Imaginez que le printemps soit enfin arrivé et que vous planifiez votre week-end. Les prévisions météorologiques sont bonnes. Vous pourriez aller à la plage - mais que se passe-t-il si c'est fermé à cause d'une prolifération d'algues? Peut-être pourriez-vous aller faire une randonnée - les feuilles seront-elles encore disponibles? Qu'est-ce qui pourrait être en fleur? Les oiseaux migrateurs seront-ils de retour? Oh, et tu as entendu dire que l'année dernière était mauvaise pour les tiques - ce printemps sera-t-il meilleur ou pire?
Nous prenons tous pour acquis les prévisions météorologiques, alors pourquoi n’existe-t-il pas de «prévisions sur la nature» pour répondre à ces questions? Entrez dans le nouveau domaine scientifique de la prévision écologique. Les écologistes cherchent depuis longtemps à comprendre le monde naturel, mais ce n'est que récemment qu'ils ont commencé à penser systématiquement à la prévision.
Une grande partie de la recherche actuelle en prévision écologique est axée sur les projections à long terme. Il aborde des questions qui se posent au fil des décennies, comme par exemple la manière dont les espèces peuvent modifier leur aire de répartition en réponse aux changements climatiques ou encore si les forêts continueront à absorber le dioxyde de carbone de l'atmosphère.
Cependant, dans un nouvel article que j'ai co-écrit avec 18 autres scientifiques d'universités, d'instituts de recherche privés et de l'US Geological Survey, nous affirmons que se concentrer sur les prévisions à court terme sur plusieurs jours, saisons et années nous aidera à mieux comprendre, gérer et conserver les écosystèmes. Développer cette capacité serait un gagnant-gagnant pour la science et la société.
Karenia brevis, un micro-organisme toxique pouvant provoquer la mort des poissons et empoisonner les humains qui consomment des mollusques et crustacés contaminés. Les scientifiques ont recours à l'imagerie satellitaire et à l'échantillonnage de l'eau pour prévoir les proliférations d'algues nuisibles et d'autres phénomènes écologiques à court terme. (Fontaine Chase / Texas Parks & Wildlife) **********
En plus d'aider les gens à planifier leurs week-ends, les prévisions écologiques amélioreront la prise de décision dans les domaines de l'agriculture, de la foresterie, de la pêche et autres. Ils aideront les propriétaires privés, les administrations locales et les agences nationales et fédérales à mieux gérer et conserver nos terres, nos eaux et nos côtes, en avertissant par exemple d'événements tels que les épidémies de parasites et les proliférations d'algues nuisibles. Ils amélioreront la santé publique grâce à de meilleures prévisions d'épidémies de maladies infectieuses et à une meilleure planification en prévision de la famine, des incendies de forêt et d'autres catastrophes naturelles.
Les prévisions écologiques approfondiront également notre compréhension du monde qui nous entoure et de la façon dont les activités humaines le modifient. La prévision formalise le cycle entre la prévision et le test qui est au cœur de la méthode scientifique et le répète selon un cycle beaucoup plus rapide. Cela peut accélérer le rythme des découvertes en sciences de l'environnement en cette période critique de changements environnementaux rapides.
Les compétences en matière de prévision météorologique à l'Administration nationale des océans et de l'atmosphère se sont continuellement et considérablement améliorées depuis l'aube de la prévision météorologique numérique dans les années 1950 (100 = score parfait, 0 = aléatoire). La précision croissante au fil du temps a été attribuée à plus de données, à des ordinateurs plus rapides et à de meilleurs outils pour intégrer les données dans les modèles chaque jour. La synergie de ces facteurs a fait progresser de manière constante notre compréhension de l'atmosphère et l'amélioration des modèles météorologiques. (Adapté de NOAA, CC BY-ND) **********
Les mégadonnées sont à l'origine de nombreux progrès dans les prévisions écologiques. Aujourd'hui, les écologistes disposent de plusieurs ordres de grandeur par rapport à il y a dix ans à peine, grâce au financement public soutenu de la science fondamentale et de la surveillance de l'environnement. Cet investissement nous a permis de disposer de capteurs, de satellites et d’organisations plus performantes, telles que le réseau national d’observatoires écologiques, qui recueille des données de haute qualité sur 81 sites répartis sur le territoire américain et à Porto Rico. Dans le même temps, les changements culturels entre les agences de financement, les réseaux de recherche et les revues ont rendu ces données plus ouvertes et plus disponibles.
Les technologies numériques permettent d’accéder à ces informations plus rapidement que par le passé. Les cahiers de terrain ont cédé la place aux tablettes et aux réseaux cellulaires capables de transférer de nouvelles données dans des superordinateurs en temps réel. Les progrès de l'informatique nous permettent de construire de meilleurs modèles et d'utiliser des méthodes statistiques plus sophistiquées pour produire des prévisions.
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Jusqu'à présent, cependant, les prévisions écologiques n'ont pas suivi le rythme des avancées en matière de données et de technologie. Dans notre article, nous établissons une feuille de route pour accélérer le processus en s'attaquant aux goulots d'étranglement qui nous ralentissent.
Certains de ces goulots d'étranglement sont techniques, tels qu'une meilleure intégration des flux de données disponibles à partir de nombreuses sources différentes, telles que des études sur le terrain, des réseaux de capteurs et des observations par satellite.
D'autres défis impliquent des choix humains. Les écologistes doivent consacrer plus de temps à la communication bilatérale avec les parties prenantes, au lieu de simplement transmettre les dernières recherches aux décideurs. Et nous avons besoin de meilleurs moyens de transférer la recherche de pointe des universités aux agences et au secteur privé.
Le plus limitant est peut-être que les écologistes n’ont traditionnellement pas appris les concepts et les méthodes de prévision. Mais comme je l'ai écrit, cette situation est en train de changer. Il existe maintenant des ateliers d'été et un nombre croissant de cours universitaires en prévision écologique. La prévision conduit à de nouvelles théories visant à unifier différentes parties de l'écologie.
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À l'aube de la prévision météorologique numérique dans les années 1950, les scientifiques du Service météorologique national étaient confrontés à un choix. Ils pouvaient soit attendre pour commencer à prévoir les améliorations de la recherche, des modèles et des outils sous-jacents, soit procéder immédiatement à la prévision et apprendre par la pratique. Ils ont choisi le deuxième chemin. Cela s'est avéré plus difficile que prévu - mais s'ils avaient attendu, ils auraient probablement échoué car ils auraient manqué une fenêtre cruciale lorsque les experts et les agences seraient disposés à effectuer des investissements majeurs dans cet effort.
Jusqu'à présent, les écologistes ont généralement adhéré à la première voie, plus conservatrice. Mais en cette période de changements environnementaux rapides, les besoins de la société et la capacité technologique de prévision n’ont jamais été aussi importants. Les prévisions ne seront pas toujours exactes, en particulier à mesure que le domaine se développe, mais l’échec fait partie de l’apprentissage. Le temps est venu pour les écologistes de commencer à prévoir.
Cet article a été publié à l'origine sur The Conversation.
Michael Dietze, professeur agrégé Terre et environnement, Université de Boston
