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Les Forums de MeteoBelgique
Poussin

Analyse des modèles

Messages recommandés

thumbsup.gif Merci poussin!!! on te le dit beaucoup mais tu le mérites car c'est un travail conséquent d'analyser chaque modèle et surtout de donner une tendance grace a différents runs de chaque modèle...

Bref c'est avec grand plaisir que je lis tes analyses si faciles a comprendre....

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Bravo pour cette analyse poussin. thumbsup.gif Moi aussi, je devrais tenter mes premières prévisions d'ici quelques temps (rien ne presse, rien ne presse, ...)

Sinon pour la carte de prévi des précipitations pour le 21 avril ... heureusement qu'elle a changé ! (j'en avais pas encore vu une comme ça dis donc !)

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Super Poussin,

Quel travail!!!

Ce que je trouve vraiment très bien c'est que tu aies compris qu'il était important de regarder les modèles dans leur ensemble pour en dégager une tendance sur le long terme, encore bravo tu mérites vraiment toutes ces éloges.

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Analyse du dimanche 28 Août.

L'été 2005: Coup de grâce?

Un anticyclone centré sur la Mer du Nord, mon dieu qu'il était temps. Depuis le début de l'été, il faut avouer que les périodes estivales se comptent avec une main. La stabilité de l'anticyclone des Açores a été fortement critiquée. Tantôt centré trop au nord, tantôt quasi inexistant. On dit souvent que ce sont les dépressions qui amènent le mauvais temps sur nos régions. Cette année, on pourra dire que c'est ... l'anticyclone des Açores.

En effet, en se positionnant sur l'Océan Atlantique, il dirigeait vers notre pays des courants maritimes polaires, un flux de Nord-Ouest. Ce qui fait que même sous influence anticyclonique, les nuages étaient nombreux, distillaient l'une ou l'autre averse, le températures étaient basses et le vent de Nord-Ouest souvent modéré renforcait cette sensation de fraîcheur. Le temps de se déplacer rapidement vers l'Est offrait alors à la Belgique un répis sec et plus doux voire chaud. Mais ce fut souvent rapide et la stabilité n'était jamais acquise pour de bon.

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GFS - 500 hPa - 10/06/05

D'autres situations synoptiques nous ont pourtant amenés chaleurs et ensoleillement. Une zone de hautes pressions située sur le bassin méditérannéen étirant une dorsale jusque nos régions. Des courants directement issus du nord africain entraient alors violement sur notre pays et y provoquaient des chaleurs assez prononcées mais courtes et humides finissant en instabilité orageuse.

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GFS - 500 hPa - 15/07/05

Alors faut-il arriver en fin d'été que pour espérer une situation stabilisée? Oui: un anticyclone centré sur la mer du Nord. On ne peut rêver mieux comme situation: les courants, venant alors d'Est, assèchent progressivement la masse d'air. Seuls quelques nuages cumuliformes et quelques nuages d'altitude (cirrus-altocumulus) égaient le ciel. Les températures reprennent alors progressivement des couleurs et affichent des valeurs de l'ordre de 24°C.

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L'anticyclone s'étire alors souvent vers la Scandinavie, ramenant un flux de Sud-Est puis du Sud sur nos régions faisant grimper les températures avec toujours autant de stabilité. L'air devient donc progressivement sec, puis chaud dans les basses-couches et en altitude. La stabilité est alors garantie et le thermomètre affiche alors des températures pouvant dépasser les 26-27°C. Puis, tout dépend de la "force" de l'anticyclone. On a déjà vu des anticyclones se formant sur la Mer du Nord rester ancrés et nous influencant favorablement plusieurs jours durant. Les modèles sont d'ailleurs assez optimiste par rapport à la durée de cette vague de beau temps.

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Les températures à 850 hPa augmentent également dès que le flux s'oriente Sud-Est bien évidement. Même si on arrive doucement à la fin de la période estivale, il y a encore des réserves chaudes sur le Sud assez facilement "transportable" vers le Nord du continent. Les 15°C à 850 hPa seraient tout-à-fait enviseagable dans es prochains jours et les 30°C pourront être atteint en Campine et dans le centre du pays.

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La fin de cet épisode est difficile à préciser, et ce pour tous les modèles. Il se peut beaucoup que des creux thermiques se forment sur l'Espagne et/ou la France à cause d'une forte chaleur et accélère une dégradation orageuse. Mais il faut encore se demander quand? Les modèles restent évasifs sur le sujet. GFS reste indécis et atténue une possible dégradation orageuse pour jeudi soir.

Jma est peut-être un peu plus pessimiste et montre que la dégradation est possible pour jeudi soir ou vendredi matin. Cela reste vraiment flou et est sujet à modification lors des prochains runs.

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ECMWF semble aussi indécis pour la même période. Le gradiant de pression sera faible et tout est possible si l'on suit cela à la lettre.

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Pour la suite, c'est plutôt le coup de poker. Impossible d'établir une tendance avec les modèles numériques de prévisions. La fin de la vague de beau temps n'est pas encore fixée par les modèles. Pourtant, on peut se risquer à établir une suite ... positive à cela. UKMO semble effectivement prévoir une issue favorable avec un nouveau noyau de hautes-pressions se développant sur la mer du nord. Une "fusion" entre l'ancien et le nouveau est possible mais ne serait pas une bonne chose pour nous, la dépression se creusant sur l'Océan Atlantique aurait alors la voie toute tracée vers nos régions.

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GFS semble également assez positif avec l'anticyclone des Açores en personne développant une dorsale vers nos régions.

Il m'a trop déçu cet été que pour avoir confiance en cette carte.

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A suivre...

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thumbup.gif Merci beaucoup Maxime. Superbe analyse (comme d'habitude). thumbsup.gif

La semaine semble déjà bien assurée. C'est déjà ça. smile.gif

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UP cool.gif

Je remonte ce topic pour une petite analyse de la situation de ces prochains jours.

3 familles détectables dans les 2-3 dernières sorties de runs, à échéance h+144 / 168:

1-Les scénarions doux, et là, comme par hasard, GFS... whistling.gif

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Affaissement de l'AA ouvrant la porte à l'océan. Le pire est que les courants seraient à peine perturbés!

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Economies d'énergie en perspective.

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2-Les scénarios (très) frais et assez perturbés: NOGAPS et UKMO

UKMO:

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Temps variable et frais avec de nombreuses averses. Giboulées maximum!

NOGAPS

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Rien de bien passionnant avec de telles t° en altitude, de toute façon!

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3-Les scénarios qui virent vers le temps de + en + doux et qui rejoignent GFS: ECMWF, JMA et GEM

ECMWF

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Passage de pertu affaiblies accompagnées d'air doux, puis successivement d'air légèrement plus frais, au passage des "fronts froids".

JMA

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Pareil, sauf que la fraîcheur qui précède semble un peu plus marquée.

3-GEM

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On voit bien l'AA fléchir sous les coup de butoir des dépressions atlantiques.

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Pour finir, le diagramme de l'ens.:

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Et cette moyenne qui gagne 1°C à chaque run!

Donc:

1 modèle doux,

3 modèles qui tendent vers le doux,

2 modèles frais, sans plus.

Pas fameux-fameux, en somme. cool.gif

Bonne soirée. wink.gif

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Vague de froid, deuxième essai! laugh.gif

Je sors un peu MB de sa léthargie avec de nouvelles cartes toutes "fraîches".

En espérant que la suite soit du même tonneau, car le temps commence à se faire légèrement pressant!

Les cartes sont limitées à 144-168h, largement assez pour... d'innombrables retournements de situation.

GFS h+144 (avec cartes thermiques à 850hPa pour Pierrot whistling.gif )

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GFS h+168

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Diagrammes:

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ECMWF h+144

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ECMWF h+168

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Nogaps h+144

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JMA h+144

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DWD h+168

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L'anti atlantique semblerait vouloir pousser une pointe vers le Nord, jusqu'à s'unir avec l'anticyclone polaire.

Alors,

  • Blocage anticyclonique avec l'arrivée de courants continentaux froids pour une longue durée?
  • Petit coup de froid avant un nouvel affaissement des hautes pressions sur l'Europe Occidentale?
  • Rien de tout ça, la situation resterait celle qu'elle est maintenant?
Une troublante impression de déjà-vu...

J'espère que les 00Z ne chambouleront pas tout, auquel cas ce message s'auto-détruira! laugh.gif

Ah oui, le retour des perturbations atlantiques et de la douceur qui va avec n'est toujours pas à l'ordre du jour.

A bientôt. wink.gif

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merci océanic pour t'es ses models thumbsup.gif

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Une "chtite" analyse des modèles, cela faisait longtemps.

Arrivée imminente de l'automne?

A force de l'annoncer, il finira bien par arriver! Les blocages anticycloniques ayant été légion durant les dernières semaines et derniers mois, il faudra un changement profond pour modifier le temps actuel. Les blocages que nous connaissons sont tenaces de par leur organisation: ils sont présents aussi bien dans les basses couches qu'en altitude. Une fois qu'un anticyclone se développe sur nos régions et qu'il est soutenu par des hautes valeurs de géopotentielles à 500 hPa (prenons ce niveau), il créée une situation de blocage: le courant jet est obligé de se comporter de manière "méridionnale". C'est à dire qu'il ne peut suivre son trajet habituel d'Ouest en Est sans devoir contourner ce blocage. Et tant qu'une brèche n'est pas ouverte, rien de bien passionnant ne se passe point de vue météorologique et le blocage résiste.

On parle souvent de "périodes de centre d'action" selon lesquelles on ne peut rester indéfiniment sous régime anticyclonique ou dépressionnaire plus de +/- 6 semaines. Pourtant, depuis début Septembre, on ne peut franchement pas dire que les incursions dépressionnaires nous aient réellement marqués. Alors quels sont les changements à attendre des prochains jours et prochaines semaines? Je vais tenter de débroussailler le chemin en gardant un minimum d'objectivité et en faisant fi de mes envies automnales exacerbées... rolleyes.gif

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A court terme

On peut d'ores et déjà prendre comme acquis un changement de temps par rapport à la première quinzaine d'Octobre. Le temps va devenir plus humide, plus nuageux et plus frais que ce que nous connaissons actuellement. Nous commencons à assister à une situation typiquement automnale dans les modèles météorologiques: un renforcement des centres d'actions.

L'été nous a habitué à des anticyclones pouvant établir un blocage dès les 1020 hPa atteints. Les dépressions quant à elles étaient également peu profondes et ne concernaient souvent notre temps qu'en état de "simple" goutte froide. Mais les modèles de prévisions voient enfin les conflits se mettre en route avec des anticyclones dépassant les 1035 hPa et des dépressions profondes de quelques 970 hPa. Le temps deviendra donc inévitablement plus variable et mouvementé que ce que nous "subissons" (quand je vous parlais d'objectivité... biggrin.gif ) depuis septembre.

En voici l'illustration:

Situation actuelle, modèle GFS

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Situation future, modèle GFS

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Les dépressions se creusent (sur l'atlantique, on ne peut la louper), les anticyclones se renforcent (sur le Groënland par ex. avec la mise en place d'un GA, ce qui est tout-à-fait normal pour cette période de l'année). Les "délimitations" entre dépressions et anticyclones sont bien plus visibles qu'auparavant où quelques cellules isolées se balladaient ci et là dans un espèce de marais barométrique géant, perturbant le travail de la prévision.

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A 500 hPa

Quand on observe les cartes de géopotentielles à 500 hPa, on remarque d'emblée un énorme creux s'étirant de la Scandinavie au Sud-Ouest de l'Irlande. Difficile d'établir s'il s'agit d'un creux diffluent ou d'un creux confluent mais néanmoins, je me risque à dire qu'il s'agit d'un creux confluent. (ndlr: on dit confluent quand les hysohypses se resserrent à l'avant (par ex: zone jaune). Inversément, on dira que le flux est diffluent quand les hysohypses s'écartent (par ex: zone mauve)).

Modèle ECMWF

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Pourquoi est-ce important? Parce que l'on peut y déceler une accélération du flux d'air , un courant Jet et donc de la progression d'éventuelles perturbation associées à cette structure. Il semble donc acquis que ce système continuera sa progression vers l'Est, tout en nous "passant dessus". On peut donc prévoir le passage d'une perturbation active accompagnée de vent modéré à assez fort (voire fort à la côte). Un autre creux se trouve sur le Labrador mais il est difficile de savoir si lui aussi va influencer notre temps. J'ay reviendrai plus tard, dans le long terme.

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A 850 hPa

Là aussi, on peut considérer ces valeurs comme estivales. Ce n'est pas du tout anormal mais c'est plutôt remarquable. Vu la carte de géopotentielle, nous devrions subir un courant de Sud-Ouest assez prononcé avec des remontées douces probables. GFS abonde dans ce sens. Et c'est normal: on peut s'amuser à tracer les fronts juste en regardant les températures. On peut voir que selon ce modèle, une succession de perturbations pourraient nous passer dessus. Et il est beaucoup trop difficile de déterminer les températures au sol avec de tels systèmes en mouvements: Ce n'est pas parce que nous nous trouvons à l'arrière du front chaud qu'il y fera doux: avec 10°C à 850 hPa et un ciel serein, on peut encore espérer 19°C (comme ces derniers jours). Mais avec un ciel couvert (comme le passage d'une perturbation), on ne peut plus espérer que 13°C. Étant donné que le passage des perturbation se fera dans un flux rapide, il est donc très difficile de donner des valeurs précises. On peut quand même dire que nous retrouverons des valeurs de saisons avec 14-16°C.

Modèle GFS

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A 700 hPa

Pour mieux placer les fronts, on utilise la carte d'humidité relative à 700 hPa. On y décèle rapidement pas mal d'humidité qui montre bien la présence des ces systèmes frontaux. Comme prévu, ceux-ci remonteront par flux de Sud-Ouest sur notre pays. Il ne s'agira donc pas de fraîcheur vive mais bien -encore- de températures normales pour la saison. 14-16°C.

Modèle GFS

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A long terme

Pour tenter d'établir une prévision fiable concernant la suite des événements, les principaux modèles ont l'air de s'être mis plus ou moins d'accord.

Selon GFS, l'automne s'installe bien sur nos contrées avec une dépression centrée sur le Nord-Ouest de l'Irlande (situation typiquement automnale: une dépression dites "mère" s'installe entre l'Islande et l'Irlande et fait dérouler ses dépressions-filles le long de son flanc Sud et d'Ouest en Est). Une position tout-à-fait acceptable donc pour une saison humide. On peut donc s'attendre à une période automnale classique: températures relativement douces, vent modéré à parfois assez fort, nébulosité variable à abondante et enfin précipitations, parfois également abondantes. On peut remarquer l'absence flagrante d'anticyclone pouvant changer la donne! Une dépression se formerait ensuite sur l'Atlantique (celle qui quitte le Labrador) et devrait nous influencer de la même manière que la précédente: un temps humide et très nuageux mais sous une relative douceur.

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Selon ECMWF, on prend les mêmes et on recommence: nous devrions bien assister au retour d'un flux zonal avec le développement de cellules dépressionnaires suivant un chemin bien tracé Ouest-Est sans qu'un anticyclone ne vienne boulerverser cela. Tout au plus de faibles dorsales s'étendant péniblement entre les fronts et entre les dépressions. Rien de plus normal donc.

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48H plus tard, nos deux petites bombes ont bien progressé selon le chemin prévu. Une d'entres elles semble même se développer jusqu'au stade de dépression de tempête. Une situation à surveiller étant donné la bonne tenue de ce modèle depuis quelques jours. Pas de panique, juste de l'information.

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Ce scénario (tripartie GFS-ECMWF et très certainement UKMO) est le plus en vue et sûrement le plus plausible étant donné la période de l'année. Probabilité: 80%

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Néanmoins, certains modèles voient la possibilité qu'une petite situation de blocage se mettre en place. Il s'agit par exemple de JMA. J'écarte personnellement cette hypothèse tout simplement car la dépression devrait "traverser" (ou faire éclater, c'est selon) cette fine présence anticyclonique sans trop de problème comme le voient GFS et ECMWF. Pourtant, il semble normal d'en faire le rapport étant donné que d'autres modèles (un peu moins performants peut-être) voient aussi cette situation se mettre en place. Etant donné que JMA ne donne pas à plus de 192 hPa, il est difficile de donner un crédit fondé sur cette carte et sur le futur de ce petit blocage. Il y a peu de chance que cela se concrétise. Autrement, au pire des cas, nous pourrions passer en flux de Nord et perdre pas mal de degrés au thermomètre. Mais -je le répète- cette situation est vraiment minoritaire et devrait avoir disparu des modèles demain matin. A moins que... Probabilité: 20%

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Conclusion

Il semble maintenant bien acquis que l'automne arrive progressivement sur nos contrées. Une entrée en douceur en ce qui concerne les températures: nous nous dirigeons tout simplement vers des maxima de saisons, rien de plus, rien de moins. Pour les précipitations par contre, le temps sera arrosé avec le passage de quelques perturbations actives. Le vent devrait être de la partie, majoritairement de secteur Sud-Ouest avec quelques bonnes rafales.

Un temps de saison, un temps de chien! Enfin... diront certains!

thumbsup.gif

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Dommage que tu fais des analyses seulement quand on annonce un temps de chien, car j'ai bien compris toute tes explications thumbsup.gif

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Le plus beau UP de l'histoire! laugh.gifthumbsup.gif

Merci Maxime, un vrai régal! wink.gif

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merci poussin pour ce travail ! thumbsup.gif

Je vais devoir relire ça demain car la, je suis KO sleeping.gif

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Très belle analyse, Maxime! thumbsup.gifthumbsup.gifthumbsup.gif

Et "modérée" comme je les aime biggrin.gif ....

ps:

je me risque à dire qu'il s'agit d'un creux confluent
Je pense que tu as pris le bon risque biggrin.gif , c'est un creux confluent....

Voilà un exemple de creux diffluent ci-dessous.

Au passage, petit truc pour repérer la position d'un système frontal principal si on n'a que la 500hpa et rien d'autre....

D'abord, la théorie veut qu'entre un creux et la crête suivante, on retrouve un système frontal.

1) Et bien, le front froid "primaire" se situera toujours entre la crête et le creux au niveau des points d'inflexion des lignes d'iso-geopotentiel (points où les lignes passent d'une courbure "cyclonique" à une courbure "anticyclonique").

2) Le point triple (point de rencontre "front froid-front chaud-occlusion") devra quant à lui se situer à hauteur du Jet (repérable au niveau des lignes de flux "resserées".

3) Le front chaud se situera bien évidemment à l'avant du front froid, mais ne dépassera que très rarement l'axe de crête.

Il s'agit évidemment de truc pour se donner une "idée" de la position des fronts principaux "d'un coup d'oeil" rien qu'avec le flux à 500 hpa, mais ce n'est évidemment pas suffisant si on veut être plus précis (vous seriez tout de même impressionnés dans le cas des perturbations bien "classiques" des résultats obtenus pour le front froid).

Pour pauffiner la position des fronts principaux, mais aussi repérer les structures frontales secondaires (parfois plus actives que le premier front lui-même), les bizarreries tels que les "split front" etc etc, il faut jeter un oeil à la configuartion des t° à 500 hpa, à 850 hpa (advection d'air froid, chaud), aux humidité à 700 hpa (comme dans l'exemple de Maxime), aux isobares en surface (une petite "brisure" dans ces lignes isobares étant le signe d'un front), des températures en surfaces (surtout celles de rosée!) et tant de choses encore...

A appronfondir au fil des "posts"... wink.gif

post-32-1160956641.jpg

Modifié par Piet

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Autre PS...

dans l'exemple de Maxime où l'on voit le géopotentiel des 500 hpa du modèle de Reading:

entre le creux principal et la dorsale principale suivante, on note si on est observateur une autre légère dorsale s'étirant de la mer d'Irlande vers le N-O de la France et très léger axe de creux qui part de la mer du Nord vers l'Autriche.

Ca signifie que l'on peut s'attendre à deux perturbations (éventuellement reliées par le jeux des systèmes frontaux).

La première (celle sur l'ouest de la France) est encore relativement jeune et risque d'être active, car elle est associée à un flux très dynamique (lignes resserées, jet bien visible) et le creux à l'arrière y est marqué.

L'autre, déjà plus loin sur le continent, est probablement déjà en net déclin, car elle est rentrée dans un flux un peu moins dynamique (lignes plus éloignées, pas de jet marqué), très légèrement diffluent et assez rectiligne (pas de creux marqué, juste le petit dont j'ai parlé)...

Bref, la plupart des amateurs météo préféreront la première.... biggrin.gif

post-32-1160959326.jpg

Modifié par Piet

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Merci à Maxime & Piet!

C'est clarinette! thumbsup.gif

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Merci a Maxime et Piet pour ces analyses...

thumbsup.gifthumbsup.gif

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Peut-on faire des prévisions saisonnières ? Le point de vue d’un modélisateur

Extrait de la Lettre n°17 Programme International Géosphère Biosphère-Programme Mondial de Recherches sur le Climat (PIGB-PMRC)

Le malentendu sur le terme

La langue française, dont les nuances et les subtilités en ont fait la langue de la diplomatie internationale pendant quelques siècles, est pauvre face à la langue anglaise dans le domaine de la prévision météorologique: les mots «prediction », «prognostic», «outlook», «forecast», «foresight» sont systématiquement traduits dans un contexte météorologique par le mot «prévision», car la «prédiction» est réservée aux astrologues, et le «pronostic» aux turfistes. Il en résulte un malentendu entre les scientifiques qui parlent de prévision saisonnière et le public qui attend qu’on leur annonce le temps qu’il va faire.

Avec l’expérience, le public a admis qu’on puisse se tromper une fois sur dix pour le temps du lendemain (ce qui fait presque une erreur par semaine) et que, plus l’échéance s’éloigne, plus la chronologie des phénomènes est floue. Par exemple il est facile d’admettre qu’on ne prévoie pas en mai 2003 le début de l’épisode caniculaire du mois d’août au jour près, mais le public s’attend à ce que les prévisions lui disent que l’été 2003 sera notablement plus chaud que les précédents. Pourtant, la nature est plus capricieuse, ou notre conception de la nature à travers les lois de la physique est en défaut dans ce domaine.

Approche déterministe versus probabiliste

Les scientifiques, depuis H. Poincaré (1881), considèrent qu’il y a une limite à la prévision météorologique déterministe, à cause de la structure des équations des phénomènes. La résolution approchée des équations sur ordinateur, depuis plusieurs dizaines d’années, montre que cette limite se situe entre dix et vingt jours. Ne peut-on rien faire au-delà ? Si, mais l’approche devient alors probabiliste (voir plus bas la section sur l’analogie avec une expérience de pile ou face). Il y a plusieurs solutions possibles pour l’atmosphère et ces solutions ne sont pas équiprobables. Le calcul peut tenter de nous fournir les probabilités, c’est ce qu’on attend de la prévision saisonnière. Mais l’atmosphère réelle va choisir une seule de ces solutions, pas systématiquement la plus probable, et aucun modèle ne peut prédire laquelle avec certitude. C’est pourquoi même la moyenne de température sur une saison ne peut être prédite de manière déterministe.

Pour le public, l’approche probabiliste peut sembler une échappatoire. A courte échéance, la prévision est également probabiliste, mais la densité de probabilité est suffisamment pointue. Le rôle d’un prévisionniste est de transformer une information probabiliste (utilisation de plusieurs modèles numériques, expérience de terrain conduisant à envisager des situations analogues passées) en information déterministe (rédaction d’un bulletin). Ce faisant, il va se tromper de temps en temps, et c’est son droit le plus strict. S’il se contentait de transmettre un message probabiliste, c’est l’usager qui aurait à prendre la décision, et donc qui porterait la responsabilité de ses erreurs, ce qu’il ne veut pas. Le faible niveau de prévisibilité à l’échelle de la saison ne permet pas l’interface par un prévisionniste. Aussi les usagers potentiellement concernés par la prévision saisonnière sont très peu nombreux.

Pourquoi fait-on des prévisions saisonnières ?

La plupart des services météorologiques, dont Météo-France, produisent des prévisions saisonnières, diffusées ou non. Une première raison est que le surcoût, pour un service qui fait déjà des prévisions numériques opérationnelles, est très faible: pas besoin de réseau d’observation à l’échelle du département, de satellites de la dernière génération, d’un nouveau calculateur, ni de prévisionnistes dans toutes les régions. Si on a déjà tout cela, il suffit d’y consacrer une partie de la puissance de calcul dont on dispose. Comme les modèles de prévision à court terme ont besoin de fournir une prévision le plus rapidement possible, mais pas de répéter l’opération toute les heures, plus le calculateur est puissant, plus il reste du temps de calcul disponible. Le modèle numérique de l’atmosphère utilisé pour la prévision saisonnière est constitué en grande partie par le modèle utilisé par la prévision globale à courte échéance. Il peut même être identique comme au Centre Européen de Prévision Météorologique à Moyen Terme (CEPMMT).

Le service météorologique n’a donc à investir que dans deux domaines: la recherche, pour rester en pointe et faire progresser aussi bien la science que les bénéfices de ses usagers, et la commercialisation, pour convaincre des clients d’utiliser un produit qui est loin d’être fiable à 100%. La deuxième raison qui pousse à la production de prévision saisonnière est la possibilité de gain, directe comme en Europe, indirecte via les taxes sur les sociétés de service et les sur les bénéfices induits comme aux Etats-Unis. La prévision saisonnière n’est pas faite pour protéger les personnes et les biens, mais pour aider les décideurs publics ou privés à optimiser leur stratégie. Il est donc légitime que ce soit le bénéficiaire et non le contribuable qui participe aux frais.

L’atmosphère obéit à des lois, donc le temps doit être prévisible, et la saison à venir en particulier. La pièce de monnaie que je lance en l’air obéit aussi à des lois. Mais ce que je retire de ces lois est que, si la pièce est constituée d’un matériau uniforme, la probabilité de chaque face est 50%. Si une face est recouverte d’un matériau plus dense, je peux soit effectuer des séries de lancers et compter les occurrences, soit faire des calculs de trajectoires à partir des lois physiques et en déduire les nouvelles fréquences. Notre approche de la prévision saisonnière n’est pas différente. La loi du 50% correspond à la climatologie: pas la climatologie moyenne qui dit qu’il fait 5°C à Toulouse en janvier, mais la loi de distribution probabiliste des températures à Toulouse en hiver (Figure 1, courbe noire). Une exploitation judicieuse de cette information par un usager qui réclame des prévisions saisonnières peut déjà apporter un bénéfice substantiel à celui-ci.

La méthode empirique de la répétition des lancers correspond à la prévision statistique. Longtemps on a dû s’en contenter, faute de moyens de calcul suffisants. C’est ainsi que l’Oscillation Australe a été découverte, par la recherche de prédicteurs de la mousson indienne. Les proverbes météorologiques sont l’expression d’une approche statistique embryonnaire, s’appuyant sur quelques dizaines de cas au mieux, et sans doute biaisée par les quelques cas extrêmes qui ont marqué les esprits. De nos jours, certains pratiquent une version améliorée de cette méthode qui a le mérite du coût minimal : un PC, pas nécessairement de la dernière génération, et un compte sur Internet pour récupérer des données. Elle souffre pourtant d’une difficulté : le lanceur de pièces peut choisir le nombre d’expériences, pas le prévisionniste statisticien. Nous avons à peu près 50 années bien documentées à notre disposition. En prévision saisonnière, cela ne fait que 50 cas. Les mécanismes en hiver ne sont pas les mêmes qu’en été en Europe. Comme la diversité des situations climatiques est très riche, il est difficile de trouver dans le passé des enchaînements statistiquement stables, c’est à dire qui ne sont pas de simples coïncidences. Certains hivers se ressemblent, mais pas forcément pour les mêmes raisons. Par exemple les deux phénomènes majeurs « El Nino » de la deuxième moitié du 20ème siècle se sont traduits pour la France par un hiver normal (1982-83) et un hiver très doux (1997-98). J’ai donc une opinion assez réservée vis à vis de ceux qui annoncent des corrélations de 0.80 à l’échelle saisonnière en exploitant uniquement les séries passées. Mais dans 500 ans je changerai peut être d’avis.

Revenons à notre pièce de monnaie. L’approche par la modélisation correspond à notre approche en prévision saisonnière. Elle est essentiellement probabiliste, ce qui se traduit, dans notre cas, par la production d’un ensemble de prévisions. Calculer une seule trajectoire a aussi peu de sens en prévision saisonnière qu’en prévision de pile ou face. En poursuivant l’analogie, il faut non seulement connaître les lois physiques, mais aussi disposer d’un modèle numérique pour les résoudre. Le calcul des solutions d’un cylindre dont le centre de gravité n’est pas le centre de symétrie, en mouvement tridimensionnel dans un champ de pesanteur en tenant compte de la résistance de l’air et de la poussée d’Archimède n’est pas simple si on choisit la voie analytique. Pour l’atmosphère, la voie analytique a été abandonnée depuis longtemps, et c’est à Météo-France au modèle ARPEGE (Déqué et al., 1994) qu’est confié ce calcul. Enfin il faut un troisième ingrédient : la connaissance du forçage. Sans cette connaissance, la distribution probabiliste que l’on prévoit ne peut être que la distribution climatologique. Pour la pièce de monnaie, il faut connaître l’épaisseur et la densité de chaque milieu (approche numérique), ou disposer d’une pièce du même type (approche statistique). Pour l’atmosphère, il faut savoir en quoi par exemple l’été 2003 se distingue a priori des autres étés.

D’où vient la prévisibilité ?

L’effet papillon popularisé par E. Lorenz dans les années 1960, illustré par le fameux modèle à trois variables (Lorenz, 1963) consiste en la divergence rapide (quelques dizaines de jours) de deux trajectoires initialement très proches (un battement d’aile de papillon). Cet effet montre que l’état initial de l’atmosphère n’est pas lié univoquement à l’état au cours de la saison suivante, car la connaissance de l’état initial est toujours entachée d’erreur (imprécision de la mesure, densité du réseau). L’effet papillon existe clairement dans les équations et donc les modèles, mais ne peut être mis en évidence à partir des observations (il faudrait des milliers d’années pour trouver deux situations très proches pour tous les paramètres en tout point du globe).

Un modèle de prévision numérique utilise deux ingrédients susceptibles de changer d’une année à l’autre :

• les conditions aux limites,

• les conditions initiales.

Les forçages

Si le modèle n’est pas couplé à un modèle d’océan, la température de surface de la mer et l’étendue de banquise sont les conditions aux limites clés pour la variabilité interannuelle. Comme forçage d’un ordre inférieur, on trouve les aérosols volcaniques (éruption du Pinatubo), et à un ordre encore inférieur les concentrations en gaz à effet de serre autres que la vapeur d’eau (dioxyde de carbone, méthane, oxyde nitreux, ozone ...) et l’activité énergétique du soleil («constante» solaire). Ces deux derniers paramètres jouent un rôle majeur dans l’évolution du climat sur plusieurs décennies, mais ne varient pas significativement d’une année à l’autre.

Les conditions initiales

Pour ce qui est des conditions initiales, on trouve l’état atmosphérique, l’humidité des sols et la couverture de neige continentale. L’état atmosphérique joue un rôle aux latitudes tempérées, en dépit de l’effet papillon : en effet les expériences de prévision dans lesquelles on choisit délibérément un état initial arbitraire conduisent à une dégradation des scores. Des expériences académiques ou utilisant des années extrêmes ont montré que l’humidité du sol ou la couverture de neige initiale contribuaient positivement à la prévisibilité.

Le paramètre majeur : température de surface de la mer dans les régions tropicales

Il n’en demeure pas moins que dans les modèles numériques actuels, le paramètre majeur pour forcer une année à se comporter différemment d’une autre est la température de surface de la mer dans les régions tropicales. La modulation du réchauffement des basses couches qu’elle produisent, se propage à toute la colonne par la convection, et conduit à l’excitation d’ondes dites de Rossby qui se propagent vers les latitudes tempérées. A partir de là, la circulation moyenne peut se faire préférentiellement du Nord-Ouest ou du Sud-Ouest sur une région donnée. Ceci conduit à des anomalies saisonnières de température ou de précipitations pour la région en question. Il s’agit bien entendu d’une différence de comportement au niveau de la distribution statistique; deux prévisions individuelles peuvent se comporter très différemment du simple fait de l’effet papillon.

Comment prévoir l’océan ?

Bien prévoir l’état de la surface océanique est donc la clé de la prévision saisonnière. Ce n’est pourtant pas la solution magique du problème prédictif, puisque le projet européen PROVOST (Doblas-Reyes et al., 2000), où des modèles d’atmosphère étaient forcés par les températures de la mer observées, a donné des scores assez modestes. Malgré le forçage imposé, l’atmosphère garde une grande part de liberté pour produire des saisons à sa fantaisie. Une pièce en plomb/aluminium ne va pas non plus toujours tomber sur la même face. Dans un modèle non couplé (c’est à dire où l’état de l’atmosphère et celui de la surface de l’océan sont calculés indépendament), comme celui utilisé opérationnellement à Météo-France sur le calculateur de Toulouse, la température de la mer est prévue par un algorithme statistique utilisant essentiellement la persistance des anomalies tropicales. Ce système existe depuis 1997.

Depuis le projet européen DEMETER (Palmer et al., 2004), nous utilisons le modèle OPA de l’Institut Pierre-Simon Laplace (IPSL) couplé par le logiciel OASIS du Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique (CERFACS). Ce projet s’est achevé en septembre 2003. Une des principales conclusions qui nous concernent est la supériorité de l’approche couplée, en particulier sur le domaine Europe-Atlantique (voir plus bas la section sur une illustration), par rapport à l’approche des prévisions statistiques des températures de la mer. Il s’agit tout de même de scores faibles, avec des coefficients de corrélation rarement supérieurs à 0.20. Nous avons en outre montré que le couplage joue un rôle intrinsèque, puisque le forçage d’ARPEGE par les températures prévues par le modèle couplé donne des scores inférieurs à ceux du modèle couplé. Pourtant, dans les deux expériences l’atmosphère voit les mêmes températures de surface à l’échelle mensuelle.

Difficulté des prévisions couplées

La principale difficulté dans la mise en oeuvre de prévisions couplées réside dans l’état initial de l’océan. Contrairement à ce qui se passe pour l’atmosphère, notre connaissance de l’état initial par les observations est moins précise, et le rôle des conditions initiales est déterminant (l’effet papillon met plusieurs mois à se développer dans l’océan).

Les techniques d’assimilation

Le CERFACS effectue des recherches sur l’amélioration des techniques d’assimilation. Dans DEMETER, l’assimilation était constituée seulement d’une intégration du modèle d’océan forcé par les flux en surface de la réanalyse ERA40. A la suite du projet DEMETER, le CEPMMT et le Met Office ont développé un schéma d’assimilation utilisant plus d’observations océaniques et produisent chaque mois des prévisions en temps réel. Depuis le début de 2004 le modèle ARPEGE produit à son tour chaque mois au CEPMMT un ensemble de 40 prévisions à 6 mois utilisant les analyses océaniques fournies par le projet d’océanographie opérationnelle MERCATOR. Les trois modèles vont donc fusionner en un super-ensemble de 120 membres, plus à même de prendre en compte l’incertitude liée au choix d’un modèle.

L’adaptation statistique

Les prévisions non couplées ont-elles un avenir ? Une première réponse est que ce type de prévision utilise une approche différente, donc forcément complémentaire. Le projet DEMETER a bien montré que la synthèse de plusieurs modèles donne souvent des scores supérieurs au meilleur des composants. La deuxième réponse est que le produit fini «prévision saisonnière » n’est pas seulement le résultat des intégrations d’un modèle. Pour produire une prévision probabiliste qui fasse mieux que la prévision climatologique, pour faire une adaptation régionale des prévisions de précipitations à des domaines comme le Maghreb ou l’Afrique de l’Ouest, pour ajuster une stratégie économique à base de prévisions numériques, il faut compléter le processus par des algorithmes statistiques.

Pour ce faire, disposer d’un échantillon de 40 ans de prévisions n’est pas un luxe. Or les techniques d’assimilation océanique perfectionnées ont besoin de données que les satellites ou les réseaux de bouées ne mesurent que depuis la fin des années 1980. Les analyses de MERCATOR ne sont disponibles qu’à partir de 1993. La relative faiblesse des prévisions non couplées peut se trouver largement compensée par l’amélioration apportée par l’adaptation statistique. Dans le doute sur la meilleure des approches, il vaut mieux mener les deux de front lorsque les moyens de calcul le permettent.

Des travaux récents (Clark and Déqué, 2003) ont montré qu’en combinant des longues séries de prévisions et des ensembles de grande taille, une méthode de recherche de situations d’analogues permettait de construire des prévisions probabilistes fiables et possédant une résolution décente (pour les notions de fiabilité et de résolution d’une prévision probabiliste, voir Déqué, 2001).

A quoi servent les prévisions ?

Sur le plan théorique, il est satisfaisant de constater que les modèles numériques produisent une information au delà de la barrière de prévisibilité déterministe. Sur le plan pratique, l’utilisation de cette information est très limitée. Si un usager se pose la question de partir en pique-nique le lendemain et reçoit l’information « probabilité de pluie = 40% », il en déduira qu’il ne pleuvra pas puisque cet événement est plus probable que son contraire, et partira en pique-nique. L’information probabiliste est dégradée en information déterministe. Si l’usager était capable d’évaluer dans une unité quelconque (Euro, degré de satisfaction ...) le plaisir d’un pique-nique ensoleillé, la déception de rester chez soi quand il fait beau, le désagrément d’un pique-nique sous la pluie, et le soulagement d’être resté chez soi au sec, il s’apercevrait sans doute que le seuil de décision qui optimise son critère d’évaluation n’est pas forcément 50%.

La prévision saisonnière ne s’adresse qu’à celui qui peut calculer les conséquences de chaque décision dans chaque cas de figure des caractéristiques pertinentes de la saison à venir. Pour un usager comme EDF, c’est une fonction qui ne peut se décrire que par un modèle économique compliqué demandant des moyens de calcul. Du côté des producteurs de prévision, on utilise le modèle le plus simple qui soit pour garder la plus grande généralité dans l’évaluation de la valeur économique d’une prévision. Ce modèle s’appelle le modèle coût-perte.

Illustration

Compte tenu de ce qui a été dit, monter une carte de température pour une saison donnée, par exemple l’hiver 1997/98, et la carte de la prévision moyenne correspondante relève un peu de l’escroquerie scientifique. Face à un système probabiliste dont la validation n’a de sens que pour un nombre suffisamment grand de prévisions, choisir le cas qui « colle » le mieux ne rend pas compte de la qualité du système. Plus l’échantillon de prévisions passées est grand, plus on a dechance de trouver un couple prévision moyenne/observation en bonne concordance. On ne peut illustrer les prévisions que par leurs scores. On trouvera sur cette page des centaines de cartes et de diagrammes issus du projet DEMETER :

http://www.ecmwf.int/research/demeter/d/charts/verification.

Dans cet article, nous nous contenterons de regarder des scores de corrélation. Même s’il ne s’agit pas de scores probabilistes, ils mesurent la qualité du système. Si la moyenne de l’ensemble est indépendante de l’observation, il est assez vain de chercher à faire des prévisions probabilistes.

La Figure 2 montre les corrélations temporelles sur 44 hivers (Figure 2A) et 44 étés (Figure 2B) de 1958 à 2002 de la température à 850 hPa (vers 1500 m). Quatre expériences sont considérées suivant le type de températures de la mer utilisées dans le modèle, données a priori clé pour calculer la température atmosphérique. Dans les trois premiers cas, le modèle qui calcule la température atmosphérique, est forcé par les températures de la mer (a) observées, cool.gif prévues par méthode statistiques, c) calculées au préalable par une simulation couplée. Dans le dernier cas (d), le modèle atmosphérique est couplé au modèle océan.

Les cartes sont constituées de points de grille. Dans chaque expérience, on calcule à chaque point de grille la température saisonnière hivernale (puis estivale) de l’atmosphère (850 hPa) pour chacune des 44 années considérées. On compare ces valeurs aux valeurs mesurées en calculant le coefficient de corrélation entre les deux ensembles (valeurs simulées versus mesurées) : une corrélation positive indique une certaine capacité prédictive du modèle – une valeur nulle (en fait en moyenne nulle entre +0,05 et -0,05) : aucune.

La méthode a) n’est pas applicable à de vraies prévisions : en effet elle utilise comme entrée de données des valeurs mesurées (températures de la mer). On constate qu’en hiver les prévisions couplées donnent les meilleurs scores sur la France (majorité de vert qui correspond à une corrélation au moins égale à +0,2). Par contre en été, les trois dernières méthodes donnent des corrélations négatives sur la France, ce qui indique qu’il n’y a pas de capacité prédictive à l’échelle saisonnière des modèles.

La prévision au-delà de la saison

La Figure 3 montre les moyennes d’été (juin-juillet-août) sur la France pour les observations depuis 1960, et pour les résultats d’une simulation climatique de 1960 à 2100 utilisant des hypothèses (GIEC-A2) pour la concentration en gaz à effet de serre. On se rend bien compte que pour un été donné, la simulation du modèle n’a aucun caractère prédictif. L’été 2003 n’est pas particulièrement chaud dans la simulation. Par contre, en terme de climat, c’est à dire de distribution statistique sur une période de 30 ans, le modèle prédit une évolution vers des étés plus chauds à la fin du 21e siècle qu’à la fin du 20ème. L’évolution d’une année à l’autre est dominée par le chaos, alors que l’évolution lente est contrainte par le forçage radiatif anthropique.

Conclusion

Si la prévision saisonnière avait porté un autre nom, comme « aide à la prise de décision face à un horizon météorologique lointain », on se féliciterait des progrès accomplis depuis plus de 20 ans, par l’apparition des modèles de circulation générale atmosphérique initialisés par des observations à la fin des années 1970, par leur couplage à des modèles globaux océaniques au début des années 1990, et par l’apparition de l’océanographie opérationnelle au début des années 2000. On ne verrait pas sur les sites Internet des cartes du monde avec des plages rouges là où il va faire chaud la saison prochaine, bleues là où il va faire froid. Les scientifiques ne seraient pas appelés par des journalistes leur demandant si l’été prochain ne va pas subir une canicule pire que celle de 2003.

Utilisant moi-même abondamment ce terme, je contribue à entretenir la confusion. Aussi, j’espère que cet article me rachètera un peu, en expliquant au lecteur ce qu’est réellement une prévision saisonnière, ce qu’on peut en attendre grâce au progrès de l’observation, des moyens de calcul, de la modélisation, et du post-traitement statistique, et ce qui est de l’ordre de l’utopie tant qu’un savant n’aura pas bouleversé notre conception de la mécanique des fluides.

SOURCE : http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosclim/biblio/pigb17/11_previsions.htm

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Une d'entres elles semble même se développer jusqu'au stade de dépression de tempête. Une situation à surveiller étant donné la bonne tenue de ce modèle depuis quelques jours. Pas de panique, juste de l'information.

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ECMWF semble bien être LE modèle du moment. Il avait bien décelé la probabilité de dépression creuse longeant les côtes françaises et belges avec de beaux coups de vent en perspective.

Il faudra composer avec lui dans les prochaines semaines.

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Bravo a ECM! thumbsup.gif

Bravo a toi Poussin pour avoir mi l'info au 15octobre thumbsup.gif

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ECMWF semble bien être LE modèle du moment. Il avait bien décelé la probabilité de dépression creuse longeant les côtes françaises et belges avec de beaux coups de vent en perspective.

Effectivement, bien vu. Pour ma part (et ça n'engage que moi...mais je crois que Marco sera d'accord wink.gif ), je lui donne presque toujours la priorité sur Gfs pour le long terme. Je le trouve souvent meilleur dès que l'échéance dépasse 3 jours (subjectivement vu qu'il faudrait des statistiques pour donner du poids à mon "impression").

Pour le court terme, c'est différent.

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Effectivement, bien vu. Pour ma part (et ça n'engage que moi...mais je crois que Marco sera d'accord  wink.gif ), je lui donne presque toujours la priorité sur Gfs pour le long terme. Je le trouve souvent meilleur dès que l'échéance dépasse 3 jours (subjectivement vu qu'il faudrait des statistiques pour donner du poids à mon "impression").

Pour le court terme, c'est différent.

Pareille....

Eté: Bon sur le court terme et mauvais sur le long terme

Hiver: Bon sur le court terme et +ou- bon sur le long terme en hiver

Entre saison: je ne regarde pas assez les runs GFS pour m'en faire une idée clair

C'est en règle générale bien sur et c'est aussi un avis personelle

Je tiens à remettre un poste de Poussin qui réexplique bien ce modèle (petit rappel wink.gif )

GFS!

Petite présentation:

Modèle américain à larges mailles. (Les larges mailles veulent dire que ce n'est pas un modèle qui donne de la précision pour une région. Quoiqu'il peut parfois être beaucoup plus précis que l'on ne le pense) Je pense que les mailles sont de l'ordre de 15 km sur 15 km, il faudra que je vérifie.

GFS veut dire Global Forecast System (Système global de prévisions). Il donne des cartes pour le monde entier y compris les deux hémisphères. Utiles pour voir où en sont les réserves d'air froid.

Il est composé d'une douzaine de "petits" modèles. C'est le meilleur de ces "petits" que l'on prend pour faire les GFS. Si vous regardez un diagramme 850hPa, vous verrez tous ces modèles et en blanc vous verrez le modèle opérationnel (vulgairement: la moyenne de tous les modèles):

Utilisation, précautions et utilités:

Le modèle GFS est très utilisé dans le monde de la prévision amateur car il faut le reconnaitre, il est très performant à court terme, 2-3 jours. Au-delà, il peut parfois entrer dans des délires dont il a le secret. Ses sorties toutes les 6 heures sont aussi fortement appréciées, même s'il faut dégager deux types de runs: les bons runs (12Z et 00Z) sont des mises à jours effectuées avec un ensemble de nouvelles données. Les moins bons runs sont les 06Z et 18Z. Ces deux runs reprennent des infos anciennes et ajoutent de nouvelles infos. Ce qui parfois trompent beaucoup une situation. Exemple: Le run de 06Z mis à jour avec des nouvelles données et des données du run de 00Z. En cas d'instabilité, ca peut donner de belles cartes chouettes à regarder parfois!

Ce qui est moins intéressant, ce sont les situations extrèmes. GFS (pourtant modèle américain!  ) n'arrive pas à les maîtriser. Prenons l'exemple d'un blocage avec conflit de masse d'air. Pour lui, c'est déjà fini! Et c'est là son gros défaut, il n'est pas configuré pour gérer des situations pareilles. En été, il a aussi tendance déconner un peu lors des canicules ou périodes de beau temps et chaleur prolongés.

Ce qui est très intéressant par contre, ce sont les multiples paramètres qu'il offre. La nébulosité, la température, les index Li, la Cape, l'humidité, les précipitations, le vent, .... Il est certain qu'il est d'une aide innestimable pour des prévisionnistes amateur tels que nous. Alors imaginez quand il disjoncte en pleine situation intéressante....

Le long terme...

Pour le long terme, il évidement de moins bonne qualité. Tout simplement car la météorologie n'est pas une science exacte. Et encore heureux! Que ferions-nous si ce que nous prévoyons se produit à chaque fois! Ce serait embêtant! Je ne regarde le long terme que jusqu'à +240H. Déjà jusque-là, cela commence à devenir tendancieux!

Sur le site de Wetterzentrale, vous pouvez trouver (et c'est un plus) les cartes d'archive qui vont parfois jusqu'au début du siècle.

Variantes:

Un autre point intéressant avec GFS est sa diversité. Vous pouvez le trouver sous différentes formes. Je parle là de Wetteronline, Wetter3 et Wetterzentrale. Ces trois sites proposent un modèle GFS retravaillé avec des symboles ou des cartes remaniées, rendues plus claires et plus faciles à lire.

Conclusion:

S'il y avait une note à donner à GFS, elle serait assez bonne. Ce modèle est largement et fortement critiqué dans le monde météo amateur. Tout simplement parce qu'il n'offre pas de fiabilité à long terme. Et vous connaissez le comportement des personnes en manque de neige... Ce qu'on oublie c'est que ce n'est pas lui qui fait la pluie et le beau temps. Il ne fera pas tout son possible pour vous empécher d'avoir des flocons!

Sa fiabilité à court terme en fait quand même un modèle unique et bien utilisé. Même dans le monde professionnel.

Modifié par neibofly

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