Comment mesure-t-on le vent en mer?

Jadis l'homme utilisait la girouette, une invention datant de la Grèce antique, pour connaitre la direction du vent. Plus tard, au XVe siècle, Leone Battista Alberti, un Gênois, inventa l'anémomètre. Depuis, de nombreuses variantes de ces deux outils ont été conçues. L'Histoire nous prouve que l'homme a toujours compris la nécessité de mesurer la force du vent et sa direction, surtout dans le domaine de la navigation.

Aujourd'hui, au XXIe siècle, connaître la force du vent et sa direction est toujours nécessaire. Et pour cause de nombreux secteurs économiques en dépendent: aviation, production d'énergie, construction, agriculture, sport...

Mesurer le vent, sa direction et sa force, est également indispensable pour la prévision du temps à grande échelle. Aujourd'hui avec les nouvelles technologies, nous sommes capables de mesurer le vent sur toute la surface du globe que ce soit sur terre ou en mer. Ces données météorologiques, après analyses informatiques, permettent notamment de prévoir la formation des cyclones mais aussi de connaitre la force des vents au sein de ces phénomènes météorologiques.

Sur terre il paraît évident qu'on utilise les stations météorologiques. Ces stations météorologiques relèvent diverses observations météorologiques dont la force et la direction du vent et les envoient aux centres météorologiques nationaux qui les exploitent pour leurs prévisions.

Mais comment fait-on pour mesurer le vent en mer?

L'océan recouvre environ 70% de la surface de notre planète. Ainsi faire abstraction des observations météorologiques en mer c'est accepter de faire des prévisions à grande échelle complètement erronées et donc bannir les modèles de prévisions tels que GFS, ECMWF, CMC...

Les navires

Les premiers instruments de mesure en mer sont les navires. Certains d'entre eux envoient automatiquement et bénévolement des données météorologiques aux centres météorologiques nationaux. Mais voilà, le trafic maritime mondial se concentre principalement dans l'hémisphère nord. Le sud est ainsi complètement défavorisé en matière de traffic. Le maillage d'observations météorologiques en mer est complètement déséquilibré. Heureusement qu'il ne s'agit pas du seul moyen de mesure!

Trafic maritime mondial (source: agoravox.fr)

Les bouées météorologiques

Pour mesurer le vent en mer, on utilise également des bouées météorologiques. J'en parlais déjà dans cet article. Brièvement, ces bouées peuvent être fixes ou dériver au gré des courants marins et envoient continuellement des données météorologiques aux satellites qui les renvoient aux différents centres météorologiques nationaux. Même si les bouées sont nombreuses elles ne permettent pas pour autant une mesure sur toute la surface du globe.

Les satellites

C'est là que ça devient intéressant. On peut aussi estimer la force et la direction du vent grâce à certains satellites et surtout grâce au "matos" ultra-sofistiqués qu'ils embarquent. Mais comment ces appareils placés en orbite à près de 1000 km d'altitude arrivent-ils à connaître la force et la direction du vent?

      - Le diffusiomètre

Le diffusiomètre agit un peu comme un radar météorologique, à la différence qu'il va envoyer des impulsions électromagnétiques vers la surface des océans. En analysant la rétrodiffusion du signal on va obtenir l'amplitude des vagues. Les trois antennes du diffusiomètre permettent de connaitre la direction des vagues. On arrive ainsi à obtenir une estimation de la force et de la direction du vent.

Actuellement le diffusiomètre le plus connu est Ascat (Advanced SCATterometer), qui donne des informations importantes sur la force de vents générés par les cyclones tropicaux. Celui-ci est exploité par ESA/Eumetsat. RapidScat est un autre diffusiomètre connu, exploité par la NASA et installé sur la station spatiale internationale.

(c) Eumetsat

       - Le radiomètre micro-ondes

Windsat est quant à lui un radiomètre micro-ondes qui va, comme son nom l'indique, mesurer le rayonnement micro-ondes émis par l'océan. Cette mesure est faite à des angles différents et à des fréquences radio différentes ce qui permet de calculer non seulement la force et la direction du vent mais aussi la température de surface des océans (les fameuses SST), la totalité de l'eau précipitable, l'humidité relative... autant de données indispensables pour la prévision à grande échelle.

Sources:
http://winds.jpl.nasa.gov/missions/RapidScat/
http://oceanworld.tamu.edu/resources/ocng_textbook/contents.html
http://www.esa.int/esapub/bulletin/bullet102/Gelsthorpe102.pdf