Prévisions saisonnières basées sur des modèles de prévision numérique du temps
- Introduction
- Méthodologie de la prévision :
- Références
Introduction
Depuis septembre 1995, le centre météorologique canadien (CMC) d'Environnement Canada produit des aperçus de 0-3 mois pour le Canada. Ces aperçus sont des prévisions des anomalies de la température de l'air à la surface et de précipitations pour une période de 3 mois.
Les prévisions sont le résultat d'un ensemble de 12 intégrations de modèles : 6 intégrations d'un modèle global environnemental multi-échelle (appelé GEM provenant de Recherche en Prévision Numérique ou RPN, voir Côté et al. 1998) d'une résolution horizontale de 1.875 degrés avec 50 niveaux verticaux et 6 intégrations d'un modèle de climat (le GCM2 du centre canadien de la modélisation et de l'analyse climatique ou CCCma, voir McFarlane et al. 1992) T32 avec 10 niveaux verticaux. ATTENTION, IL EST À NOTER QUE DEPUIS LE PREMIER FÉVRIER 2004 LE MODÈLE SEF A ÉTÉ REMPLACÉ PAR LE MODÈLE GEM POUR EFFECTUER LES PRÉVISIONS MENSUELLES ET SAISONNIÈRES.
Les deux modèles, GCM2 et GEM, utilisent les mêmes analyses atmosphériques qui proviennent du CMC. Par ailleurs, leurs traitements des champs de surface diffèrent. Le forçage de surface doit être traité avec attention car il est crucial dans le contrôle de la variabilité de l'atmosphère à l'échelle de la saison. Les modèles numériques utilisés dans le système de prévisions du CMC sont forcés par 3 champs : les températures de la surface de la mer (SST), la couverture en glace marine et le couvert de neige. Le traitement de ces champs est effectué selon la méthode suivante :
Pour le modèle GEM : étant donné que l'on n'utilise pas de modèle d'océan interactif, les anomalies de SST observées dans les 30 jours précédents le début de la prévision sont prescrites pour toute la saison prédite. Ces anomalies sont additionnées à la climatologie de SST qui évolue au cours de la saison prévue. Les étenudes de la neige et de la glace marine sont, quant à eux, initialisé avec les analyses du CMC puis interpolé vers la climatologie observée durant les 15 premiers jours des intégrations numériques.
Pour le modèle GCM2 : le traitement des anomalies de SST est fait de façon identique au traitement décrit ci-dessus pour le modèle GEM. Le couvert de glace marine est prescrit comme étant climatologique durant toute la saison. Le couvert de neige est initialisé comme pour le GEM mais par la suite il est calculé de façon prognostique par le GCM2 et donc aucun traitement spécial n'est requis.
Les dérives climatiques ou biais des modèles, sont enlevés en utilisant leurs climatologies respectives (voir ci-dessous pour plus d'explications). Les climatologies des modèles viennent de 26 ans de prévisions historiques effectuées lors du projet de prévisions historiques (appelé HFP). Le HFP a été également essentiel pour estimer la performance attendue des modèles (voir les discussions dans Derome et al., 2001; Kharin et Zwiers, 2001; Kharin et al., 2001 et Plante et Gagnon, 2000). Les données du projet des prévisions historiques sont disponibles en ligne au site du CCCma, cliquer ici pour vous y rendre.
Méthodologie de la prévision de la température de l'air à la surface
Les prévisions de la température de l'air à la surface sont produites en faisant premièment la moyenne saisonnières de la température quotidienne tel que prévue par chaque modèle. La climatologie des modèles est ensuite soustraite de la température moyennne prévue par chacun pour calculer l'anomalie prévue. Les anomalies des 2 modèles sont ensuite normalisées et combinées en utilisant une moyenne arithmétique. L'anomalie prévue de la température de l'air à la surface est une prévision de l'anomalie température moyenne journalière tel que mesurée à la hauteur de l'abri Stevenson (2 mètres). Finalement, les anomalies sont divisées en 3 categories (au-dessus, près et sous la normale).
Méthodologie de la prévision de precipitations
Les prévisions de précipitations sont produites en utilisant l'accumulation des précipitations durant la saison. Les précipitations prédites par les modèles sont le total liquide et incluent tous les types: neige, pluie, grésil, etc. La climatologie des modèles est soustraite du total des précipitations prévues pour determiner les anomalies prévues. Les anomalies des 2 modèles sont ensuite combinées en utilisant une simple moyenne normalisée puis mise sous forme de catégories (au-dessus, près et sous la normale)comme pour la prévision de la température.
Références
Côté, J., S. Gravel, A. Méthot, A. Patoine, M. Roch, and A. Staniforth, 1998: The operational CMC-MRB Global Environmental Multiscale (GEM) model: Part I - Design considerations and formulation, Mon. Wea. Rev., 126, 1373-1395. [article]
Derome J., G. Brunet, A. Plante, N. Gagnon, G. J. Boer, F. W. Zwiers, S. J. Lambert, J. Sheng, et H. Ritchie, 2001: Seasonal Predictions Based on Two Dynamical Models.Atmos. Ocean., 39, 485-501. [article]
Kharin, V. V. et F. W. Zwiers, 2001: Skill as a function of time scale in ensemble of seasonal hindcasts. Climate Dynamics, 17, 127-141. [résumé]
Kharin, V.V ., F. W. Zwiers et N. Gagnon, 2001: Skill of seasonal hindcasts as a function of the ensemble size. Climate Dynamics, 17, 835-843. [résumé]
McFarlane, N.A., G.J. Boer, J.-P. Blanchet et M. Lazare. 1992: The Canadian Climate Centre second-generation general circulation model and its equilibrium climate. J. Climate, 5, 1013-1044. [résumé]
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le site Web d'Environnement Canada.
