Prévision saisonnière des conditions de MAMJ 2017

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Damien Dubois
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1 Prévision saisonnière des conditions de MAMJ 2017 Lauriane Batté (CNRM, UMR Météo-France/CNRS) 17 février 2017 Introduction Ce document présente une synthèse de la prévision du modèle couplé CNRM-CM dans sa version opérationnelle «Système 5» intégrée dans les multi-modèles EUROSIP et Copernicus C3S. La première partie rappelle brièvement les évaluations du système basées sur les re-prévisions passées (hindcast) initialisées en février pour les saisons de mars à juin (MAMJ) de 1993 à 2014 inclus. Pour cette période de hindcast, la référence utilisée est ERA-Interim ; des résultats similaires sont obtenus avec les données BEST. On se réfèrera à la prévision saisonnière de MAMJ 2016 sur le site du projet ACASIS pour plus d informations. On étudie 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. Le modèle du Système 5 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). La deuxième partie montre les prévisions pour la saison à venir issues du système opérationnel, en termes d anomalies de Tmin, Tmax, d indices HWDI et HWPP, ainsi que de statistiques de dépassement de seuil listées plus haut. On montre également l information de manière probabiliste dans une troisième partie. Evaluation du Système 5 sur la période de hindcast / Contexte Pour rappel, le Système 5 de prévision saisonnière présente un biais froid en température par rapport aux données ERA-Interim, ainsi qu en durée et nombre de vagues de chaleur (même en utilisant la climatologie du modèle pour le calcul des percentiles ; voir le document de la prévision de 2016). La figure 1 rappelle les corrélations des anomalies inter-annuelles des indices de vague de chaleur en Tmin et Tmax obtenues sur la période de hindcast. L année dernière, le système de prévision saisonnière est parvenu à reproduire en partie le signal d anomalies positives de durée et de nombre de vagues de chaleurs sur la région ; la localisation spatiale des anomalies n était pas complètement exacte, mais le caractère marqué de la saison, en lien avec le fort événement El Niño l hiver précédent, était bien reproduit à l échelle régionale. Cet hiver la surface de l océan sur la région de l ENSO était légèrement froide à neutre ; les modèles (dont Système 5) prévoient pour la saison MAMJ à venir un retour vers des conditions neutres à chaudes sur cette région. Le forçage océanique étant moins marqué cette année, et compte

tenu des performances du système sur la région de l Afrique de l ouest, il convient d être

Corrélation Tmax HWDI Corrélation Tmin HWDI Corrélation Tmax HWPP Corrélation Tmin HWPP Figure

de vagues de chaleur, par rapport à ERA-Interim pour la saison MAMJ sur la période 1993-2014

de Tmax (à gauche) et Tmin (à droite) pour la saison MAMJ à venir, par rapport à la période de

2 tenu des performances du système sur la région de l Afrique de l ouest, il convient d être très prudent sur les prévisions présentées dans ce document. Corrélation Tmax HWDI Corrélation Tmin HWDI Corrélation Tmax HWPP Corrélation Tmin HWPP Figure 1 : 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 Prévision pour MAMJ 2017 Tmin Tmax moyennes sur MAMJ La figure 2 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 Figure 2 : Anomalie moyenne de Tmax (à gauche) et Tmin (à droite) en MAMJ 2017 prévue par Système 5

Notons que par rapport à 2016, les anomalies chaudes sont beaucoup moins

MAMJ 2017 de l'anomalie sur le nombre de jours où Tmax > 35 C (à gauche) et

Figure 3 : Anomalie prévue en nombre de jours où Tmax > 35 C (à gauche) et

Tmax et Tmin dans ces statistiques de seuil, avec encore une fois un

Indices de vagues de chaleurs (HWDI et HWPP) Anomalie Tmax HWDI MAMJ 2017

3 Notons que par rapport à 2016, les anomalies chaudes sont beaucoup moins marquées, et en Tmax une large partie Est du domaine est prévue en anomalie froide. Nombre de jours chauds en Tmin / Tmax La figure 3 montre la prévision pour MAMJ 2017 de l'anomalie sur le nombre de jours où Tmax > 35 C (à gauche) et Tmin > 20 C (à droite). Figure 3 : Anomalie prévue en nombre de jours où Tmax > 35 C (à gauche) et Tmin > 20 C (à droite) On retrouve la distribution spatiale des anomalies de Tmax et Tmin dans ces statistiques de seuil, avec encore une fois un contraste méridien dans les anomalies de jours où Tmax > 35 C. Indices de vagues de chaleurs (HWDI et HWPP) Anomalie Tmax HWDI MAMJ 2017 Anomalie Tmax HWPP MAMJ 2017 Anomalie Tmin HWDI MAMJ 2017 Anomalie Tmin HWPP MAMJ 2017 Figure 4 : 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 2017

La figure 4 montre les prévisions saisonnières d'anomalies d'indices de vagues de chaleur pour la saison à venir.

du domaine). On note toutefois un signal en anomalie positive sur le nordest du domaine, même si ce signal doit être relativisé par les performances très limitées du modèle sur cette zone.

Prévision probabiliste La figure 5 montre les probabilités prévues d avoir des indices de vague de chaleur supérieurs au quintile supérieur de la période de référence 1993-2014 (les probabilités sont

P(Tmax HWDI > q80) P(Tmin HWDI > q80) P(Tmax HWPP > q80) P(Tmin HWPP > q80) Figure 5 : Probabilité prévue par l'ensemble de prévisions MAMJ 2017 avec CNRM-CM d'avoir un HWDI (en haut) ou HWPP (en

4 La figure 4 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 2017 ne devrait pas être marquée par un nombre et une durée élevés de vagues de chaleur sur la région (anomalies faiblement positives ou négatives sur la plupart du domaine). On note toutefois un signal en anomalie positive sur le nordest du domaine, même si ce signal doit être relativisé par les performances très limitées du modèle sur cette zone. Rappelons que la saison MAMJ 2016 était prévue avec des anomalies positives marquées sur une grande majorité du domaine, tant en Tmin qu en Tmax. Prévision probabiliste La figure 5 montre les probabilités prévues d avoir des indices de vague de chaleur supérieurs au quintile supérieur de la période de référence (les probabilités sont estimées en comptant la proportion des membres prévoyant un tel indice). La figure 6 montre les prévisions pour des indices supérieurs au tercile supérieur. P(Tmax HWDI > q80) P(Tmin HWDI > q80) P(Tmax HWPP > q80) P(Tmin HWPP > q80) Figure 5 : Probabilité prévue par l'ensemble de prévisions MAMJ 2017 avec CNRM-CM d'avoir un HWDI (en haut) ou HWPP (en bas) supérieur au quintile supérieur de la période de référence pour les indices en Tmax (à gauche) et Tmin (à droite). Les plages de couleur sont choisies afin de séparer les probabilités inférieures (en bleu) des probabilités supérieures (en rouge) à la probabilité climatologique sur les 22 années du hindcast. On retrouve dans ces figures un message similaire à la prévision déterministe, à savoir une saison peu marquée en termes de nombre et durée de vagues de chaleur. On pourra à titre de comparaison se référer à la figure de la prévision probabiliste de la saison MAMJ 2016, pour laquelle les tons rouges prédominaient sur une grande partie de la région étudiée.

Notons toutefois que la figure 6 montre que sur le nord du domaine, des indices HWDI et HWPP dans le tercile supérieur sont fortement probables à la fois pour Tmin et Tmax.

supérieurs au tercile supérieur de la période de référence 1993-2014.

que 2016. Ceci est probablement lié à des conditions océaniques plus fraîches sur le bassin Pacifique tropical au moment de l initialisation du système de prévision.

nombre de jours de vagues de chaleur sur ces régions.

5 Notons toutefois que la figure 6 montre que sur le nord du domaine, des indices HWDI et HWPP dans le tercile supérieur sont fortement probables à la fois pour Tmin et Tmax. P(Tmax HWDI > q67) P(Tmin HWDI > q67) P(Tmax HWPP > q67) P(Tmin HWPP > q67) Figure 6 : Comme la Figure 5, mais pour les probabilités prévues d'avoir des indices de vague de chaleur supérieurs au tercile supérieur de la période de référence Synthèse La saison MAMJ à venir s annonce (d après le Système 5 de prévision saisonnière) beaucoup moins marquée en termes de nombre et de durée des vagues de chaleur en Tmin et Tmax que Ceci est probablement lié à des conditions océaniques plus fraîches sur le bassin Pacifique tropical au moment de l initialisation du système de prévision. On note toutefois la prévision d anomalies chaudes en Tmin et Tmax sur certaines zones au nord du domaine d étude, qui se traduit ensuite par une plus grande occurrence et un plus grand nombre de jours de vagues de chaleur sur ces régions. Compte tenu des capacités prédictives limitées du système sur ces régions à cette échéance, et de l absence de forçage océanique fort, la prudence s impose lors de l utilisation et l interprétation de ces prévisions. Afin de compléter cette analyse, on pourra également consulter les produits de prévision saisonnière développés dans le cadre du programme européen Copernicus C3S et disponibles en ligne sur le site

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