Informations météorologiques bien en dessous de zéro degré

De nouvelles connaissances

Dans quelles circonstances apparaissent les nuages en banderoles ? Quelle quantité de neige recouvre la Zugspitze en Allemagne ? Quel est le taux de réflexion nécessaire pour évaluer les ultra-violets sur le plateau de la Zugspitze ? De quelle distance se sont éloignées les plaques continentales européenne et américaine l'an dernier ? Ce ne sont que quelques questions parmi toutes celles qui préoccupent les scientifiques de l' Institut météorologique de l'université Ludwig-Maximilian à Munich (MIM) et de l'agence fédérale de cartographie et de géodésie (BKG). Les réponses à ces questions fournissent des indices importants sur le développement du climat et du temps, mais aussi sur les événements et les mouvements qui agitent le noyau terrestre.

En dessous de zéro

A la recherche de ces réponses, les scientifiques doivent souvent faire face à des conditions extrêmes. Le MIM, par exemple, utilise une station météorologique située à 2 965 m sur le plus haut sommet allemand, la Zugspitze. Le BKG, quant à lui, participe au projet de Station de réception allemande dans l'Antarctique (GARS) à O'Higgins en Antarctique. Sur le site de la GARS, un radiotélescope collecte en permanence des données sur la tectonique des plaques, et notamment sur la dérive des continents. Et, si la température au sommet de la Zugspitze peut descendre en dessous de -25°C, en Antarctique elle peut atteindre -40°C et être accompagnée de vents soufflant à 200km/h.

Des images venues du froid

Aucun scientifique ne peut travailler de manière permanente dans de telles conditions. Toutefois, les nuages et les conditions météorologiques, ainsi que la position du télescope devant être surveillés en permanence, les chercheurs se fient à la technologie d'enregistrement d'images numériques. Le seul problème consiste à trouver une caméra fiable dans de telles conditions.

Une caméra qui résiste au soleil

L'institut météorologique de Munich utilise en tout trois caméras de réseau MOBOTIX pour documenter en permanence les conditions météorologiques, fournir des mesures de routine supplémentaires et pour obtenir davantage de renseignements dans le cadre des différents projets de recherche. Une caméra est installée sur le toit de l'institut pour que les visiteurs du site Web puissent non seulement vérifier eux-mêmes les données météorologiques, mais également voir le résultat concret en images (afficher). Chaque jour, des films au format mpeg sont générés à partir de nombreuses images, afin de démontrer la dynamique des processus atmosphériques aux étudiants du MIM. “Autrefois, nous utilisions une autre webcam,” raconte Heinz Lösslein, météorologue. “Mais au bout d'un certain temps, cette caméra présentait des brûlures sur le capteur d'images à cause de l'exposition au soleil. Or, les caméras météorologiques sont souvent exposées au soleil,” déclare-t-il. Le scientifique recherchait une autre solution sur Internet et est finalement tombé sur la solution de MOBOTIX. “Ce qui est étonnant, c'est que cette caméra résiste au soleil. Elle, représente donc un très bon choix pour nous,” ajoute Heinz Lösslein.

Au sommet

La seconde caméra est située à la station de recherche sur l'environnement du Schneefernhaus (UFS) à une altitude de 2 650 m sur le versant sud de la Zugspitze. Les images enregistrées sont utilisées pour estimer le rayonnement ultra-violet mesuré. Pour voir une vue magnifique depuis le sommet de la Zugspitze, cliquez ici. Et pour finir, une autre solution MOBOTIX a été installée sur la plate-forme d'observation du service météorologique allemand (DWD), sur la Zugspitze, à un endroit où aucune connexion Internet n'est possible. C'est la raison pour laquelle un mini réseau y a été installé, composé d'un ordinateur Linux et d'une caméra. Cette configuration est utilisée pour observer en permanence une partie du pic orientée à l'ouest afin de documenter la formation de nuages en banderole. Pendant la journée, la caméra enregistre une image au format jpg toutes les cinq secondes. La nuit, l'ordinateur génère un film au format mpeg à partir de ces images individuelles, qui est ensuite envoyé à l'institut météorologique de Munich pour évaluation.

Fonctionnement par temps de gel

"La condition requise pour un fonctionnement sur la Zugspitze était que la caméra résiste à des températures inférieures à -25°C", explique Mario Mech, météorologue. "C'est pour cette raison que nous avons testé la caméra à l'institut avant de l'installer pendant toute une semaine dans un environnement à -35°C et elle fonctionnait à merveille," ajoute-t-il. L'un des principes de conception des caméras MOBOTIX est la solidité. Pour cela les caméras ne disposent pas de pièces amovibles, tels que zoom ou mécanisme de d'affichage de panorama ou d'inclinaison. “De plus, Linux est très apprécié en tant que système d'exploitation de la caméra dans le milieu universitaire,” insiste Joachim Reuder, chargé du projet UFS. “Et pour couronner le tout, aucune autre caméra ne propose autant de fonctions de réseau (telles que ftp, courriers électroniques et nfs). A ma connaissance, aucun système vidéo n'est mieux adapté à nos besoins," résume-t-il.

Toujours au courant

Au début, une caméra analogique était sensée surveiller le radiotélescope 24 heures sur 24 à partir d'une fenêtre de la station de réception allemande en Antarctique (GARS). “Malheureusement, la caméra ne répondait à nos attentes que lorsqu'il y avait assez de luminosité à l'extérieur et que la fenêtre n'était pas recouverte par la neige,” se souvient Reiner Wojdziak, informaticien, qui passe plusieurs mois chaque année en Antarctique. Comme cette solution ne lui convenait pas, il a recherché des informations sur les caméras extérieures de haute qualité et a finalement jeté son dévolu sur trois fabricants. "Et la caméra MOBOTIX a laissé la meilleure impression," explique le scientifique. Ainsi, elle a été installée sur le mur extérieur de la station, à un endroit protégé où elle doit résister à une température de -40°C. La caméra est intégrée dans le réseau LAN de la station et fournit des images en temps réel sur ce sous-réseau. Afin d'économiser les capacités de transfert, les images actuelles sont envoyées uniquement toutes les 10 minutes sur Internet par satellite (afficher). “Depuis que la caméra MOBOTIX a été installée, nous pouvons en permanence voir le radiotélescope et donc en surveiller la position,” rapporte Reiner Wojdziak. "Nous sommes tout à fait satisfaits de cette solution," insiste-t-il.