Prévision saisonnière des conditions de MAMJ 2016

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Antonin Cormier
il y a 7 ans
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1 Prévision saisonnière des conditions de MAMJ 2016 Lauriane Batté (CNRM, UMR Météo-France/CNRS) 19 février 2016 Introduction Ce document présente une synthèse de la prévision du modèle couplé CNRM-CM dans sa version opérationnelle «système 5» en cours d'intégration dans EUROSIP. La première partie des résultats montre une actualisation des analyses du Milestone 3.3b préparé dans le cadre du projet ACASIS. La deuxième partie montre la prévision pour la saison Mars-AvrilMai-Juin (MAMJ) 2016 à venir. Les différences majeures avec le modèle étudié pour le Milestone sont les suivantes : la période de re-prévisions («hindcast») EUROSIP est plus courte ; le modèle présente une résolution atmosphérique supérieure (tl255 soit environ 0.7 en latitude/longitude) ; la version du modèle ARPEGE-Climat utilise une physique diagnostique (au lieu de la nouvelle physique pronostique étudiée pour le Milestone) ; l'initialisation des re-prévisions se fait pour le hindcast à partir d'era-interim pour l'atmosphère, GLORYS2v3 (analyse océanique de Mercator-Océan) pour l'océan ; la prévision d'ensemble comprend 15 membres pour la partie «hindcast» et 51 membres pour la prévision temps réel ; la prévision 2016 temps réel a été initialisée à partir des analyses du CEPMMT pour l'atmosphère et de l'analyse Mercator-Océan PSI2G3 ; l'échéance de prévision est étendue jusqu'au 5ème mois inclus (au lieu de 4). Pour la période de hindcast, la référence utilisée pour les températures Tmin et Tmax est ERAInterim. On étudie comme dans le Milestone les indices de vague de chaleur suivants : HWDI (heat wave duration index) : nombre de jours par saison MAMJ où la Tmax (resp. Tmin) dépasse le 90ième percentile de la période de hindcast ( ) pour au moins 3 jours consécutifs ; HWPP (heat wave per period) : nombre de vagues de chaleur en MAMJ. On s'intéresse également au nombre de jours où la Tmax dépasse 35 C et le nombre de jours où la Tmin dépasse 20 C pour se comparer aux prévisions statistiques calculées par Vincent Moron. Comme pour la version utilisée pour le Milestone, le modèle Système 5 utilisé pour EUROSIP présente des erreurs systématiques en Tmin et Tmax. Le calcul des indices de chaleur se fait donc en utilisant les 90ième percentiles les valeurs Tmin et Tmax du modèle (pour la période de hindcast, on retire l'année en cours pour ce calcul afin de ne pas sur-estimer les capacités de prévision du modèle). Evaluation du Système 5 sur la période de hindcast La figure 1 montre la climatologie ERA-Interim sur la période MAMJ du HWDI et du HWPP pour Tmax, ainsi que les biais des re-prévisions du système 5 CNRM-CM sur la même période. On voit que comme c'était le cas avec le système étudie pour le Milestone, le modèle CNRM-CM

2 présente un biais négatif marqué en nombre et durée des vagues de chaleur, ce malgré l'utilisation du 90ième centile de sa propre climatologie pour définir ces indices. Comme remarqué précédemment, le modèle ne parvient pas à maintenir les phénomènes de chaleur marquée qui durent en moyenne moins longtemps que dans les données de référence. Tmax HWDI ERA-Interim Tmax HWPP ERA-Interim Biais CNRM-CM Tmax HWDI Biais CNRM-CM Tmax HWPP Figure 1 : En haut : climatologie ERA-Interim des indices HWDI (à gauche) et HWPP (à droite) des Tmax pour MAMJ ;en bas : biais moyen du modèle CNRM-CM par rapport à ERA-Interim sur la même période Tmin HWDI ERA-Interim Tmin HWPP ERA-Interim Figure 2 : Comme pour le haut de la figure 1 mais pour les indices en Tmin L'étude des vagues de chaleur en Tmin (Figures 2 et 3) montre des résultats similaires en termes de biais du modèle. Un biais marqué n'implique pas nécessairement une absence de prévisibilité de la variabilité inter-annuelle du phénomène. Comme pour le Milestone, on quantifie l'aptitude du modèle CNRM-CM à reproduire cette variabilité inter-annuelle en calculant les corrélations des anomalies en nombre et durée de vagues de chaleur en point de grille.

3 Les résultats sont montrés dans la figure 4. On indique les points de grille pour lesquels la corrélation est significative à 95 % (test de Student) par des points. Biais CNRM-CM Tmin HWDI Biais CNRM-CM Tmin HWPP Figure 3 : Comme pour le bas de la figure 1 mais pour les indices en Tmin Corrélation Tmax HWDI Corrélation Tmax HWPP Corrélation Tmin HWDI Corrélation Tmin HWPP Figure 4 : Corrélation du modèle CNRM-CM (système 5) pour les indices Tmax et Tmin de durée et nombre de vagues de chaleur, par rapport à ERA-Interim pour la saison MAMJ sur la période On obtient des niveaux de corrélation assez comparables à ceux montrés dans le Milestone. A noter qu'ici la saison étudiée est plus longue (jusqu'à 5 mois après l'initialisation au 1 er février des prévisions), mais la période de hindcast plus restreinte (22 ans au lieu des 34 ans étudiés pour le Milestone). Les capacités du modèle à reproduire la variabilité inter-annuelle du nombre et de la durée des vagues de chaleur est donc limitée, mais des régions étendues présentent des corrélations significativement supérieures à zéro.

4 La partie suivante présente la prévision temps réel pour MAMJ Il conviendra de garder en tête les évaluations du hindcast précédemment montrées. A titre de comparaison, on présentera des graphes similaires pour l'année Prévision pour MAMJ 2016 Tmin Tmax moyennes sur MAMJ La figure 5 montre les anomalies prévues de Tmax (à gauche) et Tmin (à droite) pour la saison MAMJ à venir, par rapport à la période de référence de 22 ans de 1993 à On voit que le modèle prévoit une anomalie positive sur la quasi-totalité des points de grille en Tmax, et tous les points de grille en Tmin. L'anomalie est plus marquée en Tmin qu'en Tmax avec de nombreux points du domaine dépassant une anomalie prévue de plus de 1 C. Figure 5 : Anomalie moyenne de Tmax (à gauche) et Tmin (à droite) en MAMJ prévue par CNRM-CM (Système 5) Nombre de jours chauds en Tmin / Tmax La figure 6 montre la prévision pour MAMJ 2016 de l'anomalie sur le nombre de jours où Tmax > 35 C (à gauche) et Tmin > 20 C (à droite). Figure 6 : Anomalie prévue en nombre de jours où Tmax > 35 C (à gauche) et Tmin > 20 C (à droite) On voit que conformément à la prévision d'une anomalie chaude de Tmax et Tmin sur l'ensemble de la région, un plus grand nombre de jours chauds en Tmin et Tmax est prévu sur la grande majorité du domaine. A noter toutefois que l'anomalie en nombre de jours où Tmin > 20 C est plus marqué sur les latitudes équatoriales, tandis que l'anomalie en nombre de jours où Tmax > 35 C est plus forte autour de 10 N.

5 Indices de vagues de chaleurs (HWDI et HWPP) Anomalie Tmax HWDI MAMJ 2016 Anomalie Tmax HWPP MAMJ 2016 Anomalie Tmin HWDI MAMJ 2016 Anomalie Tmin HWPP MAMJ 2016 Figure 7 : Prévision saisonnière CNRM-CM (Système 5) des anomalies des indices HWDI et HWPP en Tmax (en haut) et Tmin (en bas) pour la saison MAMJ 2016 La figure 7 montre les prévisions saisonnières d'anomalies d'indices de vagues de chaleur pour la saison à venir. D'après le modèle CNRM-CM, la saison 2016 s'annonce exceptionnelle en termes de nombre et durée moyenne des vagues de chaleur. L'anomalie en vagues de chaleur Tmax est particulièrement marquée sur la moitié Ouest du domaine étudié, tandis qu'en Tmin on observe un gradient zonal des anomalies. A titre de comparaison, la figure 8 montre les mêmes figures, mais dans le hindcast du même système de prévision saisonnière pour l'année Une comparaison rapide des deux figures indique que le modèle semble prévoir des vagues de chaleur plus longues et plus nombreuses qu'en 2010 sur une grande partie du domaine. Synthèse Les conditions océaniques marquées en ce début d'année (El Nino) se traduisent dans le modèle par une prévision d'une saison MAMJ anormalement chaude par rapport à la période de référence , à la fois en termes de Tmin et Tmax moyens et en termes de nombre et durée des vagues de chaleur sur l'afrique de l'ouest. L'amplitude du signal est supérieure à celle de MAMJ Cette prévision doit être prise avec précaution compte tenu des capacités prédictives limitées du système à ces échéances sur la région d'étude.

6 Anomalie Tmax HWDI MAMJ 2010 Anomalie Tmax HWPP MAMJ 2010 Anomalie Tmin HWDI MAMJ 2010 Anomalie Tmin HWPP MAMJ 2010 Figure 8 : Comme pour la figure 7, mais hindcast de MAMJ 2010 avec le même système.

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