La prévision des cyclones tropicaux dans le Sud-Ouest de l Océan Indien

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Aurore St-Jean
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1 La prévision des cyclones tropicaux dans le Sud-Ouest de l Océan Indien Colloque Prévisibilité du Climat Tropical, juin 2010 Matthieu Plu1, Philippe Caroff2 1 : Météo-France, Laboratoire de l Atmosphère et des cyclones (LACy) UMR 8105 CNRS/Météo-France/Université La Réunion 2: Météo-France La Réunion, Centre des Cyclones Tropicaux (CMRS)

2 Contexte La veille cyclonique est coordonnée à l échelon mondial, sous l égide de l OMM, avec des Centres Météorologiques Régionaux Spécialisés (CMRS) Météo-France à La Réunion est CMRS dans le Sud-Ouest de l Océan Indien depuis 1993

3 Contexte Depuis 1998, équipe de recherche de Météo-France en soutien aux activités opérationnelles du CMRS : Connaissances sur la physique/dynamique des cyclones tropicaux Développement des modèles de prévision numérique cyclonique Depuis 2006, cette équipe est intégrée au LACy (Laboratoire de l Atmosphère et des Cyclones), UMR 8105 CNRS/MétéoFrance/Université de La Réunion. En 2009, LACy noté A par l AERES. En 2010, Création de l OSU-Réunion, intégrant le LACy.

4 Plan 3. Enjeux de la surveillance cyclonique 5. La surveillance cyclonique 7. Les activités de recherche du LACy sur les cyclones tropicaux

5 Enjeux de la surveillance cyclonique Le risque cyclonique dans le monde : un risque naturel majeur (victimes, dégâts socio-économiques) Cyclone : phénomène extrême système couplé océan-atmosphère interactions d échelle (environnement / mécanismes internes) rareté des observations in-situ : importance des mesures satellitaires Les prévisions de trajectoire ont régulièrement progressé depuis 20 ans Mais, les prévisions d intensité ont très peu progressé car elles nécessitent des modèles à haute résolution Certains bassins sont peu documentés Quelle évolution dans le climat futur?

6 La surveillance cyclonique 2 étapes principales : Objectif : Objectif : alerter les usagers sur l existence d un phénomène et sur la zone à risque préparer les dispositifs de veille et de prévention (dépendent de l intensité) déterminer l évolution du risque cyclonique dans les jours suivants Le CMRS fournit une expertise et une information de premier niveau aux Services Météorologiques Nationaux des pays de la zone, qui gardent la compétence de la prévision et de la mise en alerte au niveau national.

7 La surveillance cyclonique 2 étapes principales :

8 La surveillance cyclonique Expertise du prévisionniste

9 La surveillance cyclonique Expertise du prévisionniste

10 La surveillance cyclonique AMELIORATION DE L ASSIMILATION DE DONNEES AMELIORATION DES MODELES DE PREVISION RENFORCEMENT DES OBSERVATIONS ET DES METHODES D ESTIMATION

11 La surveillance cyclonique RENFORCEMENT DES OBSERVATIONS ET DES METHODES D ESTIMATION L analyse de l intensité repose principalement sur l imagerie satellitaire : Géostationnaires Imageurs micro-ondes Diffusiomètres L intensité du système (pression centrale et vent maximal) est estimée à partir de la structure observée sur les différentes images

12 La surveillance cyclonique Géostationnaires : visible, IR, WV sur MeteoSat7 Satellites défilant : visible, IR, proche IR NOAA 18 canal visible RENFORCEMENT DES OBSERVATIONS ET DES METHODES D ESTIMATION NOAA 18 canal IR renforcé (palette «Dvorak») Technique d analyse satellitaire de Dvorak : basée sur imagerie visible et IR Une couverture permanente à fréquence soutenue (toutes les 30 minutes avec Meteosat7) Mais on ne voit que la surface nuageuse du système

13 La surveillance cyclonique RENFORCEMENT DES OBSERVATIONS ET DES METHODES D ESTIMATION Imageurs micro-ondes (capteurs SSM/I(S), TMI, AMSRE, Windsat, AMSU) sur satellites défilants TRMM, 37 Ghz à 1959 UTC TRMM, 85 Ghz à 1959 UTC HAPE le 12 février 2003, image IR NOAA à 2102 UTC - Imagerie micro-onde très puissante, car permet d investiguer la structure interne du système (différents canaux associés à différentes altitudes) - Mais fréquence limitée de passage sur un système Intérêt de Madras sur Megha-Tropiques!

14 La surveillance cyclonique Diffusiomètres : QuikScat (hors-service depuis 2009), Ascat (Metop) RENFORCEMENT DES OBSERVATIONS ET DES METHODES D ESTIMATION Fauchées Ascat Fauchée QuikScat - La seule mesure directe du vent : un grand apport en phase de cyclogenèse et pour déterminer les extensions de vents en phase mature - Quel remplaçant à QuikScat? (OceanSat2, ISRO, lancé en sept. 2009?)

15 La surveillance cyclonique RENFORCEMENT DES OBSERVATIONS ET DES METHODES D ESTIMATION L analyse de l intensité repose principalement sur l imagerie satellitaire : Géostationnaires Imageurs micro-ondes Diffusiomètres L intensité du système (pression centrale et vent maximal) est estimée à partir de la structure observée sur les différentes images Les méthodes d estimation ont été calibrées sur l Atlantique et le Pacifique Nord ; elle sont perfectibles, et il faudrait les vérifier et les adapter au Sud-Ouest de l Océan Indien Intérêt d une expérience sur les cyclones dans le bassin : SWICE

16 Plan Enjeux de la surveillance cyclonique La surveillance cyclonique Les activités de recherche du LACy sur les cyclones tropicaux

17 Les activités de recherche du LACy sur les cyclones tropicaux Questions scientifiques (prospective LACy ) Mécanismes de l intensification Précipitations associées sur mer et à l atterrissage Modélisation à haute résolution (convection explicite) Assimilation de données pour les cyclones Observation des cyclones du Sud-Ouest de l Océan Indien (SWICE)

Les activités de recherche du LACy sur les cyclones tropicaux AMELIORATION DES MODELES Développement d Aladin-Réunion : Travaux LACy / CNRM-GAME Opérationnel depuis oct.

18 Les activités de recherche du LACy sur les cyclones tropicaux AMELIORATION DES MODELES Développement d Aladin-Réunion : Travaux LACy / CNRM-GAME Opérationnel depuis oct Résolution 8km, assimilation 3D-Var Performances pour la prévision cyclonique, depuis 2007 : Le premier modèle pour la prévision d intensité Le second modèle pour la prévision de trajectoire

19 Les activités de recherche du LACy sur les cyclones tropicaux AMELIORATION DES MODELES Recherche sur la modélisation à haute résolution des cyclones avec Meso-NH : - Microphysique et activité électrique dans les cyclones - Couplage océan-atmosphère PERIODE 1 PERIODE 2 Pmer centrale POCHE CHAUDE TSM > 29 C POCHE FROIDE TSM < 23 C TSM initiale Pression (hpa) TSM ( C) Résultat : simulation couplée océan 1D reproduit une intensification plus réaliste du cyclone

Les activités de recherche du LACy sur les cyclones tropicaux AMELIORATION DE L ASSIMILATION DE DONNEES Assimilation de données dans le 3D-Var d Aladin-Réunion : - assimilation de pseudo-observations

20 Les activités de recherche du LACy sur les cyclones tropicaux AMELIORATION DE L ASSIMILATION DE DONNEES Assimilation de données dans le 3D-Var d Aladin-Réunion : - assimilation de pseudo-observations de vent - assimilation de radiances en conditions pluvieuses et nuageuses sans avec - Meilleures simulations de trajectoire - Meilleure représentation des structures précipitantes ref (TMI) Montroty et al, 2009

21 Les activités de recherche du LACy sur les cyclones tropicaux Perspectives : - développement d un modèle à haute résolution, couplé à l océan superficiel, avec assimilation de données - travaux sur la microphysique des modèles, et sur l activité électrique dans les cyclones - travaux sur la simulation des précipitations d origine cyclonique, sur le bassin, et à l atterrissage (La Réunion, Madagascar)

22 Les activités de recherche du LACy sur les cyclones tropicaux Un cadre favorable pour accentuer les travaux de la communauté dans le bassin : - La responsabilité internationale du CMRS de La Réunion - Un laboratoire reconnu à La Réunion : le LACy - Un investissement depuis plusieurs années dans l étude des interactions océan-atmosphère et le développement de modèles dans le bassin (LMD, LOCEAN, LACy, ) - Un bassin cyclonique parmi les moins étudiés au monde - Megha-Tropiques : investigation des changements de structure des cyclones, estimation des précipitations, intérêt du canal 157 GHz pour les particules fines en altitude - Création de l OSU-Réunion : ouverture à de nouvelles disciplines (hydrologie, )

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