Welt der Wissenschaft | La prochaine génération de modèles météorologiques

Dylan Reynolds est doctorant au SLF et étudie la manière d'améliorer les simulations météorologiques à haute résolution et de les coupler à des modèles de neige. Dans l'article suivant, il explique ses recherches et pourquoi la prévision des avalanches peut également bénéficier de modèles météorologiques plus rapides.

La topographie abrupte et compliquée des Alpes est une bénédiction pour tous ceux qui aiment le ski et l'alpinisme. Des sommets abrupts, on descend à pic dans des vallées profondes. Les vues plongeantes sont magnifiques, mais pour les modèles atmosphériques chargés de prévoir le temps ici, le terrain complexe est un cauchemar. Pour prévoir les chutes de neige en montagne, il faut des modèles à très haute résolution. Les services de prévision des avalanches utilisent souvent des informations sur la neige et le vent, générées statistiquement à partir d'une série de produits de données différents. C'est utile, mais avec des modèles météorologiques à haute résolution, on pourrait calculer directement les processus sous-jacents au lieu de recourir aux statistiques spatiales.

Pourquoi ne le fait-on pas ? La puissance de calcul nécessaire pour les modèles correspondants est tout simplement trop importante. On investit certes beaucoup dans la prochaine génération de modèles météorologiques, mais il faudra probablement encore au moins dix ans avant que nous ayons des prévisions numériques opérationnelles à de telles échelles. Pour améliorer les prévisions malgré tout, nous pouvons chercher des moyens de simplifier les modèles complexes à haute résolution sans que le résultat en pâtisse trop.

Les premiers résultats montrent que la combinaison du HICAR et d'un modèle de dérive de la neige permet de simuler des déplacements à l'échelle des différentes crêtes et arêtes de terrain. Une condition importante pour prévoir le danger de la neige soufflée à l'aide d'un modèle ! Nous espérons qu'HICAR pourra un jour calculer les quantités de neige soufflée et les endroits dangereux sur des pentes individuelles afin de soutenir l'évaluation des dangers par les services d'alerte.

HICAR a déjà été utilisé pour simuler les précipitations hivernales sur les Alpes suisses avec une résolution spatiale de 250m. Cela a bien fonctionné, parfois mieux qu'avec d'autres méthodes. Les précipitations hivernales sont particulièrement importantes pour l'Operational Snow Hydrological Service (OSHD) du SLF. Dans ce cadre, un modèle de neige avec une résolution similaire est exploité. Nous sommes persuadés que HICAR pourra être utilisé en mode opérationnel dans les années à venir et être combiné avec le modèle OSHD. Grâce à sa méthode spéciale de downscaling, HICAR constituerait une sorte de pont entre les données météorologiques à moins haute résolution de MeteoSwiss et le modèle de neige OSHD. Cette chaîne de modèles pourrait simuler les processus d'enneigement en montagne mieux que les modèles individuels ne peuvent le faire seuls jusqu'à présent.

HICAR ne remplacera pas pour autant les prévisions météorologiques existantes. Le temps de calcul réduit d'HICAR résulte du fait qu'il utilise de nombreuses données des autres modèles et ne doit pas tout calculer lui-même. HICAR ne doit pas être utilisé à la place des autres modèles, mais avec eux. Les chaînes de modèles et les méthodes de downscaling telles que celles utilisées par HICAR peuvent nous aider à mieux comprendre les processus compliqués qui se déroulent en montagne entre l'atmosphère et le manteau neigeux.