Élaboration des modèles - Interprétation des modèles

Modèles de prévisions - comment fonctionnent-ils, comment les interpréter?

L'interprétation des modèles

Cette partie explicative est destinée au plus grand nombre, c'est pourquoi son contenu est basique. Si vous avez des questions, je vous invite à les poser sur un ou plusieurs forums présents dans la rubrique du même nom.

Les cartes à 500 hPa - SLP:

Ces cartes donnent le géopotentiel (plages de couleurs, cela peut être représenté par des lignes - on parle d'isohypses) et la pression au niveau de la mer (lignes blanches). Le géopotentiel à 500 hPa, c'est l'altitude à laquelle on atteint 500 hPa. On sait que plus on monte et plus la pression diminue. Or la pression 500 hPa ne sera pas atteinte toujours à la même altitude, cela dépend de la masse d'air. De l'air froid est plus dense, plus tassé, si on s'élève au sein d'une masse d'air froid, la pression baisse plus vite que dans une masse d'air chaud qui est plus dilaté, occupe plus de place. Pour simplifier, les 500 hPa sont atteints à plus haute altitude dans une masse d'air chaud et à plus basse altitude dans une masse d'air froid. Cette altitude est donnée ici en décamètres et l'échelle est à droite, il faut ajouter un 0 pour l'avoir en mètre. La moyenne est de 552 décamètres soit 5520 mètres d'altitude pour atteindre 500 hPa. Et un anticyclone en altitude est composé d'air chaud, une dépression d'air froid. Ce qui apparaît en orange-rouge ici correspond à des géopotentiels élevés donc à des anticyclones, ce qui apparaît en vert-bleu correspond à de bas géopotentiels donc à des dépressions.

La langue orange qui remonte vers le Groenland est une puissante dorsale presque isolée des hauts géopotentiels subtropicaux, elle bloque le flux d'ouest sur l'Atlantique. Entre cette dorsale et Terre Neuve il y a une dépression (tâche verte) isolée (elle est entourée de champs anticycloniques), il s'agit d'une goutte froide; on peut quasiment parler de goutte froide aussi pour la dépression située sur le golfe de Gascogne. En plus de savoir ce qu'il y a en altitude (ce qui est très important), on peut voir les flux sur ce type de carte. Par exemple autour de la dorsale Atlantique, le flux remonte du centre de l'Atlantique vers la mer du Labrador puis passe sur le Groenland, redescend sur l'Islande puis l'Ecosse. Une partie part vers l'Allemagne et le Danemark et l'autre vers le Portugal puis ensuite vers la côte d'Azur et l'Europe centrale. Il faut donc suivre les différences de couleurs pour avoir les flux. La dorsale fait remonter de l'air chaud vers le Groenland, arrivé là bas cet air se sera refroidit et c'est de l'air frais qui va ensuite se diriger vers l'Islande, l'Irlande, l'Ecosse, puis à nouveau de l'air chaud qui remontera vers l'Italie...

Je rappelle que dans l'hémisphère nord l'air circule dans le sens des aiguilles d'une montre autour d'un anticyclone, et dans le sens contraire autour d'une dépression. On peut tirer d'autres informations à partir du géopotentiel à 500 hPa, notamment si le flux est convergent ou divergent, si les isohypses décrivent des courbures cycloniques ou anticycloniques. Par exemple sur le Portugal le flux est à courbure cyclonique et sur l'Irlande il est à courbure anticyclonique. Je ne m'étendrai pas plus là dessus car cela complique les choses, avec l'habitude vous pourrez comprendre plus facilement. A noter qu'on peut aussi avoir un marais barométrique à 500 hPa, c'est à dire que l'on n'est ni sous l'influence d'un anticyclone ni sous celle d'une dépression; on parle de champs mous, de flux mous, c'est presque le cas sur la France.

Les pointillés gris correspondent à la température à 500 hPa. -15°C cela commence à être chaud, -30°C à être franchement froid, -40°C sont parfois possibles en hiver. Ce paramètre confirme ce que je disais plus haut, à savoir qu'un anticyclone est composé d'air chaud en altitude (-20°C au sud du Groenland) et une dépression d'air froid en altitude (-25°C sur le golfe de Gascogne et -30°C au nord de la Scandinavie).

Les lignes blanches sont les isobares qui donnent la pression au niveau de la mer. La moyenne est de 1013.25 hPa, au dessus c'est anticyclonique et en dessous c'est dépressionnaire. Les anticyclones peuvent se prolonger en dorsale (comme par exemple vers le nord du Québec), les dépressions en talweg (comme par exemple vers l'Ukraine) (remarque valable aussi pour les isohypses). Plus les isobares sont resserrés et plus l'écoulement de l'air est rapide (c'est pareil pour les isohypses). En effet, imaginez un tuyau d'arrosage, à son bout l'eau sort normalement, vous pincez l'extrémité et l'écoulement s'accélère, là c'est pareil. Ainsi sur cette carte le vent est fort entre le Groenland et la Norvège et il est très faible à nul sur l'Italie et les Balkans.

A 500 hPa l'écoulement de l'air est parallèle aux isohypses, en revanche ce n'est pas vraiment le cas avec les isobares. En effet le frottement de l'air sur la surface provoque une déviation de quelques degrés. Pour un anticyclone l'air tend à s'échapper de celui-ci, pour une dépression l'air tend à aller plus facilement vers celui-ci. On considère qu'à partir de 3000m environ, l'action de la surface n'est plus présente (en dehors des montagnes).

Les cartes à 850 hPa:

Ces cartes donnent la température et le géopotentiel à 850 hPa. Pour le géopotentiel représenté par les lignes blanches (isohypses en décamètres) le principe est le même que celui évoqué ci-dessus. 850 hPa est plus élevé que 500 hPa, donc on est à une altitude plus basse, vers les 1400m.

La température est donnée par les plages de couleurs, en °C. C'est à partir de ce paramètre qu'on prévoit la température au sol. Pourquoi 850 hPa? Car on estime qu'à ce niveau, la différence entre le jour et la nuit est faible à nulle. En été par beau temps, il faut ajouter en moyenne 14 à 17 voire 18°C à la T850 pour avoir la T° au sol. C'est le cas le plus simple. En effet, selon les conditions météo, cette règle change, il faut parfois n'ajouter que 5°C, et parfois même il faut retirer des °C! (cela arrive en cas d'inversion, quand la température monte avec l'altitude alors que c'est normalement le contraire). La nébulosité, le vent sont des paramètres à prendre en compte pour prévoir la température au sol à partir de la T850. Pas de solution miracle, seul un suivi régulier de ces cartes vous permettra d'apprendre à prévoir les températures.

Les cartes de précipitations:

Cette carte de GFS donne les précipitations prévues en millimètres (ou litres par mètre carré) en 6h, soit ici entre le samedi 14 à 00h et le samedi 14 à 6h. Les pointillés oranges indiquent des pluies convectives (provoquées par des cumulonimbus ou nimbostratus actifs), généralement plus soutenues que les pluies stratiformes. Attention car la prévision des précipitations est assez difficile, parfois les modèles ont beaucoup de mal. Là aussi l'habitude vous aidera.

Les cartes de Cape:

Cape est l'abréviation de Convective Available Potential Energy. Cette carte donne le cape (plages de couleurs) et le lifted index (pointillés). Elle est utile pour prévoir les orages. Plus le cape est élevé et plus le potentiel d'orages est fort, plus le lifted index est bas et plus le risque d'orages forts est présent. Attention car un cape élevé et un lifted index bas ne donnent pas forcément de l'orage, parfois le ciel peut rester tout bleu... il faut en effet d'autres ingrédients pour former les orages (humidité, déstabilisation de la masse d'air...) Il est conseillé de comparer ces cartes à celles de précipitations.

Les cartes à 700 hPa:

Ces cartes donnent le géopotentiel à 700 hPa (même principe que ci-dessus) par les lignes blanches, et les vitesses verticales de l'air à ce niveau, soit vers 3000m. Des valeurs négatives indiquent une ascendance de l'air (jusqu'à -32 hPa sur 1 heure), inversement pour les valeurs positives. Par exemple ici du Massif Central au Languedoc, les ascendances sont très marquées. De plus l'isohypse à 700 hPa a une courbure cyclonique. C'est le signe d'une forte activité pluvieuse voire orageuse. Il est conseillé de comparer ce paramètre avec les cartes de Cape et de précipitations.

Les cartes de vent à 10m:

Ces cartes donnent la prévision du vent moyen sur 10 minutes à 10m du sol (norme internationale pour la mesure du vent). L'unité est en noeud, 1 noeud (abrévié Kt comme Knot en anglais) = 1.852 km/h. Ici sur le golfe du Lion, le vent est de direction nord-ouest (il provient du nord-ouest). Sur les flèches, 1 grand trait = 10 noeuds, un petit trait = 5 noeuds. Un triangle (non représenté ici) = 50 noeuds. Attention, le vent moyen ne donne pas les rafales! Dans les bulletins météo grand public, ce sont les rafales instantanées qui sont données. Pour avoir les rafales à partir de cette carte, il faut grosso modo multiplier le vent moyen par 1.5 à 2, cela dépend du lieu, du type de situation... Il existe une autre méthode avec les cartes à 925 hPa.

Les cartes de vent à 925 hPa:

Cette carte donne la prévision du vent moyen à 925 hPa (environ 700m). A cette altitude le vent est plus fort qu'au niveau du sol du fait d'un moins grand frottement. Ce paramètre peut se révéler utile pour prévoir les rafales au niveau du sol, le vent moyen à 925 hPa pouvant se révéler proche des rafales au sol. A utiliser en cas de tempête.

Les cartes de jet stream (vent à 300 hPa):

Ces cartes donnent le vent à 300 hPa (vers 9200m d'altitude). C'est à ce niveau que souffle le jet stream, puissant vent d'altitude qui peut dépasser les 300 km/h. Ces cartes peuvent être utiles pour voir les origines des masses d'air mais aussi en cas de tempête. En effet en décembre 1999 par exemple, les 2 tempêtes ont été renforcées par un puissant jet stream. Une zone de divergence du jet stream et plus particulièrement la sortie gauche du maximum de jet (comme sur le golfe de Gascogne ici) favorise les ascendances et la cyclogenèse. On retrouve sur cette carte un blocage du flux d'ouest sur l'Atlantique, qui est dévié très au nord par un anticyclone.

Les cartes d'ENS à 500 hPa:

Ces cartes sont faites à partir de tous les scénarios de la version probabiliste du modèle GFS (voir partie élaboration des modèles). La moyenne de tous les scénarios est calculée et est reportée sur cette carte. Comme c'est une moyenne, elle masque les scénarios extrêmes et tend à lisser la tendance. Cette carte sert à donner une tendance dans les très grandes lignes, surtout utile à partir de J+4 mais ayant ses limites à plus ou moins 8 jours.

Les cartes d'ENS spaghettis:

Sur cette carte sont représentés tous les scénarios de la version probabiliste du modèle GFS (voir partie élaboration des modèles). Sont affichés les isohypses 516, 552 et 576 décamètres pour le géopotentiel à 500 hPa. Lorsque les lignes sont rassemblées, cela signifie que les scénarios sont proches. Si elles sont très espacées, la prévision est incertaine. Plus l'échéance augmente et plus les lignes tendent à être espacées. Ces cartes sont intéressantes pour se donner une idée de la fiabilité des modèles.

Les diagrammes ENS:

Ces diagrammes, donnés par villes, donnent la prévision pour la température à 850 hPa (courbes du haut, échelle de gauche) et les précipitations (courbe du bas, échelle de droite). Pour la T850, une ligne avec les croix correspond à un scénario de la version probabiliste (voir partie élaboration des modèles). La ligne épaisse bleue avec les ronds correspond à la prévision du modèle déterministe (celle qui est donnée sur les cartes de T850 dans la partie GFS). La ligne blanche épaisse est la moyenne de tous les scénarios. La ligne rouge épaisse est la moyenne sur 30 ans. Pour les précipitations, la ligne épaisse bleue correspond à la prévision du modèle déterministe (la même chose qui est donnée sur la version déterministe dans la partie GFS). La ligne blanche épaisse est la moyenne de tous les scénarios.

Les diagrammes de la version déterministe de GFS:

En 1 est représentée la couverture nuageuse pour les étages bas, moyen, et haut; le blanc représente la couche nuageuse. En 2 c'est la pression atmosphérique au niveau de la mer. En 3 c'est la vitesse et direction du vent. En 4 c'est la température maximale et minimale (rouge et bleu) et celle du point de rosée (noir). En 5 c'est l'humidité relative. En 6 ce sont les précipitations sur 6h en millimètres.