mémoire - Centre National de Recherches Météorologiques

90
Concernant la contribution directe des surfaces continentales à la prévisibilité saisonnière,
plusieurs études suggèrent qu’elle justifie aujourd’hui d’améliorer l’initialisation et la simulation des
variables lentes des MSC dans les modèles. Les impacts sont essentiellement locaux et dépendent de
l’amplitude et de l’étendue spatiale des anomalies continentales considérées, mais ils semblent pouvoir
compléter utilement l’influence des TSM, notamment lors des saisons et dans les régions où le forçage
océanique a un effet très limité. C’est notamment le cas en Europe, comme le suggère à nouveau une
étude récente de Vautard et al. (2007) indiquant que les étés les plus chauds sur l’Europe de l’Ouest
sont généralement précédés d’un déficit pluviométrique hivernal sur le pourtour Méditerranéen. La
plupart des expériences de sensibilité menées sur ce thème ont cependant été réalisées en mode
« hindcast » (TSM observées plutôt que prévues) et les résultats obtenus dépendent encore largement
des modèles atmosphérique et continental utilisés, ainsi que de leur degré de couplage. On est donc
encore loin de pouvoir évaluer précisément le gain associé à une meilleure initialisation des réservoirs
continentaux dans un système opérationnel de prévision multi-modèles. Un tel objectif aurait pu être
atteint dans le cadre du projet européen ENSEMBLES, mais je n’ai pas eu cette ambition et je ne suis
pas persuadé que la communauté concernée était convaincue de l’intérêt d’une telle proposition.
Je compte maintenant élargir et approfondir ce thème de recherche selon plusieurs directions.
Premièrement, de nouveaux ensembles de simulations saisonnières ont été récemment réalisés afin
d’évaluer l’influence des conditions initiales d’HS (à la fin du printemps) plutôt que celle de conditions
aux limites parfaitement anticipées. A l’instar des travaux déjà effectués avec les ré-analyses ERA15
(Douville 2004), il s’agit ici d’étudier la persistance des anomalies initiales et de se placer dans un cadre
un peu plus proche du contexte de la prévision opérationnelle. Ces simulations ont été analysées non
seulement en terme de moyennes saisonnières, mais également sous l’angle de la distribution
quotidienne des régimes de temps, des températures et des précipitations (Conil et al. 2008). L’objectif
in fine est de comparer l’influence des TSM et de l’hydrologie continentale sur la fréquence, la durée et
la sévérité des événements extrêmes (canicules, sécheresses, fortes précipitations). Les résultats
suggèrent une contribution significative de l’initialisation du sol à la prévisibilité des risques de canicules
estivales aux moyennes latitudes de l’hémisphère Nord (Conil et al. 2008). Ils indiquent par ailleurs que
le recours à une prévision statistique des anomalies d’HS n’est pas nécessaire dans la mesure où le
modèle Arpège se comporte globalement aussi bien qu’un processus auto-régressif en la matière 3 .
Ainsi, il est temps de se lancer dans des travaux plus concrets concernant la mise en œuvre d’une
analyse de surface globale en temps réel, en collaboration avec les domaines de la prévision
météorologique et hydrologique. Le retour de J-F. Mahfouf au CNRM sera l’occasion d’avancer sur ce
sujet, tout en profitant des collaborations extérieures mise en place avec la communauté de l’hydrologie
spatiale, par exemple dans le cadre du projet CYMENT 4 . Au plan international, la suite du projet d’intercomparaison
GLACE devrait permettre de relativiser les résultats obtenus au CNRM. Elle vise en effet à
comparer dans différents modèles l’impact de l’initialisation de l’HS sur des prévisions à 2 mois
couvrant la période GSWP-2. Cette initiative intéressante arrive malheureusement un peu tard et
consiste une fois encore (à l’instar de ce que j’ai pu faire jusqu’ici) à maximiser l’impact potentiel de
l’initialisation continentale puisque l’expérience de contrôle préconisée n’utilise aucune observation
directe ou indirecte du cycle hydrologique pour contraindre les états initiaux (dès lors plus ou moins
aléatoires) alors que l’expérience initialisée grâce aux ré-analyses GSWP-2 représente probablement
une version optimiste des états initiaux que l’on est capable de produire en temps réel.
Deuxièmement, je souhaite m’intéresser à d’autres sources potentielles de prévisibilité climatique à
l’échelle saisonnière. Des expériences supplémentaires ont d’ores et déjà été réalisées afin d’analyser
l’influence de la couverture neigeuse de l’hémisphère Nord (collaboration possible avec Y. Orsolini en
Norvège). Le protocole suivi est semblable à celui utilisé pour l’HS, c’est à dire basé sur une relaxation
du modèle ISBA vers la climatologie GSWP-2. Les premiers résultats sont encourageants, même s’ils
3 Néanmoins, il serait possible de combiner une telle approche statistique à une méthode purement dynamique dans les prévisions
opérationnelles, par exemple en maintenant un terme de nudging vers des HS prévues de manière statistique dans les régions où le couplage
continent-atmosphère induit une dissipation prématurée des anomalies initiales.
4 Cycle de l’eau et de la matière dans les bassins versants : de l’observation spatiale à la modélisation en hydrologie, projet RTRA coordonné
par A. Cazenave