Améliorer les prévisions météorologiques

Des modèles numériques en constante évolution

Les modèles de prévision de Météo-France sont en constante amélioration.

Simuler l'évolution de l'atmosphère par le calcul

Les modèles numériques sont des logiciels informatiques qui simulent l'évolution de l'atmosphère. Pour cela, ils la découpent en une grille en trois dimensions, aux « mailles » plus ou moins larges (2,5 km de côté sur l'horizontal pour le modèle à maille fine Arome, 10 km de côté sur la France, 16 km de côté sur le reste du globe pour le modèle Arpège). Avec des mailles de quelques kilomètres de côté, ces modèles pourraient donc rater des phénomènes locaux essentiels pour la météorologie : les petits nuages, les phénomènes de turbulence, le brouillard… Les modélisateurs contournent cette difficulté en utilisant des « paramétrisations ». Il s'agit, par le biais de complexes algorithmes, de rendre compte de l'impact de ces phénomènes « sous-maille ».

Représenter plus finement les phénomènes complexes

Le réalisme d'un modèle, et donc la performance des prévisions qu'il fournit, dépend largement de la qualité des paramétrisations. Leur amélioration est donc essentielle. C'est un travail complexe qui nécessite des collaborations entre chercheurs de diverses disciplines : observations, étude de processus, prévision du temps, climat...

A Météo-France, des équipes de recherche se consacrent par exemple à la compréhension fine de phénomènes physiques toujours plus complexes : échanges d'énergie et d'eau avec les surfaces et la végétation, effet de la chimie atmosphérique et des aérosols, brouillard, comportement fin des nuages et des mouvements turbulents dus notamment au relief… Des campagnes de mesure spécifiques et des simulations avec le modèle de recherche à très haute résolution Meso-NH (résolution de quelques mètres, soit cent fois supérieure à celle du modèle à maille fine Arome) sont effectuées pour mieux comprendre les mécanismes en jeu. In fine cela permet de les représenter de la manière la plus pertinente possible dans les modèles utilisés au quotidien par les prévisionnistes.

Augmenter la résolution des modèles

Les équipes de recherche de Météo-France travaillent aussi à réduire la maille de leurs modèles. Fin 2013, le modèle global Arpège et le modèle à maille fine Arome offrent des résolutions horizontales respectives de 10 et 2,5 km. A l'horizon 2015-2016, ces performances atteindront 7,5 km pour le premier et 1,3 km pour le second. La résolution verticale de ces modèles sera également accrue pour une description plus fine des phénomènes météorologiques dans la couche la plus basse de l'atmosphère (brouillard, rafales de vent, etc.). L'apport d'une version d'Arome de résolution 500 mètres dans la prévision sur les grands aéroports sera par ailleurs exploré par les équipes de recherche.

Ces progressions dans la finesse des modèles sont largement conditionnées par la puissance de calcul disponible.

Affiner la prévision des cyclones et les prévisions spécialisées

Les systèmes de prévision pour l'outremer profiteront de ces évolutions, avec notamment le remplacement progressif d'Aladin par Arome, et une meilleure prise en compte des effets locaux. Les chercheurs du laboratoire de l'atmosphère et des cyclones de Météo-France (LACy), basé à Saint-Denis de La Réunion, se concentrent sur la compréhension des mécanismes et l'optimisation des systèmes de prévision pour les cyclones tropicaux. Leurs travaux visent notamment une amélioration de la modélisation des processus microphysiques et de l'activité électrique, et une meilleure prévision des impacts du passage des cyclones, précipitations intenses et submersions notamment. Le LACy étudie aussi l'apport dans la prévision des cyclones du couplage du modèle Arome avec le modèle d'océan NEMO, développé par le LOCEAN.

En aval des modèles de prévision du temps, Météo-France travaille aussi à faire progresser les prévisions spécialisées concernant l'état du sol en conditions hivernales, l'état du manteau neigeux, les états de mer et les surcotes.