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Un nouveau calculateur pour améliorer la prévision et la recherche climatique

31/05/2007

Météo-France a inauguré le 31 mai 2007 à Toulouse son nouveau supercalculateur, le NEC SX8R. Cinq fois plus puissant que son prédécesseur, il permettra à Météo-France de se doter dès 2008 d'un nouveau modèle de prévision et de mener de nouvelles recherches sur le changement climatique.

Le gain de performance par rapport au Fujitsu VPP5000, exploité par Météo-France depuis 2000, est dès aujourd'hui de l'ordre de 5 et sera porté à 21 en 2009. Météo-France se dote ainsi de l'un des supercalculateurs les plus puissants de France.

Météo-FranceLe nouveau calculateur NEC SX8R de Météo-France (copyright Météo-France)

Qu'est-ce qu'un supercalculateur ?

Les supercalculateurs sont des ordinateurs extrêmement puissants qui opèrent grâce aux technologies les plus performantes disponibles. Ils sont requis pour réaliser des calculs complexes avec des quantités considérables de données, impossibles à traiter avec des ordinateurs classiques. Les supercalculateurs sont capables de prendre en compte les interdépendances entre divers paramètres et donc de simuler des phénomènes complexes. Ils sont ainsi utilisés pour les prévisions météorologiques et les simulations du changement climatique, dont les progrès sont intimement liés à la puissance de calcul disponible.

Caractéristiques du calculateur NEC SX8R

Le SX-8R actuellement installé chez Météo-France est constitué de 32 nœuds de huit processeurs chacun. Chaque processeur, de type vectoriel, est capable de traiter 35,2 milliards d'opérations informatiques (Gigaflops) par seconde, soit pour Météo-France une capacité totale de 9 téraflops.

A 70,4 Gigaoctets par seconde, le SX-8R peut également atteindre des débits de données entre un processeur et la mémoire plus élevés que ceux proposés par tout autre processeur standard actuellement disponible sur le marché. En associant ces qualités optimales de puissance informatique et de capacité mémoire, le SX de NEC permet à ses utilisateurs d'améliorer la qualité de leurs simulations de phénomènes physiques.

AROME : un progrès décisif pour la prévision du temps

AROME est le futur modèle de prévision numérique du temps (simulation informatique du comportement de l'atmosphère) à courte échéance de Météo-France. Il sera mis en exploitation opérationnelle à partir de 2008 sur le nouveau calculateur de Météo-France.

Ce modèle à maille fine (2,5 km au lieu de 10 km actuellement) permettra d'améliorer la prévision des phénomènes dangereux : pluies torrentielles méditerranéennes, orages violents, brouillard ou îlots de chaleur urbains en période de canicule.

Il sera également mieux adapté à la prévision des conséquences des conditions météorologiques : meilleure anticipation des crues et des risques d'inondation, viabilité hivernale, sécurité aérienne, qualité de l'air et pollutions accidentelles, océanographie côtière, etc.

Ce modèle est le résultat de coopérations nationales et internationales entre la recherche et la prévision opérationnelle. Il utilise des développements réalisés dans des laboratoires universitaires et par le Consortium ALADIN qui regroupe 17 services météorologiques européens.

AROME, des premiers résultats prometteurs

Les premiers résultats d'AROME comparés à ceux d'ALADIN, le modèle actuel, montrent de nettes améliorations dans la prévision des systèmes orageux (notamment certains épisodes cévenols récents), d'épisodes de brouillard en hiver et des îlots de chaleur urbains lors de canicules. Ces performances sont prometteuses pour l'alimentation de modèles de prévision dédiés à des applications spécifiques (crues, qualité de l'air, viabilité hivernale, océanographie côtière...).

Distribution géographique des pluies prévues par AROME et ALADIN (copyright Météo-France)

De nouvelles recherches sur le réchauffement climatique

La puissance de calcul supplémentaire du supercalculateur NEC permettra de nouveaux progrès dans la connaissance du changement climatique.

Météo-France pourra tout d'abord améliorer son modèle climatique ARPEGE-CLIMAT en augmentant sa résolution spatiale. Ce progrès contribuera à mieux prendre en compte les effets des caractéristiques géographiques (reliefs, côtes et profondeur des mers) sur la dynamique de l'atmosphère et des océans. Le gain le plus spectaculaire sera obtenu sur la résolution verticale : celle-ci passera de 31 à 60 niveaux verticaux pour mieux représenter les nuages de la basse atmosphère.

Le NEC SX8-R permettra également d'enrichir les processus simulés dans le modèle de climat, en particulier la représentation des nuages et des surfaces continentales et la simulation interactive du gaz carbonique et des aérosols atmosphériques (particules de suie, de sulfates, …). L'évolution de l'ozone stratosphérique sera également prise en compte.

Météo-France profitera de la puissance du NEC pour effectuer vers 2010 les nouvelles simulations nécessaires à l'établissement du cinquième rapport du GIEC, dont la parution est prévue en 2012. Comme pour le quatrième rapport du GIEC publié en 2007, les scénarios calculés par Météo-France seront mis à disposition d'une large communauté.

Météo-France portera également ses efforts sur l'étude du changement climatique à l'échelle régionale. Des scénarios régionalisés sont indispensables pour évaluer les impacts du changement prévu sur les événements météorologiques extrêmes et sur de nombreux secteurs : ressources en eau, agriculture, écosystèmes, énergie, santé et tourisme.

Actualité par Météo-France