MOTHY, un modello matematico di previsione della deriva per salvare vite in mare

Inquinamento marittimo, caduta in mare, perdita del carico. Il mare è popolato da correnti che rendono pericoloso il recupero di tutto ciò che cade in acqua. Il modello MOTHY propone un metodo di calcolo matematico della deriva degli oggetti nell'acqua.

MOTHY (Modèle Océanique de Transport d'HYdrocarbures), il metodo di previsione della deriva in uso presso Météo France, è stato inizialmente progettato per prevedere la deriva delle chiazze di carburante in caso di fuoriuscita di petrolio. È stato dopo grandi disastri come Exxon Valdez o Amoco Cadiz che è stato creato un modello affidabile di monitoraggio dell'inquinamento. Oggi questo modello è utilizzato in tutto il mondo per il recupero di navi naufragate. È notmanet che è stato seguito per il recupero di Kevin Escoffier nel globo Vandea 2020-21.

Un doppio modello di calcolo

Simulation de la dérive d'un conteneur avec calcul de son taux d'immersion
Simulazione della deriva di un contenitore con calcolo del suo tasso di immersione

È un modello basato su 2 strati:

  • Lo strato "media", o modello oceanico, sviluppato per rappresentare al meglio la corrente superficiale. Le correnti nei vari strati in cui potrebbero trovarsi gli inquinanti sono modellate in tutti i punti del globo. Questi file sono creati sfruttando immagini satellitari, boe in situ e una vasta storia di profondità dell'acqua, altezza delle onde e registrazioni di onde.
  • Il livello MOTHY riguarda le chiazze o gli oggetti galleggianti. Suppone che un oggetto identificato (chiazza di petrolio, contenitore, aereo, uomo...) abbia un profilo di deriva tipico, che difficilmente varierà. Sarà soggetto a venti e correnti, galleggerà più o meno e sarà più o meno degradato, ma lo spostamento rimarrà lineare in tutti i casi.

Pannello di 72 obiettivi distinti

Les cibles SAR supportées par MOTHY
Obiettivi SAR supportati da MOTHY

Così, 72 obiettivi sono stati creati per il funzionamento efficiente del modello. Sono estremamente dettagliati, non si limitano a una persona, per esempio, ma differenziano tra una persona vestita e una persona morta, o anche differenziano tra una catena di supporto vitale USCG e una scialuppa di salvataggio appesantita.

Questi obiettivi, conosciuti come Obiettivo SAR Questi "standard" sono standardizzati in tutto il mondo, permettendo agli operatori di Météo France di rispondere con precisione a qualsiasi richiesta di calcolo.

Così, per esempio, come spiega il direttore di gara Jacques Caraës: " Météo France ci ha fornito il modello MOTHY per prevedere la posizione della barca di Kevin 2, 6, 9 e 12 ore dopo l'attivazione del suo segnale di soccorso. Questo ci ha permesso di ottimizzare l'invio di barche nella zona e quindi di risparmiare tempo prezioso nella ricerca. "

Come si può vedere, Mothy è ampiamente utilizzato oggi nelle operazioni SAR ( Ricerca e salvataggio ) per il salvataggio in mare.

Questo database contiene attualmente 72 obiettivi, ma è in continua evoluzione con l'aggiunta di più di 5 nuovi obiettivi all'anno.

Un metodo di calcolo veloce

La potenza dei computer di Météo France permette di rispondere rapidamente alle richieste. Così, il 72% delle richieste di calcolo sono risposte entro un'ora (tempo tra la richiesta di calcolo e la consegna dei risultati). Il 20% delle richieste riguarda la localizzazione di persone cadute in mare.

Delais de réponse du service MOTHY en 2006
Tempi di risposta del servizio MOTHY nel 2006

Dal 1994, anno in cui il servizio di previsione delle derive è stato creato all'interno di Météo France, ci sono state quasi 1.000 attivazioni ogni anno, esclusi i grandi incidenti (volo Air France MH370, Erika, ecc.), a cui gli operatori del servizio pubblico francese rispondono 24 ore su 24.

Un modello basato sulla realtà

La qualità della previsione della deriva dipende direttamente dalla qualità delle previsioni del vento utilizzate. Da questo punto di vista, Météo-France utilizza un gran numero di fonti di dati meteorologici, tra cui :

  • AROMA copre tutte le coste della Francia, con una griglia di 1,3 km intorno alle coste della Francia continentale e di 2,5 km nelle zone di competenza del DOM/TOM.
  • ARPEGE un modello globale a maglia variabile, centrato sulla Francia, per le previsioni sui mari europei e sul vicino Atlantico
  • Il modello IFS il Centro europeo per le previsioni meteorologiche a medio raggio (ECMWF) per le previsioni oltremare o per le previsioni a medio raggio.

Il modello MOTHY integra le correnti analizzate e previste dai sistemi operativi di oceanografia come MERCATOR e MFS. Questi sistemi calcolano le principali variabili oceaniche ( temperatura, salinità e velocità della corrente ). Usano i dati dei satelliti di altimetria ( misurazioni del livello del mare ), e dati in situ come la temperatura della superficie del mare e i profili verticali di temperatura e salinità misurati in mare. Infine, integrano i dati raccolti da ogni marinaio, sia esso un diportista o uno skipper da corsa, che accetta di trasmettere le informazioni che raccoglie durante la sua navigazione.

Adeguamento permanente dei modelli di calcolo

L'assimilazione dei dati misurati nei modelli oceanici è una componente essenziale dei sistemi operativi di previsione oceanica. È l'unico modo per regolare i risultati del modello. Infatti, per definizione stabile, un modello matematico tenderà sempre a discostarsi dalla realtà. I dati freschi forniti dalle boe e dai satelliti rendono quindi lo stato simulato dell'oceano più realistico nel tempo. Le analisi e le previsioni a 2 settimane sono disponibili ogni settimana.

Contenitori e persone

Una versione del modello può prevedere la deriva di oggetti galleggianti come i contenitori. Veri e propri pericoli per la navigazione, i container che cadono in mare devono essere permanentemente segnalati ai navigatori o, meglio ancora, recuperati in modo che non costituiscano più un pericolo. È il momento dell'allarme (il più vicino possibile alla caduta in acqua) che determinerà la precisione del calcolo. Più precisa è la segnalazione, maggiori sono le possibilità di recuperare l'oggetto perso.

MOTHY-leeway, è ora applicato a 72 obiettivi alla deriva come persone in acqua, attrezzi da spiaggia, zattere di salvataggio e navi ( da barca a vela a nave da carico ). La base di conoscenza iniziale di questo algoritmo è stata costruita dalla Guardia Costiera degli Stati Uniti sulla base di esperimenti in mare. È naturalmente arricchito da risultati sperimentali o dal feedback di organizzazioni specializzate nella simulazione nel primo caso, da squadre di organizzazioni di soccorso ( CROSS o MRCC ) in quest'ultimo caso.

Répartition des zones METAREA
Distribuzione delle zone METAREA

Date chiave

  • gennaio 1994: viene creato il S.I.U.P.M.: Météo-France è responsabile delle zone II e III ed è un servizio di supporto per le zone I, III, VII e VIII.
  • febbraio 1994: MOTHY può essere attivato da un previsore marino 24 ore al giorno (solo per il petrolio).
  • giugno 1996: firma dell'accordo con Cedre.
  • marzo 1998: versione contenitore.
  • dicembre 1999: incidente di Erika.
  • novembre 2000: incidente al sole di Ievoli.
  • aprile 2002: l'istruzione del 4 marzo 2002 relativa alla risposta all'inquinamento marino (documentazione nazionale POLMAR), che precisa il ruolo di Météo-France, è stata pubblicata nella Gazzetta ufficiale.
  • novembre 2002: incidente di Prestige.
  • luglio 2007: MOTHY versione 2.0 integra le correnti dei sistemi operativi di oceanografia.
  • febbraio 2008: MOTHY versione 2.1.
  • ottobre 2008: MOTHY versione 2.2.
  • settembre 2009: MOTHY versione 3.0 integra 63 obiettivi SAR.
  • Marzo 2010: MOTHY versione 3.1
  • ottobre 2010: MOTHY versione 3.2 integra AROME.
  • aprile 2011 : MOTHY versione 3.3 integra ALADIN oltremare.
  • settembre 2013: MOTHY versione 4.0 integra le previsioni probabilistiche e l'ocean multi-forcing.
  • luglio 2015: MOTHY versione 4.1 integra 13 nuovi obiettivi.
  • ottobre 2015 : MOTHY versione 4.2 integra un nuovo obiettivo (poti marara).
  • aprile 2016: MOTHY versione 4.3 integra l'AROME d'oltremare, MERCATOR global a 1/12° e MERCATOR IBI a 1/36°.
  • giugno 2016: MOTHY versione 4.4 integra il cambio di rotta.
  • ottobre 2017 : MOTHY versione 4.4.1
  • luglio 2018 : MOTHY versione 4.5 integra MFS a 1/24°.
  • marzo 2019: MOTHY versione 4.6 integra le chiazze di sargasso telerilevate.
  • aprile 2019: MOTHY versione 4.7 integra le chiazze (petrolio, sargasso) di grande estensione geografica.
  • giugno 2019: MOTHY versione 4.8: miglioramento nel Mediterraneo (corrente MFS) e nella Polinesia francese (arcipelago Tuamotu, Fakarava).
  • gennaio 2021: MOTHY versione 4.9: miglioramento intorno all'arcipelago di Saint-Pierre-et-Miquelon e nella Polinesia francese (arcipelago Tuamotu, Rangiroa). Integrazione del formato ShapeFile. Ottimizzazione dei formati KMZ e GPX. Aggiornamento della lista degli inquinanti.
  • febbraio 2021: MOTHY versione 4.9.1: aggiunti 6 nuovi obiettivi.
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