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Depuis sa création en 1913, l'IRM s'investit dans des recherches de pointe couvrant un spectre très large de domaines d'intérêt tant fondamental qu'appliqué. L'atmosphère, l'espace et l'environnement terrestre en général - domaines de compétence de l'IRM - constituent en effet un cadre unique où l'on assiste à des manifestations diverses, inattendues, souvent spectaculaires, des lois de la nature sur des échelles qui dépassent de loin celles d'un laboratoire scientifique traditionnel. L'observation, le suivi, l'analyse, la compréhension qualitative, la modélisation mathématique détaillée et, enfin, la prévision de l'ensemble de ces phénomènes nécessitent la mise en place d'approches théoriques et expérimentales novatrices. La collectivité demande que celles-ci aboutissent, à brève ou moyenne échéance, à des produits spécifiques, à la hauteur de l'importance capitale que revêtent le temps et le climat sur le plan de la sécurité tant individuelle que nationale, des activités économiques et de la cohésion sociale. La principale thèse qui sous-tend la recherche effectuée au sein de l'IRM est que ce type de produit ne peut être développé que par l'élargissement de la connaissance sur les processus qui sous-tendent le temps et le climat. C'est pourquoi lors d'une restructuration intervenue en 1999, l'IRM s'est doté d'un département spécifique de recherche. Aux activités de celui-ci s'ajoutent des recherches conduites par les départements responsables des services opérationnels aux usagers et des observations. Tout en favorisant la créativité individuelle, principal moteur d'une recherche novatrice, l'IRM s'investit activement dans des projets collaboratifs regroupant plusieurs unités ou différents départements en son sein, plusieurs établissements fédéraux ou Institutions universitaires belges, ou enfin des réseaux multinationaux. L'obtention de financements permettant de soutenir ses collaborations constitue une des tâches prioritaires de l'IRM.

Concrètement, les recherches effectuées s'articulent principalement sur les thèmes suivants.

1.Prévision du temps. Prévoir le temps n'obéit pas à des règles rigides. Il nécessite la connaissance des mécanismes qui régissent le comportement de l'atmosphère, afin d'interpréter au mieux les indications fournies par les observations. Actuellement l'approche traditionnelle de la prévision est complétée et affinée par les informations provenant des modèles numériques du temps, ce qui permet d'allonger l'échéance des prévisions. Depuis 1996 l'IRM est impliqué dans un projet multinational de développement d'un modèle régional de haute résolution spatiale (modèle ALADIN). Ce programme suscite des problèmes de recherche divers actuellement en cours d'investigation tels que la façon de paramétriser certains processus à petite échelle ; la façon dont le modèle régional est couplé à ses bords avec un modèle de prévision globale ; la capacité de prévoir des phénomènes extrêmes.

2.Problèmes fondamentaux de la science de l'atmosphère et du climat. La variabilité et l'instabilité de l'atmosphère et du climat constituent les principales causes des limitations bien connues d'effectuer des prévisions fiables au-delà d'un certain laps de temps. L'origine de ces propriétés fait l'objet de recherches actives basées sur les outils et concepts de la théorie du chaos et de la science des systèmes complexes. Celles-ci débouchent notamment sur des schémas de corrections des erreurs de prévision, sur une approche probabiliste de la prévision, ainsi que sur l'identification des mécanismes d'apparition, des lois dynamiques et des propriétés statistiques d'événements extrêmes.

3.Le cycle hydrologique. Une partie des recherches dans ce domaine porte sur la sensibilité du cycle à d'éventuels changements climatiques. Sur un plan plus appliqué, des modèles hydrologiques de prévision quantitative de précipitations sont développés en vue d'instaurer une procédure d'alerte précoce aux crues. Enfin, une analyse des données fournies par des satellites météorologiques est effectuée dans le but d'une estimation fiable des variables hydrologiques.

4.Systèmes d'observation. L'IRM dispose de banques de données couvrant des longues périodes de temps. Le contrôle de qualité de ces mesures, le développement de méthodes statistiques de détection et de correction des erreurs et l'analyse statistique des séries d'observations constituent une tâche importante. L'exploitation de ces résultats ouvre la voie à des recherches diverses portant notamment sur l'ozone et les aérosols et leur effet sur le rayonnement solaire à proximité du sol. Par ailleurs, l'utilisation des données de précipitation et de vent fournies par les radars météorologiques permet d'effectuer des prévisions à très court terme sur des périodes qui ne sont pas couvertes par les modèles de prévision numérique du temps, ainsi que de développer des processus d'alerte relative à des conditions météorologiques extrêmes. Enfin, une partie majeure d'activités (mesures du rayonnement solaire, du rayonnement réfléchi et émis par l'atmosphère, bilan énergétique de la terre) est basée sur les observations par satellites. A cet effet, des instruments scientifiques spécifiques sont développés et placés dans l'espace dans le cadre de projets de collaboration internationaux.

5.Géomagnétisme et ionosphère. Les recherches dans ce domaine sont concernées par deux thèmes principaux : la détection de variations séculaires globales du champ magnétique terrestre et les effets de l'ionosphère sur la propagation des ondes radio, particulièrement en ce qui concerne les perturbations aux systèmes de positionnement par satellite. Ces activités sont étroitement coordonnées avec les programmes de mesures paléomagnétiques et de sondages ionosphériques développés régulièrement par l'IRM.