Jusqu'à présent, on partait du principe que le système de navigation GPS était indépendant des conditions météorologiques. Mais dans la nuit du 13 juillet 2021, une tempête exceptionnellement violente s'est abattue sur Zurich: des rafales de vent impressionnantes, des éclairs par dizaines et une pluie torrentielle ont tiré les habitants de leur sommeil. Cet épisode ainsi qu'un autre orage survenu le même été ont prouvé aux chercheurs de l'EPFZ que le GPS réagit en fait aux éléments qui se déchaînent.
Sur le toit de l'Institut de géodésie et de photogrammétrie du campus zurichois d'Hönggerberg, une station de mesure enregistre 24 heures sur 24 les signaux de différents systèmes de satellites. Pendant les tempêtes, il s'est avéré que les fortes précipitations avaient une influence sur le rapport signal/bruit de la réception. Celui-ci indique la puissance des signaux qui nous parviennent sur la Terre. Plus le rapport est élevé, meilleure est la qualité du signal.
Lors d'une pluie normale, le rapport signal/bruit du GPS ne change guère, comme le rapportent les chercheurs dans une étude publiée dans la revue Geopyhsical Research Letters. Pendant l'orage en revanche, le rapport a baissé en flèche.
Une comparaison avec des travaux sur le même sujet de l'Université de Berne a souligné une concordance, confortant les chercheurs dans leur idée que des précipitations soutenues provoquent la baisse soudaine du rapport signal/bruit. Ils doivent encore déterminer si c'est la pluie ou la grêle qui a une plus grande influence et, le cas échéant, pourquoi.
Ce qui est sûr, c'est que les données GPS sont suffisamment sensibles pour détecter les perturbations atmosphériques. Cette nouvelle perspective d'utilisation des données de navigation par satellite en météorologie pourrait permettre d'anticiper certains épisodes, ce qui est jusqu'à présent plus difficile que de déterminer à l'avance des températures. Un modèle de prévision pour l'alerte aux tempêtes devrait ainsi en découler.
Pour une détection précoce des orages, il faudrait un réseau de stations de mesure très dense. «Si l'on disposait par exemple de trente ou quarante récepteurs fixes autour de Zurich, il serait possible de détecter un événement météorologique extrême au-dessus de la ville de manière précise et aussi à moindres frais», explique Benedikt Soja, professeur de géodésie spatiale, sur le site de l'EPFZ.
Un tel système pourrait par exemple être utilisé à l'avenir pour augmenter la sécurité du trafic aérien.
Traduit de l'allemand par Valentine Zenker
