Les modèles de prévision

Les modèles numériques simulent l’évolution de l’atmosphère en la découpant en une grille à trois dimensions aux « mailles » plus ou moins larges.
Le système de prévision numérique de Météo-France repose sur l’exploitation d’une chaîne de modèles : les prévisionnistes disposent de données issues de modèles numériques de résolution, de couverture spatiale et d’échéances différentes.

Une étape importante de la prévision numérique du temps consiste à concilier le modèle de prévision, qui a besoin d’une couverture globale et uniforme, et des observations, de plus en plus nombreuses, qui sont éparses et de nature souvent complexes et très variées : c’est l’assimilation de données qui permet de corriger l’état initial du modèle à l’aide des observations.
Météo France réalise quotidiennement des prévisions à 9 jours d’échéance avec une bonne précision sur l’apparition des tempêtes et leur trajectoire.
La fiabilité augmente avec la proximité de l’échéance. Comme ses homologues étrangers, Météo-France procède systématiquement à l’évaluation a posteriori de ses prévisions. Les prévisions passées sont comparées à deux sources de données : les observations pour le jour en question et les « analyses », c’est-à-dire des représentations cartographiques du temps qu’il fait, issues de l’assimilation des observations. Cette évaluation est une étape indispensable pour améliorer les méthodes et les techniques. Sur les trente dernières années, la qualité des prévisions du modèle Arpège de Météo-France a gagné un jour tous les dix ans : aujourd’hui, les prévisions à quatre jours sont aussi fiables que les prévisions à trois jours au début des années 2000.

Le modèle ARPEGE

ARPEGE est le principal modèle numérique de Météo-France. C’est un modèle global qui découpe l’atmosphère sur une centaine de couches sur la verticale et sa résolution horizontale varie dans l’espace.
Il permet de prévoir les phénomènes de grande échelle (dépressions, anticyclones par exemple) qui parcourent le globe. Il est utilisé pour la prévision jusqu’à 4 jours d’échéance sur la métropole, l’outre-mer, les domaines maritimes et les zones d’intérêt pour la France.

Modèle Arpège version du 2 juillet 2019 la résolution est de 5 km environ sur la métropole à 24 km aux antipodes ; résolution verticale de 105 niveaux (un premier niveau à 10 mètres au dessus de la surface et un niveau supérieur à 70 km environ).

Avec la version du 2 juillet 2019, la formation de structures de petite échelle, comme les fronts ou les nuages associés à des zones de précipitations intenses, est traitée de façon plus réaliste, ainsi que les interactions avec la surface, mieux décrite elle aussi, à travers le relief ou la nature du sol.

Le modèle européen CEPMMT

CEPMMT carte du 13 janvier 2017 à 00 UTC zone Europe ; champ de pression moyen au niveau de la mer (courbes continues) en hectopascals ; champ de vent à 850 hectopascals soit environ 1500m (plages de couleurs).

Au-delà de trois à quatre jours, Météo-France utilise le modèle du Centre européen de prévision météorologique à moyen terme (CEPMMT).
Ce modèle est développé en partenariat avec Météo-France et comporte des éléments communs avec ARPEGE. Il produit des prévisions jusqu’à 15 jours d’échéance.

Le modèle AROME

Depuis 2008, les prévisionnistes disposent d’un modèle de prévision numérique du temps à maille fine, le modèle AROME qui améliore de façon notable la prévision à courte échéance.

Domaine de calcul AROME 1.3 km Avec une maille de 1,3 km (maille disponible depuis 2015) , le modèle AROME couvre un domaine limité à la France métropolitaine et les pays voisins. Toutefois, pour notre analyse à haute résolution des tempêtes, c’est la version antérieure avec une maille de 2,5 km qui est utilisée.

Ce modèle permet, grâce à une représentation plus détaillée des conditions de surface, une meilleure simulation des phénomènes locaux : brises marines, de relief, formation d’îlots de chaleur urbain l’été, pluies intenses, convection et orages, brouillards, etc... Le modèle AROME produit 8 prévisions par jours sur la France métropolitaine. Ses échéances de prévision vont jusqu’à 42 heures au pas horaire.
En plus des données disponibles pour ARPEGE, AROME est alimenté en données fines, issues par exemple du réseau radar ARAMIS (précipitations et vents Doppler), assimilées avec une fréquence horaire. AROME aide ainsi à mieux prévoir les phénomènes météorologiques de la journée et du lendemain.
Ce modèle se révèle très utile dans les épisodes à forts enjeux tels que les épisodes convectifs intenses. Son apport a aussi été démontré en hiver dans des situations neigeuses ainsi que dans des cas de tempêtes comme Xynthia qui a fait des ravages dans les Pyrénées et sur le littoral Atlantique en février 2010.