modele prevision pluie

[tpe-aide]

Peut-on faire un modele de prévision de la pluie simple ?

[pinthotal]

Peut-on faire un modele de prévision de la pluie simple ?

Tout dépend des échelles spatio-temporelles auxquelles tu souhaites faire ta prévision, et surtout des scores de prévision que tu attends.

Le modèle le plus simple imaginable est une régression linéaire entre la pression atmosphérique et la quantité de pluie. Ca sera évidemment extrêmement mauvais, mais tu verras qu'il y a un lien statistique non nul !

A l'opposé le modèle le plus élaboré simule explicitement les processus physiques responsables de la formation d'eau liquide ou solide et de sa précipitation (c'est le cas du schéma de microphysique de MESO-NH et d'AROME) moyennant des heures de calcul et surtout des années de recherche, et avec des performances... intéressantes, mais en dessous de ce que prétend la direction de MF ;-)

Un modèle relativement simple parfois utilisé en hydrologie est la prévision des précipitations par analogues :

http://ltheln21.hmg.inpg.fr/OHM-CV/P750_analogues.php

Le principe consiste à trouver les situations passées dont le champ de pression se rapproche le plus du champ de pression prévu pour le jour J. En fonction des précipitations observées lors de ces situations passées, tu prévois la précipitation prévue pour ce jour là. C'est une méthode statistique dont les résultats permettent d'avoir une bonne idée des probabilités de dépassement de tel ou tel seuil. En revanche elle ne permet pas de prévoir un phénomène record qui ne s'est jamais produit.

[Météofun]

Pour un TPE, je pense que c’est pour une expérience ? Si tu poses cette question à propos d’un modèle simple, as-tu quelques bases en programmation dans un langage quelconque ?

Si c’est le cas, tu peux penser à faire une sorte de modèle 1D (une seule dimension verticale) similaire à la paramétrisation effectuée dans la plupart des modèles globaux (c’est différents des modèles à mailles fines évoqués dans le message de Pinthotal).

Tu définis un profil de température et d’humidité puis tu rentres des vitesses verticales. A partir de là tu calcules pour chaque niveau le refroidissement associé à la vitesse verticale (les équations doivent être du niveau lycée) en fonction si le niveau est saturée en humidité ou non (nuages ou pas). De là, tu fais descendre toute l’eau qui précipite dans une couche à la couche inférieure (généralement on néglige la part de l’eau nuageuse, mais si tu veux tu maintenir un seuil de 1 à 4 g d’eau nuageuse par kg d’air en fonction des vitesses ascendantes que tu mets). Dans cette couche soit elle est saturée et toute l’eau descend à la couche inférieure (avec éventuellement en plus l’eau qui a précipité dans cette couche) soit elle ne l’est pas et une (petite) partie de ton eau qui est tombée de la couche du dessus s’évapore (en fonction de la sécheresse et de la température de l’air l’évaporation est plus ou moins rapide et il faut aussi tenir compte) et une autre descend à la couche inférieur. Evidement cette eau qui s’évapore humidifie la couche en question. Et tu fais ça pour toutes les couches : l’eau qui tombe de la dernière couche est la pluie au sol. Et il faut penser à faire advecter verticalement une partie des conditions des couches inférieures vers les couches supérieurs en fonction de la vitesse verticale que tu as rentré.

La paramétrisation de la quantité à évaporer dans les couches non saturée est le plus dure à réaliser. L’idée est de tenir compte de la différence entre la quantité d’eau qui amènerai la couche à la saturation pour les conditions de pression et de température de la couche en question et la quantité d’eau réelle de la couche avec les précipitation. Il faut aussi tenir compte du taux de précipitation (en théorie plutôt la taille des gouttes, mais bon là ça devient peut-être dur) : plus la quantité qui précipite est importante, moins la part évaporée est importante tandis que pour les faibles surplus la quasi-totalité peut être évaporé et même la totalité pour les cas vraiment faible (effet de seuil). Pour ça je pense qu’une idée est de mettre des paramètres et de les ajuster « à la main » après pour rendre le truc à peu près possible (pour aller plus loin, on peut regarder les vrais paramétrisations mais c’est relativement compliqué et absolument pas adapté dans le cadre d’un TPE :

http://www.cnrm.meteo.fr/gmapdoc/meshtml/g.../lien5-4-5.html

http://www.ecmwf.int/research/ifsdocs/CY31...CS/IFSPart4.pdf )

Evidement c’est ultra simplifié par rapport à la réalité, mais l’idée est là. Et après tu peux faire des essais : augmenter la température et l’humidité de basse couche, celle des couches plus élevées, faire varier les vitesses verticales sur différents niveaux, … Et là tu peux observer l’influence sur les précipitations. On ne te demande évidemment pas pour ton TPE de faire un vrai modèle météo ça ne représentera pas la réalité, mais si avec cette démarche (algorithme pas trop compliqué) tu peux montrer quelques points précis, ça peut être une super idée.

Mais en fait en écrivant ce post je me rends compte finalement que c’est peut-être un peu ardu pour un TPE, à moins que tu sois doué en programmation. Ceci dit je le mets quand même en ligne dès fois que ça puisse intéresser d’autres (en fait je pense que c’est peut-être plus du niveau d’un TIPE).

Après ça peut être amélioré comme par exemple tenir compte de la chaleur échangé lors de l’évaporation/condensation, éviter d’avoir une température trop chaude en basse, sinon déclanchement de fortes vitesses verticales pour simuler la convection, … , mais là ça complexifie nettement la chose.

[pinthotal]

Je n'avais pas vu que la question était pour un TPE. Sans vouloir te décourager, ça va être compliqué ton affaire ! Le programme proposé par Météofun est sûrement un travail amusant mais personnellement au lycée j'en aurais été absolument incapable.

[Cotissois 31]

Le modèle de Météofun se rapproche de ce que font les gros modèles en pratique donc forcément c'est puissant /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

Sinon au niveau statistiques je pense qu'on obtiendra plus de résultats, notamment quantitatifs, avec une liaison entre les pluies et la vitesse verticale à 700 hPa voire le rapport de mélange à 850 hPa, à condition que le milieu soit très humide à tous niveaux (perturbation nuageuse type nimbostratus)

[pinthotal]

Le modèle de Météofun se rapproche de ce que font les gros modèles en pratique donc forcément c'est puissant /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

Sinon au niveau statistiques je pense qu'on obtiendra plus de résultats, notamment quantitatifs, avec une liaison entre les pluies et la vitesse verticale à 700 hPa voire le rapport de mélange à 850 hPa, à condition que le milieu soit très humide à tous niveaux (perturbation nuageuse type nimbostratus)

Oui enfin évidemment si tu utilises le rapport de mélange d'un modèle pour faire un modèle de prévision de pluie, tu ne fais plus toi même ton modèle de prévision de pluie puisque tu utilises un autre modèle en amont qui te fait 99% des calculs. A ce moment là autant partir directement de la prévision de pluie du dit modèle et faire une adaptation statistique dessus.

[Météofun]

Le programme proposé par Météofun est sûrement un travail amusant mais personnellement au lycée j'en aurais été absolument incapable.

Oui, moi aussi d'ailleurs. Mais comme j'avais des copains qui savaient déjà très bien programmer au lycée, je me suis dit pourquoi pas, même si je me suis effectivement ravisé en cours de route /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20"> Ca doit effectivement être plus adapté pour un TIPE en prépa ?

[Cotissois 31]

Oui enfin évidemment si tu utilises le rapport de mélange d'un modèle pour faire un modèle de prévision de pluie, tu ne fais plus toi même ton modèle de prévision de pluie puisque tu utilises un autre modèle en amont qui te fait 99% des calculs. A ce moment là autant partir directement de la prévision de pluie du dit modèle et faire une adaptation statistique dessus.

Le rapport de mélange étant une quantité très bien conservée AVANT la pluie, ce n'est pas une histoire de calcul. C'est juste l'état de base de l'atmosphère avant de saturer en nuage.

On ne sait pas à trop dans quel sens notre intervenant veut modéliser la pluie, avec quels détails. Est-ce que c'est pour avoir des résultats réalistes ou simplement une compréhension physique de la chose...

[pinthotal]

Le rapport de mélange étant une quantité très bien conservée AVANT la pluie, ce n'est pas une histoire de calcul. C'est juste l'état de base de l'atmosphère avant de saturer en nuage.

On ne sait pas à trop dans quel sens notre intervenant veut modéliser la pluie, avec quels détails. Est-ce que c'est pour avoir des résultats réalistes ou simplement une compréhension physique de la chose...

Oui d'accord, mais en dehors des 7 points de radiosondage, le rapport de mélange à 850 hPa, tu le connais toi, autrement que par une sortie modèle ?

Bon de tte façon le mec qui a posé la question semble avoir disparu.

[Météofun]

Bon de tte façon le mec qui a posé la question semble avoir disparu.

Effectivement, je crois même qu’il s’est évaporé ! /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">J’espère qu’on ne lui a pas fait peur … Reviens tpe-aide ! Si tu nous précise davantage ta question et ce que tu attends on pourra peut-être mieux répondre. /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

[rasteam]

je voudrais pas faire mon rabat joie... mais c'est comme à l'école, on dit bonjour en arrivant /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

pour le modèle je pense que tu n'as pas beaucoup de temps pour le créer... ca va etre juste!