changement de pression, mais avec un renforcement des vents et des rafales à plus de 60 nds, sur le détroit de Messine.
  • le 30, il fait passer la dépression de l’autre coté du détroit, et l’a fait se combler sur les iles Eoliennes.
• Prévisions du 27 : le trajet est modifié, ne franchi pas le détroit de Messine, et impacte Riposto où la dépression se comble le 30, avant de reprendre la direction du SE le 31
• Prévisions du 28 : le trajet est à nouveau modifié, montrant l’impact sur Syracuse le 29, sans se combler, puis un retour vers la Libye le 30
• Prévisions du 29 (le 30 00Z) : impact sur Syracuse, puis retour immédiat vers la Libye, en se creusant le 31 06Z.

Ce ne sera que le 28 que le modèle ICON.EU validera la bonne option d’impact sur Syracuse pour le 29, et surtout la modification de la route de retour vers la Libye en se creusant. Une journée plus tôt que les GFS.

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Grib OpenWRF 4 km , contrôle par le suivi en historique, 48 heures

situation le 28 (prévisions du 27 18Z) Le medicane impacte la cote SE de la Sicile, sans s’y combler, il reste au large. Les terres impactée seront plus gravement atteintes par la pluie, que par le vent situation le 29 (prévisions du 28 18Z), confirmation des prévisions de la veille situation le 30 (prévisions du 29 18Z), sans se combler, le medicane fait route au SE, en direction des cotes libyennes ; qu’il atteindra sous 48 heures en se creusant un peu.

Prévisions du 27 18Z

Prévisions du 28 18Z

Prévisions du 29 18Z

Les WRF d’OpenSkiron (OpenWRF 4 km) donnent exactement la route et le calendrier du medicane. Malheureusement handicapés par leurs délais d’horizon (48 H) et le décalage d’édition ( Pour la Sicile, comme les iles Ioniennes, la Sardaigne ou l’Egée l’édition matinale vers 03:00Z, laissent deux journées de navigation, pour les zones Adriatique, l’édition vers 09:00Z, limite le temps de couverture). Pour la zone Sicile concernant le medicane Apollo, les prévisions du 27 18Z, couvraient précisément les risques jusqu’au 30 00Z, y compris le 29 06Z, date et heure d’impact du medicane soit une marge de 27 heures, en dernier recours, assez sur cette zone pour gagner les abris de Licata, Ragusa, Catane ou Riposto.

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Les outils de contrôle

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Analyses de Surfaces , contrôles par les moyens expertisés, 4 jours

MetOffice prévisions pour le 29/10

Analyse de surface du 29/10 12Z Wetter3.de

Situation du 26/10 pour MetOffice

• Situation le 26
  Une petite dépression, prolongeant un front occlus se déplace depuis le golfe de Syrte, vers la Sicile. Elle est précédée d’un autre front occlus qui ondule entre Sardaigne, Sicile, Calabre et la Crète
• Situation le 29
  Wetter3.de édite aussi des analyses de surfaces. Plus limitée que celles de MetOffice, en particulier pour le suivi des thalwegs, elles font apparaitre en clair la spécification « medicane Apollo »
• Prévision du 26 pour le 29
  Pour MetOffice, impact du medicane, la dépression s’est creusée, précédée d’un front chaud se comblant et suivi de 3 thalwegs. On observe un gradient de 15 hPa entre la Sicile et Rome.

Les analyses de surface, expertisées par un météorologiste, offrent l’avantage de valider (ou invalider), les sorties brutes de machine des modèles. Dans le cas du medicane Apollo, l’analyse de surface du 26 montre clairement le risque exposé par la prévision pour le 29. Les analyses de Wetter3.de indiquent le nom du phénomène, confortant définitivement la présence du medicane.

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Analyses des variables en altitude , contrôles par les moyens de Wetter.de

Vorticité relative 850 hPa

Vorticité relative 300 hPa

500 hPa - Rel Top - MSL

• Synthèse d’instabilité, par l’altitude géopotentielle à 500 hPa + pression au sol + épaisseur de la couche d’air comprise entre 1000 et 500 hPa.
  • lien : Wetter3.de RelTop
• Indice de tourbillon : potentiel de vorticité à 300 hPa
• Indice de tourbillon : potentiel de vorticité à 850 hPa

Ces indices permettent de mesurer les risques d’instabilité de la troposphère, avec le positionnement des masses d’air en altitude : d’abord par la pression au sol, puis par l’altitude géopotentielle à 500 hPa, et enfin par la manifestation de l’épaisseur de la couche d’air entre 1000 et 500 hPa (plus elle est mince, plus elle est instable)
Les indices de vorticité mesurent le potentiel de tourbillon à 300 hPa (au sommet de la troposphère) et à 850 hPa ( à une altitude dégagée des turbulences des reliefs)
Tous vous permettront d’apprécier les risques de déclenchement d’un medicane

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Analyses des positions géopotentielles , contrôles par les moyens XyGrib

Skiew-T

température 2 m

Alignements

• XyGrib et les GFS affiche l’alignement du centre de pression MSL et de l’altitude géopotentielle à 500 hPa
• Ils permettent aussi l’affichage des températures à 2 mètres, permettant l’identification d’un coeur chaud
• En téléchargeant l’option Skiew-T dans les données d’altitude, XyGrib permet la mise en évidence de la structure du vent en altitude.

Plus de détails, ici [4]

“L” le centre des pressions MSL (au niveau de la mer) et “D” le centre de l’altitude géopotentielle à 500 hPa sont alignés, signe de grande instabilité.
L’affichage des températures à 2 mètres, permet d’identifier la chaleur du cœur du système
L’émagramme Skiew-T met en évidence la structure de l’atmosphère en altitude : présence d’humidité, niveau des nuages, cisaillement du vent. Cet élément ne fonctionne qu’avec les GFS, préalablement initialisé au téléchargement.

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Analyses des situations vues du ciel , contrôles par les images satellite

20211030 06Z

20211029 12Z

20211028 06Z

Les photos satellite, permettent pratiquement d’identifier en temps réel la nature de la couverture nuageuse (H - 01:30 pour Eumetsat)

• le 28 à 06Z, la dépression partie de Libye, n’est pas encore au stade d’un medicane
• le 29 à 12Z, le medicane est à un stade mature au large de Syracuse
• le 30 à 06Z, le medicane a régressé au stade de dépression. Elle se dirige vers la Libye

Windy offre aussi une option de visualisation d’images satellite, mais il faudra faire une copie d’écran pour l’archiver. Eumetsat permet d’enregistrer des images voire, des vidéos, il faudra s’inscrire sur leur site (gratuit)

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Cas concret : suivi du medicane Apollo (29/10/2021)

Historique des recherches

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Phase 1, recherches du 18 au 20/10/2021

• Les GFS indiquent un risque medicane le 18, depuis le Golfe de Syrte, et impactant Corfou le 28 à 00Z
• Confirmé le lendemain avec un impact sur les iles Ioniennes le 25 à 18Z
• Rectification le lendemain, mais toujours sur le même trajet, avec un impact sur Preveza le 28 00Z
• L’historique est cohérent et les traces convergent
• Le run du 20 montre pour le 26 la présence d’un œil chaud, au centre d’une dépression active.
• Suite : suivi de l’évolution et contrôle du potentiel medicane, le 21, sous GFS.

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Phase 2, recherches du 22 au 24/10/2021

• On constate une divergence par rapport aux prévisions de la phase 1.
  • seule la prévision du 22 démarre le parcours de la dépression depuis le Golfe de Syrte, celles du 23 et du 24 partent du cap Bon
  • La prévision du 24 00Z se comble le 30 au centre de la mer Ionienne. Les deux autres impactent la cote libyenne, à la hauteur de Benghazi, le 30 et le 31.
  • La dépression prévue par le run du 24 18Z, se creuse avant de percuter la cote libyenne. Présentant cependant, le 28 12Z, un centre dépressionnaire sans vent et un coeur chaud, on ne peut pas exclure un risque potentiel de medicane.
• Il y a une incohérence avec les prévisions de la veille, en conséquence, pour le demain, les recherches sur les GFS seront confortées par une interrogation des Gribs ICON.EU, voire des gribs OpenWRF 4 km.

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Phase 3, recherches du 25/10/2021

• La situation des prévisions est brutalement incohérente avec celles recueillies depuis la phase 1.
  • les prévision des gribs GFS démarrent du centre de la mer Ionienne, puis se dirigent en se creusant, vers le canal de Sicile, en contournant la Sicile par le Sud Est.
    • la dépression, virulente au large de Licata, ne présente jamais les caractéristiques d’un phénomène “médicane”.
    • Elle finira par se combler entre Sicile et Sardaigne le 29 12Z
  • pour les gribs ICON.EU, la dépression contourne la Sicile par le NE, en se creusant au maximum aux pieds de l’Etna, vers Riposto, sans atteindre non plus le niveau d’un medicane
  • elle se comblera, en mer Tyrrhénienne, sur la cote nord sicilienne

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Phase 4, recherches du 26 au 28/10/2021

Tous les gribs confirment un risque fort pour la cote ionienne de Sicile. Tous démarrent du centre de la mer Ionienne, présentant des dépressions orageuses violentes, et tous proposent un retour du phénomène vers la Libye, après un impact sur la cote orientale sicilienne.

• les gribs GFS du 26, font atterrir la dépression à la limite de la frontière entre la Libye et la Tunisie.
• les gribs ICON.EU confirment le parcours avec un retour vers Benghazi
• les GFS du 27 et 28 consolident les hypothèses d’un medicane et d’un parcours au retour vers la Libye, après avoir frappé la Sicile.
• les gribs OpenWRF 4 km indiquent un impact potentiel le 29 à 12Z
• le 28, les informations des analyses de surfaces, et les photos satellite, montrent que le medicane est arrivé à maturité

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Phase 5, recherches du 29/10/2021

La phase 5 marque l’impact du medicane mature au large de Syracuse, le 29 octobre 2021 à 12Z. Confirmé par les gribs GFS, ICON.EU et OpenWRF, vérifié par les analyses de surface expertisées, et par les photos satellites.

• tous les modèles sont en accord pour la date, l’heure, la puissance et l’emplacement de l’impact.
• les modèles sont aussi d’accord sur l’évacuation du medicane, ramené au stade de dépression, qui se comblera le 30 sur les cotes libyennes.

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Historique des Gribs

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Organigramme du traitement des Gribs, sous XyGrib

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Organisation du calendrier de prévisions

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Historique des gribs GFS

du 26/18Z pour le 29/18Z

du 27/18Z pour le 29/18Z

du 28/18Z pour le 29/18Z

du 29/18Z pour le 29/18Z

du 29/18Z pour le 30/09Z

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Historique des gribs ICON.EU

du 27/00Z pour le 29/18Z

du 27/18Z pour le 29/18Z

du 28/18Z pour le 29/18Z

du 30/00Z pour le 30/00Z

du 30/00Z pour le 30/09Z

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Historique des gribs OpenWRF 4 km

Hors date

du 27/18Z pour le 29/18Z

du 28/18Z pour le 29/18Z

du 29/18Z pour le 30/00Z

du 29/18Z pour le 30/09Z

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Liens utiles

• Sites de prévision
• Phénomènes extrêmes
• XyGrib
• ZyGrib