La guerre des modèles météo aura bien lieu [MAJ]

Je relayais en décembre 2018 un excellent article publié sur le blog de nos amis de Geogarage, qui se font un devoir permanent d’une revue de presse des meilleurs articles étrangers concernant la cartographie, la météorologie, et plus généralement tous les sujets liés à la navigation maritime. En voici une traduction librement adaptée et commentée en français.

Le nouveau modèle météorologique américain a brillé lors de l’ouragan Lane

Il est bien établi que le modèle météorologique européen IFS (¹) du Centre Européen de Prévisions Météorologiques à Moyen Terme (²), produit en moyenne les prévisions météorologiques les plus précises au monde. Pendant des années, le modèle américain Global Forecasting System (GFS), géré par le National Weather Service de la NOAA (³) , ne s’est classé que troisième.

Le rang de « mauvais élève » du modèle GFS américain a attiré l’attention du Congrès, qui avait à plusieurs reprises alloué des fonds au NWS pour améliorer la modélisation météorologique des Etats-Unis. Déjà, après le cyclone « Sandy » en 2012, dont la trajectoire finale sur New York n’avait été anticipée que par le modèle européen, le Congrès américain avait, par une rallonge budgétaire, permis au NWS de réaliser de gros progrès ayant aboutis à la refonte du GFS début 2015 (⁴).

De plus, l’administration américaine a déclaré récemment que l’élaboration du meilleur modèle de prévision au monde était une «priorité absolue».

Le futur modèle de prévisions GFS-FV3

Une nouvelle analyse des performances du modèle pendant Hurricane Lane, qui a déversé des quantités historiques de pluie sur la grande île d’Hawaï, montre que le service météorologique est en train de progresser.

Le NWS a mis au point une nouvelle version du GFS, connue sous le nom de FV3 (Finite Volume Cubed-Sphere dynamical core), qu’il qualifie de « système de prévisions mondiales de la prochaine génération ». Bien que toujours considéré comme expérimental, le FV3 a produit les prévisions les plus systématiquement précises de la trajectoire de Lane. Le NWS a affirmé :

« Nous avons obtenu un tableau du service météorologique affichant les erreurs de suivi pour chacun des modèles à différents moments. Les erreurs de trajectoire tendent à être importantes pour les prévisions de la position de la tempête à plusieurs jours, mais elles diminuent avec le temps. »

• Le FV3 a produit les prévisions les plus précises (ou les plus faibles erreurs de trajectoire) faites entre quatre (96 heures) et cinq (120 heures) jours dans l’avenir. Il était au coude à coude avec les prévisions du modèle européen et du National Hurricane Center dans les 72 premières heures.
• Le modèle européen ECMWF comportait de grosses erreurs dans ses prévisions à quatre et cinq jours, mais il a montré le talent pour lequel il est connu à moins de 72 heures (3 jours).
• Le modèle britannique MET, qui est le deuxième modèle le plus précis au monde, géré par le bureau britannique Met Office à Exeter, est resté à la traîne des performances des prévisions des modèles européens, Hurricane Center et FV3 à toutes les échéances.
• La version opérationnelle actuelle du modèle américain GFS présentait pratiquement la pire performance de prédiction à chaque étape.
• Le modèle américain HWRF, qui est un modèle spécialisé pour les ouragans, a également mal fonctionné, se classant avant-dernier. Certaines de ses données d’entrée proviennent du GFS, ce qui explique pourquoi les deux modèles ont eu des performances comparativement médiocres.

Bien que les résultats du FV3 soient très prometteurs pour Hurricane Lane, ils ne reflètent pour le moment qu’un cas très limité. Pour être convaincu que ce nouveau système de modélisation pourrait réduire l’écart avec le modèle européen, il faudra voir de telles performances se reproduire, tempête après tempête et dans des conditions météorologiques quotidiennes, des tropiques jusqu’aux pôles.

[MAJ 12 juin 2019] Ce mercredi 12 juin, le modèle GFS-FV3 vient d’être annoncé comme opérationnel.

Credit NOAA

Le noyau dynamique FV3 divise l’atmosphère en petits cubes disposés sur une grille et calcule les changements de vents et de pression dans chaque cube dans le cadre de la prévision d’un modèle. Les modèles utilisant le FV3 ont la capacité de zoomer sur les systèmes de tempête pour améliorer les prévisions. Ici, nous voyons une image satellite de l’ouragan Sandy avec une version étirée de la grille de sphères cubiques de FV3, zoomée sur l’ouragan.

–––
(¹) Integrated Forecast System, couramment appelé CEP
(²) En anglais : European Center for Medium-Range Weather Forecast (ECMWF)
(³) U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration
(⁴) Nouveau modèle GFS à maille 0,25°

–––