Conception et évaluation des systèmes de prévision
La conception d’un système de prévision à ces échelles nécessite de définir plusieurs ingrédients clés :
- Le modèle couplé utilisé (de manière à représenter les sources de prévisibilité du climat)
- La stratégie d’initialisation
- La méthode de génération d’ensembles (y compris la taille d’ensemble)
- Des re-jeux appelés “re-prévisions” sur une période passée (permettant d’évaluer les performances du système, et calculer une climatologie du modèle pour corriger des biais)
Les modèles utilisés en prévision saisonnière et S2S au CNRM s’appuient sur les travaux de modélisation du climat du Groupe de Météorologie à Grande Echelle et Climat (GMGEC).
L’évaluation des systèmes de prévision s’appuie sur des scores statistiques, et peut être complétée par des cas d’études plus ciblés. Pour permettre l’utilisation des prévisions saisonnières pour des usages spécifiques, il est souvent nécessaire de procéder à des corrections, combinaisons de prévisions, et descentes d’échelle de manière à extraire l’information pertinente.
Au CNRM, les axes de recherche autour de cette thématique portent sur les sujets suivants :
Evolution des modèles de prévision
- Influence de la résolution des composantes atmosphériques et océaniques sur la qualité des prévisions (Prodhomme et al., 2016)
- Mise en place d’une physique pronostique dans ARPEGE-Climat v6 (Roehrig et al., 2020) dans le système de prévision saisonnière, impact de modifications dans les schémas de convection et de transferts radiatifs du modèle ARPEGE.
- Prise en compte intéractive des aérosols avec le schéma TACTIC-v2 (Michou et al., 2020)
- Intégration des évolutions des modèles ISBA, NEMO, et de glace de mer (transition de GELATO vers le modèle communautaire SI3)
Initialisation et génération des ensembles de prévision
- Perturbations-corrections aléatoires du modèle d’atmosphère en cours d’intégration (méthode de “dynamique stochastique”, Batté et Déqué, 2016)
- Mise en œuvre et évaluation d’une méthode d’initialisation couplée océan-atmosphère (travaux de thèse de M. Le Breton, stage M2 de F. Nicolay)
- Amélioration de l’initialisation de la composante surfaces continentales
Evaluation des ensembles, cas d’étude
- Influence de la taille des ensembles sur la robustesse des évaluations (Volpi et al., 2020 ; travaux prévus dans le cadre du programme C3S2)
- Évaluation des prévisions saisonnières (Batté et al., 2018) et S2S (Ardilouze et al., 2017 ; stage M2 de S. Antoine) sur des cas d’études
- Identification de fenêtres d’opportunité pour les prévisions à ces échéances (Specq et Batté, 2022 - à paraître ; Ardilouze et al., 2021)
Calibration et combinaison des ensembles de prévision
- Apport des approches multi-modèles à l’échelle saisonnière (Batté et al., 2020) et S2S (Specq et al., 2020)
- Calibration et utilisation de prédicteurs de grande échelle pour améliorer les prévisions (Specq et Batté, 2020)
- Méthodes d’évaluation, de calibration et de correction des ensembles de prévision (Perez-Zanon et al., 2021, en révision)