Des chercheurs financés par l'UE ont développé des prévisions probabilistes à la minute près pour les conditions météorologiques hivernales qui permettent au trafic aérien et aux exploitants d'aéroports de rendre leurs opérations plus efficaces et d'atténuer les risques.

Le projet Horizon2020 SESAR PNOWWA a développé des méthodes pour la prévision probabiliste à court terme du temps hivernal. Cette initiative de l'UE est financée dans le cadre de l'entreprise commune SESAR, un partenariat public-privé mis en place pour moderniser le système européen de gestion du trafic aérien (ATM). Ces méthodes évaluent également l'incertitude à l'aide de trajectoires 4-D pour faciliter l'ATM.

Le concept de trajectoires 4-D est basé sur l'intégration du temps dans la trajectoire 3-D d'un avion, lui permettant de voler de manière pratiquement illimitée, trajectoire optimale le plus longtemps possible. Pour y parvenir, cependant, l'avion doit respecter très précisément une heure d'arrivée sur un point désigné. La gestion de trajectoire 4-D est un concept nécessaire pour répondre à la croissance future du trafic aérien.

Les prévisions probabilistes sont utilisées dans les applications ATM pour soutenir la planification opérationnelle dans la gestion de surface et la prise de décision ATM, augmentant ainsi la capacité aéroportuaire, raccourcir les délais et promouvoir la sécurité. Le PNOWWA a étudié des techniques qui peuvent réduire la vulnérabilité de la planification des opérations ATM en raison de la difficulté à prévoir les phénomènes météorologiques hivernaux.

Des prévisions précises à court terme

Le « nowcasting » est une technique de prévision à très court terme, qui cartographie la météo actuelle, utilise ensuite une estimation de sa vitesse et de la direction de son mouvement pour prévoir le temps à court terme, en supposant que le temps se déplacera sans changements significatifs. Il est basé sur une extrapolation du mouvement des échos des radars météorologiques et peut être utilisé pour améliorer la prévisibilité des changements d'intensité des chutes de neige.

"Nous avons développé une méthodologie et un prototype de recherche capables de fournir un très court terme (0-3 heures, nowcast) prévisions météorologiques hivernales probabilistes de chutes de neige et de pluie verglaçante à intervalles de 15 minutes, ", explique le coordinateur du projet, le Dr Ari-Matti Harri. Le consortium visait également à améliorer la compréhension et la prévisibilité des changements d'intensité des chutes de neige causés par le terrain sous-jacent, comme les montagnes et la mer.

Par ailleurs, les chercheurs ont identifié et encouragé l'utilisation des prévisions de probabilité à plusieurs niveaux de la gestion des opérations ATM. Ils ont également appliqué des prévisions de probabilité à plusieurs activités aéroportuaires, notamment le dégivrage, équilibrage de la demande et des capacités aéroportuaires, et l'entretien des pistes du centre d'exploitation de l'aéroport.

Les activités supplémentaires comprenaient un débit de piste amélioré (procédures de faible visibilité), activités des tours distantes et équilibrage des capacités du réseau en comparant les probabilités de chute de neige sur tous les aéroports du réseau. « Nous avons mené des démonstrations de recherche à la fois hors ligne et en ligne sur le site de l'environnement d'utilisateur local représentant l'influence du terrain sous-jacent sur la précision des prévisions, " explique le Dr Harri.

Avantages futurs

Les partenaires du projet visent désormais à prolonger le délai d'exécution à 48 heures en incluant les prévisions du système de prédiction d'ensemble numérique (EPS) dans le nowcast actuel du PNOWWA. "L'EPS numérique serait mélangé et fusionné de manière transparente avec les prévisions immédiates probabilistes. Cela créerait une prévision étendue jusqu'à 48 heures, la prévision la plus fiable étant donnée pour les trois premières heures donnée par la méthode actuelle PNOWWA, " commente le Dr Harri.

Les réalisations du PNOWWA peuvent être utilisées efficacement dans la prise de décision collaborative aéroportuaire, dans les opérations dans des conditions de faible visibilité et dans les procédures de planification des opérations aéroportuaires. Les tours virtuelles distantes peuvent localiser les services ATM pour plusieurs aéroports à un emplacement central. Cela crée des possibilités de synergie et d'économies, une autre zone en développement qui pourrait à l'avenir bénéficier d'informations météorologiques hivernales probabilistes.