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_sb

Mises à jour des modèles de prévisions

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Location : Aubagne (Les Passons, à l'est) (13400)

Dans un autre registre, la prévention et la prévision des catastrophes naturelles, notamment des inondations.

 

Les inondations provoquent des morts et des dégâts parfois considérables. Plusieurs projets existent : l'Europe avait financé le projet CENTAUR [1]. Les réseaux d'égouts et d'évacuations pluviales sont pilotés par une intelligence artificielle pour contenir et rediriger en temps réels les flux d'eau vers des secteurs moins impactés, le but étant de soulager les zones les plus touchées ou les plus vulnérables [2]. Je reste perplexe sur la capacité d'un tel réseau à assimiler suffisamment d'eau en un temps minimal pour le rejeter « plus loin ». Sur une crue-éclair, c'est le temps qui est un acteur-clé. Sur une montée lente, le temps est encore clé, le système devant être capable de maintenir le niveau sur une longue durée. Quant au débit, il dépend du temps lui aussi. Je ne sais pas trop où cela en est aujourd'hui concrètement, si quelqu'un a des infos ...

 

Outre-atlantique, des projets de surveillance et d'aide à la prise de décisions face aux inondations et aux autres catastrophes naturelles existent [3], peut-être moins de contrôler que de prévenir et de prévoir les sites les plus vulnérables afin de prioriser les actions menées.

Des modélisations avec simulations via le Deep Learning existent pour mieux cibler les zones inondables.

 

[1] : https://cordis.europa.eu/article/id/241013-adaptable-scalable-and-cost-effective-local-solution-to-urban-flooding-prevention/fr
[2] : https://www.sheffield.ac.uk/centaur/home/outputs
[3] : exemples plus ou moins aboutis :
      https://news.mst.edu/2019/04/researchers-use-artificial-intelligence-to-design-flood-evacuation-plans/
      https://www.nytimes.com/2019/05/12/climate/artificial-intelligence-climate-change.html
      https://mila.quebec/ia-dans-la-societe/visualiser-le-changement-climatique/

 

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Location : Aubagne (Les Passons, à l'est) (13400)

La WMO, en association avec ECMWF, DWD, NCEP et JMA [1][2], propose désormais une interface sur la disponibilité et la qualité des données d'observation de surface (étendue à l'avenir à d'autres données). L'objectif est d'identifier les dysfonctionnements des mesures et autres problématiques autour des ces données de façon unifiée et normalisée pour un suivi en presque temps réel. D'une part, les fournisseurs de données seront avertis plus rapidement, d'autre part, les centres météos pourront réagir plus finement lors des processus d'assimilation, et donc accroître la qualité des sorties des modèles. Indirectement, cela améliorera la définition des erreurs (observations erronées vs modélisations erronées).

 

https://wdqms.wmo.int/

 

Exemple avec la station MF de Saint-Mandrier / Cap Cepet (83) sur la composante zonale (U) du vent à 10m :

 

wigos.thumb.jpg.93084489fc548d710ba878a3a7f0f392.jpg

 

wdqms.thumb.jpg.06a8e0dc51257aef003cd033cb438d5f.jpg

 

et donnant accès directement à la base de données OSCAR de la station : https://oscar.wmo.int/surface/index.html#/search/station/stationReportDetails/0-20000-0-07661

 

En bonus, petite série de questions / réponses sur l'assimilation de données par les modèles [3].

 

[1] : https://wdqms.wmo.int/about

[2] : https://www.ecmwf.int/en/about/media-centre/news/2020/wmo-and-ecmwf-launch-new-web-tool-monitor-quality-observations

[3] : https://www.ecmwf.int/en/about/media-centre/news/2020/fact-sheet-earth-system-data-assimilation

Edited by _sb
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Location : Charleville-Mézières (08, Ardennes) : alt 148m.

Vers une moins bonne fiabilité des modèles d'ici quelques jours ? C'est en tous cas ce que résume cet article :

https://www.ecmwf.int/en/about/media-centre/news/2020/drop-aircraft-observations-could-have-impact-weather-forecasts

 

Je ne m'attendais pas à ce qu'une épidémie mondiale puisse avoir une incidence sur les prévisions météorologiques... 🤔

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Location : Aubagne (Les Passons, à l'est) (13400)

Le sujet a été rapidement évoqué sur le topic LT : ce post et les 3 suivants.

Les modèles sont ultra sensibles (comme l'est la météorologie) aux conditions initiales.  Par conséquent, si la qualité / quantité de ces dernières diminue, la qualité des calculs s'en ressent.

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Vers une moins bonne fiabilité des modèles d'ici quelques jours ?

 

Mon avis :

 

Il faudrait que la perte de prévisibilité dure 1 an ou plus et être dans le contexte de statistiques internationales (business international par exemple) pour se dire qu'on perd de l'argent à cause de çà.

 

Intéressant pour le goût de la technique et des statistiques, mais je ne vois vraiment rien d'autre.

 

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Location : Aubagne (Les Passons, à l'est) (13400)

IFS opérationnel passera à son cycle suivant, le 47r1, le 30 juin 2020.

 

Les tests publics seront disponibles fin mai alors que les premiers résultats des tests précédents devraient être bientôt rendu publics.

Comme d'habitude, des sessions de visioconférence avec un des responsables des équipes d'ECMWF sont prévues. Les deux premières sont déjà planifiées les 21 et 22 avril. Leur accès est ouvert à tous et ses sessions permettent à la fois une présentation du travail et des mises à jour et de répondre aux questions (jeu des questions-réponses).

 

implementation_timeline_47r1.png.e4242fee3e6b55ac6d4fc09860c0c3f2.png

 

Un résumé des principales informations (telles que les évolutions embarquées majeures) du futur IFS opérationnel :

https://confluence.ecmwf.int/pages/viewpage.action?pageId=177485370

(l'infographie ci-dessus vient de cette page)

  • Merci 1

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Location : Aubagne (Les Passons, à l'est) (13400)

Quelques news du Met'Off :)

 

EURO4, modéle régional sur un domaine couvrant l'Europe sous un maillage semi-fin (4.4 km), sera bien arrêté en 2021. Le modèle UKV opérationnel est évalué suffisamment mûr par le Met'Off pour prendre sa place. Il y aura donc l'UKV à 1.5 km tel qu'il existe aujourd'hui, centré sur le Royaume-Uni et une deuxième sortie avec une grille à ~2.2 km sur un domaine sensiblement plus grand (même domaine qu'EURO4 ?) [1].

 

euxglqixkam2ltc.jpeg

 

Une mise à jour des modèles devrait intervenir avant l'été.

 

La dernière mise à jour (PS43) de l'Unified Model (usuellement nommé « UKMO »), le modèle global du Met'Off, a eu lieu en décembre 2019.

De façon générale, ces améliorations portent sur :
- un nouveau schéma d'intégrations des conditions initiales ;
- les processus de la couche limite ;
- la modélisation des nuages et du rayonnement entrant ;
- la microphysique de la convection profonde et des pluies associées ;
- l'intégration d'une intelligence artificielle.

 

Pour les modèles régionaux (UKV) :
- le traitement de la neige ;
- la turbulence sous-maille ;
- la modélisation des nuages de glace en phase mixte (liquide / solide).

 

ps43.jpg

 

Je n'entrerai pas dans le détail concernant les domaines régionaux puisque cela ne concerne qu'UKV et son ensemble dont l'accès n'est pas public. EURO4 n'est plus mis à jour.
Pour le domaine global (UKMO), accessible sur plusieurs sites gratuits ou non :

 

- Jusqu'à présent, l'assimilation des données utilisait le traditionnel filtre de Kalman. Le nouveau schéma d'intégration des conditions initiales (« En-4DEnVar ») fournit un panel (ensemble) de conditions initiales auto générées par les cycles d'assimilations [1][2]. Chaque membre de ce panel est produit par son propre cycle d'assimilation de données. De plus, les précédents cycles d'assimilation sont incorporés dans le cycle présent pour contrôler l'écart entre les membres du panel afin que celui-ci soit raisonnable (ni trop petit, ni trop grand). Cette première intégration est une première étape, les prochaines mises à jour étofferont ce nouveau système d'assimilation.
Cela accroît le réalisme et la stabilité des prévisions de l'ensemble (prévisions probabilistes) et des influences dues aux imperfections / incertitudes du modèle. Les observations satellitaires sont mieux gérées. Une nette amélioration est notée en sortie. Le résultat de l'initialisation de l'ensemble est également inséré dans les conditions initiales du déterministe suivant ce qui augmente positivement ses résultats en sortie.

 

- Au niveau des données assimilées, un effort important et parfois nouveau est reconnu par le Met'Off sur l'humidité de basses couches, l'humidité du sol et du ruissellement et aussi l'humidité des hautes couches de l'atmosphère. Les données vents en basses couches sont également revues.

 

- La physique, basée sur le noyau version 7.2 (Global Atmosphère), connaît son plus gros changement depuis la version PS34 de 2013, déclare le Met'Off [3]. On retrouve ici les changements sur les processus de la couche limite (principalement autour du rapport de mélange de l'eau), la modélisation des nuages et du rayonnement entrant, la convection profonde et les pluies associées.

 

- Il n'y a pas de changement sur les résolutions horizontales et verticales ni sur la géométrie.

 

Les améliorations en sortie sont plus importantes pour l'ensemble que pour le déterministe. Cependant, pour le déterministe, les améliorations se focalisent essentiellement sur :
- la T850 ;
- la gestion de la convection profonde ;
- la prévision des couvertures nuageuses ;
- la trajectoire des cyclones tropicaux ;
- des flux dans la bande tropicale.


À l'inverse, une faible augmentation des erreurs est rapportée pour le Z500, essentiellement lorsqu'une erreur s'est introduite à une échéance précédente : la stabilité supérieure du système semble avoir du mal à compenser. Le Met'Off juge cette augmentation « no significant detriments ».

 

ps432.jpg

 

 

L'IA porte sur les températures en surface (T2m) en post-traitement. L'objectif est de diminuer les biais en sortie brute. Je n'ai pas trouvé davantage d'infos. Sur le seconde image, OS42 est la version opérationnelle du modèle lors de l'expérimentation, ps43 est la version en test (aujourd'hui elle est l'opérationnelle) et ps43+ML est la version 43 avec l'IA.

 

ml0.jpg

ml1.jpg

 

La précédente mise à jour concernait très majoritairement les modèles régionaux (mars 2019).

Pour celle d'avant, en septembre 2018, les améliorations concernaient :
- physique de la neige ;
- analyse de l'humidité du sol ;
- banquise de la Baltique ;
- données satellitaires.
Pour les résultats suivants :
- améliorations de la MSLP, du Z500 et des T2m.

 

Sur un tout autre point, le Met'Off a reçu l'aval pour l'acquisition d'une nouvelle infrastructure matérielle en 2022 [4].

Enfin, le Met'Off effectue des expériences et évaluations en Asie du sud-est, avec les centres partenaires qui utilisent UKMO (UM) :

 

ase.jpg

 

[1] : MOGREPS est l'acronyme des ensembles produits par le Met'Office.
[2] : http://www.meteo.fr/cic/meetings/2014/CNA/presentations/2_1_Lorenc.pdf (2014)
[3] : https://www.wmo.int/pages/prog/arep/wwrp/new/documents/DAOS_Bowler_2016.pdf (2016)
[4] : http://cms.ncas.ac.uk/documents/training/April2019/UM_Introduction_Presentations.pdf
[5] : https://www.metoffice.gov.uk/about-us/what/technology/supercomputer

 

  • Merci 3

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