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Nos Smartphones peuvent servir d'outils d'alerte face aux inondations, d'après les chercheurs de l'Université de Tel-Aviv

Selon une étude réalisée par le Prof. Colin Price, directeur de l'Ecole des Sciences de l'Environnement de l'Université de Tel-Aviv, en collaboration avec son étudiant de maîtrise Ron Maor et la doctorante Hofit Shachaf, les données recueillies à partir de nos téléphones portables peuvent être efficacement exploitées pour prévoir les catastrophes naturelles d'origine atmosphériques, comme les inondations soudaines et les crues rapides, permettant aux utilisateurs des zones en danger de se prémunir.

InondationL'étude a été publiée dans le Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics.

Les téléphones portables pourront-ils nous sauver des inondations? Les crues éclair, qui se produisent de manière brutale et sans avertissement préalable, font chaque année des centaines de victimes dans le monde. Une étude récente de l'Université de Tel-Aviv suggère que nos Smartphones pourront un jour servir à suivre et anticiper les conditions météorologiques à l'origine de ces crues. "Nous utilisons aujourd'hui entre 3 et 4 milliards d'appareils mobiles intelligents à travers le monde. Chacun d'entre eux contient des capteurs sensibles, qui collectent en permanence des données sur notre environnement, comme la gravité, le champ magnétique terrestre, la pression atmosphérique, le taux de luminosité et de bruit, l'humidité de l'air, la température etc., et s'en servent pour toute une variété d'applications", explique le Prof. Price.

Un formidable réservoir potentiel de données

" D'ici 2020, il y aura plus de six milliards de Smartphones dans le monde. Ce chiffre est énorme, si on le compare aux quelque 10 000 stations météorologiques officielles réparties à la surface de la planète. Selon nous, si l'on pouvait rassembler et analyser toutes les informations recueillies par ces milliards d'appareils, on pourrait améliorer considérablement les prévisions météorologiques, et même sauver des vies dans les cas extrêmes de catastrophes naturelles".

Colin priceDans une première étape, le Prof. Price et ses chercheurs se sont préoccupés de vérifier la fiabilité de ce formidable réservoir potentiel de données, en testant la qualité des capteurs des téléphones mobiles. Dans ce but, ils ont placé quatre téléphones cellulaires à différents endroits à travers le campus de l'Université de Tel-Aviv, et recueilli des données pendant trois ans, identifiant des phénomènes tels que les "marées atmosphériques", ou changements de température, de pression et d'humidité causés par l'absorption de la lumière du soleil par l'atmosphère. Ils ont également utilisé des données provenant d'une application anglaise du nom de WeatherSignal, qui collecte des données à partir de Smartphones du monde entier.

Selon les résultats de l'étude, la sensibilité des capteurs des téléphones mobiles est suffisante pour collecter des informations importantes sur l'état de l'atmosphère, en tout lieu et à tout moment. Cela signifie que les Smartphones sont capables de fournir une grande quantité de données nouvelles pour les prévisions météorologiques.

Alertes précoces en temps réel 

Les chercheurs suggèrent à présent de construire un système d'informatique en nuage qui permettra de collecter les données atmosphériques fournies par les Smartphones par le biais d'une application. Ces données seront ensuite traitées et renvoyées aux utilisateurs sous forme de prévision ou d'alertes en temps réel, où qu'ils soient.

"La quantité d'informations utilisable pour prédire les conditions météorologiques, en particulier celles qui arrivent brutalement, est stupéfiante. En Afrique, par exemple, il y a des millions de téléphones portables, alors que les infrastructures météorologiques sont très basiques. L'analyse des données obtenues à partir de millions de téléphones va pouvoir changer la donne".

L'étude pourrait entre autre mener à une meilleure surveillance et prévisions des crues éclair. "Nous sommes aujourd'hui témoins d'une augmentation des phénomènes atmosphériques extrêmes dans le monde entier, entre autres de pluies torrentielles, dont certaines provoquent des inondations dangereuses et des crues éclair", déclare le Prof. Price. "La fréquence de ces inondations intenses augmente. Nous ne pouvons pas empêcher ces tempêtes de se produire, mais nous pourrons bientôt utiliser les données des Smartphones pour réaliser des prévisions exactes et les répercuter en temps réel aux personnes qui se trouvent en danger, sous forme d'alertes précoces, transmises par les téléphones mobiles, permettant de sauver des vies", conclue le Prof. Price.

L'hiver en Méditerranée orientale sera deux fois plus court d'ici la fin du 21ème siècle, d'après les chercheurs de l'Université de Tel-Aviv

Selon une étude du Département de Géosciences de l'Université de Tel-Aviv, menée par le doctorant Assaf Hochman, le Dr. Tzvi Harpaz et le Prof. Hadas Saaroni, sous la direction du Prof. Pinhas Alpert, l'hiver en Méditerranée orientale ne durera plus que deux mois à la fin du siècle, et l'été s'étendra sur six mois, provoquant toute une série de conséquences nuisibles pour les ressources et les populations. Les chercheurs travaillent actuellement à la création d'un centre régional pour minimiser les effets des changements climatiques sur la région.

PingouinsL'étude a été publiée dans la revue International Journal of Climatology.

La Méditerranée orientale, zone qui recouvre Israël, l'Egypte, la Jordanie, la Syrie, le Liban et le sud de la Turquie, connaît des changements climatiques considérables susceptibles d'affecter grandement les écosystèmes régionaux et la santé humaine. Selon la nouvelle étude de l'Université de Tel-Aviv, ces changements modifieront la durée de l'été et de l'hiver dans la région d'ici la fin de ce siècle.

Dans moins de 30 ans, disent les chercheurs, l'hiver dans la région passera de 4 à 3 mois, et l'été de 4 à 6 mois. Puis, entre 2080 et 2100, la saison des pluies hivernales se raccourcira à deux mois, et la période sèche et chaude de l'été s'étendra sur six mois.

"Les conclusions de notre étude sont dérangeantes", commente Assaf Hochman, qui a mené la recherche dans le cadre de son doctorat. "Si les comportements humains actuels dans la région ne changent pas de manière significative, la durée de l'été devrait s'accroitre de 25% vers le milieu du siècle (autour de 2046-2065) et de 49% jusqu'à la fin (2081-2100)".

Conséquences : des pénuries et la dégradation de la qualité de l'eau, l'assèchement des réservoirs naturels, une augmentation des risques d'incendies, une aggravation de la pollution et des maladies saisonnières, et des guerres pour les ressources. "Les changements climatiques prévus auront une influence considérable sur nos vies. La combinaison d'une saison des pluies plus courte et d'une saison sèche plus longue pourrait causer un problème d'eau majeur en Israël et dans les pays voisins", poursuit Assaf Hochman.

Les chercheurs ont utilisé un algorithme développé par le Prof. Alpert pour analyser des modèles climatiques à l'échelle planétaire du World Climate Data Center, prenant en compte les températures, les précipitations et les taux d'humidité. Selon la recherche, le principal facteur responsable de ces changements saisonniers est l'augmentation prévue des fameux gaz à effet de serre : "L'une des principales causes de ces changements est la concentration croissante des gaz à effet de serre émis dans l'atmosphère par l'activité humaine. Nous avons cherché à examiner les conséquences directes de cet effet sur le climat prévisibles au 21ème siècle".

"Notre étude montre que les changements climatiques que nous ressentons aujourd'hui devraient s'intensifier au cours des décennies à venir", conclut Hochman. "Il est très important de comprendre cela pour essayer de prévenir autant que possible leur détérioration, ou du moins se préparer au changement. C'est pourquoi nous tentons actuellement d'établir un centre régional multidisciplinaire qui cherchera à minimiser les effets des changements climatiques dans la région".

L'Université de Tel-Aviv et le CNRS vont développer trois mini-satellites pour étudier le changement climatique

Le Prof. Colin Price du Département de Géosciences de l'Université de Tel-Aviv va participer à un projet de coopération des agences spatiales israéliennes et françaises qui explorera pour la première fois la formation des nuages à partir de l'espace afin de déterminer leur rôle dans le changement climatique. Dans le cadre de la mission de recherche, à laquelle prendront part trois autres institutions universitaires israéliennes, le CNRS et l'Université de Lille seront lancés trois mini satellites qui réaliseront des mesures manquantes encore aujourd'hui pour mieux comprendre le dérèglement du climat global de la Terre.

SatellitesL'Agence spatiale israélienne auprès du ministère de la Science et de la Technologie a récemment annoncé un nouveau projet de coopération avec l'Agence spatiale française, dans le cadre duquel seront développés, construits et lancés trois mini satellites conçus pour l'étude du changement climatique. Les satellites étudieront pour la première fois la vitesse de croissance des nuages depuis l'espace et aideront à résoudre le mystère de leur rôle dans le changement climatique et à trouver des solutions aux problèmes qui en découlent. Une fois développés et construits, les trois satellites seront lancés ensemble et se déplaceront en vol en formation.

 Une étroite coopération avec la France

"Les scientifiques israéliens vont prendre part à la recherche de solutions aux problèmes qui préoccupent l'humanité dans son ensemble concernant le changement climatique et le réchauffement global", a déclaré Avi Blasberger, directeur de l'Agence spatiale israélienne. "C'est la quatrième mission de recherche conjointe au cours de l'année écoulée avec la France avec qui nous menons une coopération étroite pour la recherche spatiale et le développement de technologies conjointes".

Colin priceLes satellites développés serviront à mesurer les principaux facteurs affectant l'énergie et les changements du système climatique, qui jusqu'à présent n'ont pu été mesurés avec l'exactitude requise. Ils étudieront le mécanisme par lequel les nuages se forment, grandissent et affectent la température de la Terre, ainsi que la formation des orages.

Les satellites effectueront simultanément trois types de mesures. D'une part des photographies sous trois angles différents qui permettront de construire une cartographie tridimensionnelle des nuages et de suivre leur évolution dans le temps. Les données obtenues permettront de calculer l'intensité des vents verticaux qui produisent les nuages, facteur qui n'était pas mesurable jusqu'à présent à partir des satellites. Deuxièmement, une mesure spectrale de la composition des divers types de molécules entourant le nuage, y compris la vapeur d'eau et les oxydes d'azote, qui permettra de déterminer le facteur le plus important dans l'influence des nuages sur le système climatique. Enfin, la mesure des éclairs générés à l'intérieur des nuages et leurs effets sur la concentration de gaz à effet de serre tels que l'ozone.

 Une image plus complète du système climatique

Selon les scientifiques, ces mesures contribueront à construire une image plus complète du système climatique en général et des nuages en particulier,  connaissances nécessaires pour comprendre le changement climatique, et qui manquent encore aujourd'hui.

Participeront également au projet les Prof. Daniel Rosenfeld et Nir Shaviv de l'Université hébraïque de Jérusalem, ainsi que des chercheurs du Technion et du centre interdisciplinaire d'Herzelya du côté israélien, ainsi que les Dr. Céline Cornet de l'Université de Lille, et Cathy Clerbaux et Eric Defer du CNRS.

Un professeur de l'Université de Tel-Aviv médaillé par l'Union européenne des géosciences

Le Prof. Pinchas Alpert du Département des sciences de la Terre de l'Université de Tel-Aviv sera le premier chercheur israélien à remporter la prestigieuse médaille Birkens remise par l'Union européenne des géosciences (EGU), considérée comme l'un des prix les plus prestigieux dans le monde dans le domaine des sciences de l'atmosphère.

Pinhas alpert 580 0"C'est vraiment très émouvant", a-t-il déclaré. "Je ne pensais pas que j'allais gagner, car il s'agit d'une médaille prestigieuse, disputée par de nombreux concurrents, et l'un des plus prestigieux prix dans le domaine. Je suis honoré d'être le premier Israélien à la remporter".

La médaille sera attribuée au Prof. Alpert lors de la Conférence annuelle de l'Union européenne des Géosciences, qui se tiendra à Vienne en avril, en présence de dizaines de milliers de chercheurs de 22 disciplines différentes dans les domaines des sciences de la Terre, des sciences planétaires et des sciences de l'espace. La médaille Birkens, décernée dans le domaine des sciences de l'atmosphère, porte le nom du physicien norvégien Wilhelm Birkens, considéré comme le père de la météorologie moderne.

Le Prof. Pinhas Alpert a entre autres mis au point une nouvelle méthode de prévision des phénomènes météorologiques isolant les processus synergiques dans l'atmosphère au moyen de simulations numériques, une méthode utilisée aujourd'hui par de nombreux groupes de recherche dans le monde entier.

Il est parmi les inventeurs d'une méthode innovante de surveillance des régimes de précipitations et d'humidité atmosphérique au moyen des infrastructures cellulaires. En outre, il a, au cours des dernières décennies, étudié les causes du phénomène d'assombrissement global ou obscurcissement planétaire, la diminution progressive de la quantité de rayonnement solaire atteignant la surface de la Terre, prouvant qu'il est le fait des humains, et est causé principalement par les particules d'aérosols urbains émis dans l'atmosphère.

Le champ magnétique terrestre n'est pas près de s'inverser, d'après les chercheurs de l'Université de Tel-Aviv

L'affaiblissement du champ magnétique qui protège la terre contre le rayonnement cosmique et le vent solaire n'est pas un phénomène nouveau, et il n'y a aucune raison de supposer qu'il indique une inversion de ses pôles qui mettrait l'humanité en péril, comme le craignent certains chercheurs. C'est ce qui ressort d'une nouvelle étude originale multidisciplinaire, menée par le Dr. Erez Ben-Yosef, le Prof. Oded Lifschitz et le doctorant Mike Millman du Département d'Archéologie de l'Université de Tel-Aviv, en collaboration avec le laboratoire magnétique Scripps de San Diego aux Etats-Unis. Les chercheurs, qui sont parvenus à reconstituer la puissance du champ magnétique terrestre à l'époque du royaume de Juda en examinant des dizaines de jarres datant du 8e au 2e siècle avant JC, ont constaté qu'il était beaucoup faible qu'aujourd'hui et qu'il a "récupéré" depuis. Conclusion: le champ magnétique terrestre n'est pas en danger d'effondrement.

champmagnetique3Les résultats de l'étude, à laquelle a également participé le Dr. Ron Shaar de l'Université hébraïque de Jérusalem, ont été publiés le 13/02/17 dans la prestigieuse revue PNAS.

"Le champ magnétique permet l'existence de la vie sur Terre telle que nous la connaissons", explique le Dr. Erez Ben-Yosef. "Il nous protège du rayonnement cosmique et des vents solaires, sert à de nombreux animaux pour s'orienter, et a un impact direct sur beaucoup d'autres processus de la nature, comme la production d'isotopes dans l'atmosphère. C'est grâce à lui que les aiguilles de nos boussoles s'alignent en direction nord-sud. Cependant, le champ magnétique de la terre reste une énigme scientifique entourée de mystère. Pour Albert Einstein la compréhension de la source de ce champ est l'un des cinq mystères les plus importants de la physique ".

Mesurer le champ magnétique antique

Le champ magnétique est généré par la partie dite externe du noyau terrestre, à une profondeur de plus de 2900 km et à une température supérieure à 4000 degrés. Ce noyau externe est principalement constitué de fer liquide. Le déplacement du fer, matière conductrice d'énergie, produit un champ magnétique en raison de la rotation de la Terre autour de son axe. Depuis le milieu du 19e siècle, on a mené des mesures de la force de ce champ, qui indiquent son affaiblissement.

champmagnetique2"Depuis le moment où l'on a commencé à effectuer ces mesures, la Terre a perdu environ 10% de son champ magnétique", précise le Dr. Ben-Yosef. "En outre, nous savons que l'affaiblissement de sa puissance est associé au phénomène de l'inversion des pôles nord et sud, qui se produit en moyenne tous les 250 000 ans. Le champ  diminue alors pratiquement jusqu'à zéro. Certains chercheurs voient dans la baisse actuelle de l'intensité du champ magnétique terrestre l'annonce d'un tel renversement. L'inversion des pôles inquiète certains et nourrit un bon nombre de théories alarmistes. Bien que la plupart des scientifiques estiment que même une inversion des pôles ne constituerait pas une catastrophe, certains pensent que nous ne pourrons pas exister sans champ magnétique. De toute évidence, toutes ces interrogations conduisent à la question de la force du champ magnétique dans le passé, avant que l'on ait commencé à le mesurer".

Une base de données d'une ampleur sans précédent

Pour mesurer le champ magnétique antique, il faut utiliser des matériaux géologiques ou archéologiques, qui l'ont "enregistré" pendant sa formation. Ces matériaux, comme le basalte par exemple, contiennent des particules magnétiques qui se sont agencées en conformité avec le champ magnétique en se refroidissant. D'une manière générale, les vestiges archéologiques comme les poteries, les briques de terre ou d'argile, les tuiles et les fourneaux constituent une source plus précise que les matériaux géologiques de la puissance du champ magnétique au cours des  10 000 ans qui se sont écoulés depuis que l'homme a appris à utiliser le feu.

Pour réaliser cette recherche, les chercheurs se sont basés sur les études archéologiques  menées sur l'ancien royaume de Juda. "Du 8e siècle au 2e avant JC, il existait en Judée un système bureaucratique organisé" explique le Dr. Ben-Yosef. "On  avait pour habitude de poinçonner les poignées des jarres de stockage de différents sceaux, par exemple celui "Pour le Roi". Ces cachets nous permettent de faire correspondre une date exacte à la puissance du champ magnétique enregistré par les jarres, à quelques décennies près, et donc de reconstituer 600 ans de champ magnétique antique, une base de données d'une ampleur sans précédent".

champmagnetiqueLes jarres marquées du sceau «Pour le Roi» du royaume de Juda ont été envoyées au laboratoire des champs magnétiques du Prof. Lisa Tauxe de l'Institut Scripps de San Diego. Les résultats obtenus montrent qu'il n'y a aucune raison de craindre l'affaiblissement du champ magnétique de nos jours, car il était beaucoup plus faible à l'époque, et a "récupéré" depuis. "L'examen de ces jarres a montré que l'intensité du champ magnétique a alors diminué de 20% en 30 ans, de sorte que son affaiblissement de 10% au cours des 180 dernières années n'est pas une cause particulière de préoccupation", a déclaré le Dr. Ben-Yosef.  "L'étude nous montre que le champ est volatile. Ces nouveaux résultats viennent en fait conforter des conclusions précédentes que nous avons publié en 2009, indiquant que la force du champ magnétique était 2,5 fois plus forte il y a 3000 ans qu'actuellement, soit le champ le plus fort dans l'histoire de la Terre, phénomène que nous avons appelé le 'pic géomagnétique de l'Age de fer'".

En plus de son apport à la compréhension du champ magnétique de la terre, les chercheurs espèrent que la nouvelle base de données contribuera également à une meilleure appréhension de l'archéologie locale. "C'est une relation à double sens. Nous pouvons utiliser une jarre datant de l'an 630 av. JC et en mesurer les propriétés magnétiques pour reconstituer la force du champ magnétique antique de la terre, ou bien nous pouvons prendre une jarre dont nous ne connaissons pas l'âge, et utiliser le champ magnétique antique pour la dater. Nous souhaitons établir une base de données sur le champ magnétique antique qui constituera un outil supplémentaire pour la datation archéologique dans la région, similaire à celle au carbone 14".

 

Photo 1: Jarre de Judée de Ramat Rahel avec des empreintes de sceau sur deux des poignées. 

Photo 2: poignée de jarre de Ramat Rahel; L'inscription indique «pour être envoyé au roi / appartenant au roi, Hébron». 

Photo 3: Incision concentrique sur une poignée de jarre de Ramat Rahel.

Crédit: Oded Lipschits

Cet article a été publié sur Siliconwadi.fr sous le titre: "Recherche: le champ magnétique terrestre n'est pas près de s'inverser"