Modèle de prévision météorologique

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Les centres de modélisation météorologique tentent de contrôler l`influence du chaos en exécutant des systèmes d`ensembles qui utilisent chacun des conditions initiales légèrement différentes. Chaque «membre» de l`ensemble produit alors une prévision comme si son ensemble de conditions initiales était correct. Cela permet de quantifier la probabilité d`un résultat prévisionnel donné, contribuant ainsi à montrer l`incertitude des prévisions. La coordonnée verticale est gérée de différentes manières. Le modèle 1922 de Lewis Fry Richardson utilisait la hauteur géométrique (z {displaystyle z}) comme coordonnée verticale. Les modèles ultérieurs substituaient la coordonnée z {displaystyle z} géométrique avec un système de coordonnées de pression, dans lequel les hauteurs géopotentielles des surfaces à pression constante deviennent des variables dépendantes, simplifiant grandement les équations primitives. [52] cette corrélation entre les systèmes de coordonnées peut être effectuée puisque la pression diminue avec la hauteur à travers l`atmosphère terrestre. [53] le premier modèle utilisé pour les prévisions opérationnelles, le modèle barotrope à une seule couche, utilisait une seule coordonnée de pression au niveau 500-millibar (environ 5 500 m (18 000 ft)) [3] et était donc essentiellement bidimensionnel. Les modèles à haute résolution, également appelés modèles à mésoéchelle, comme le modèle de recherche météorologique et de prévision, tendent à utiliser des coordonnées de pression normalisées appelées coordonnées Sigma. [54] ce système de coordonnées reçoit son nom de la variable indépendante σ {displaystyle sigma} utilisée pour dimensionner les pressions atmosphériques par rapport à la pression à la surface, et dans certains cas aussi avec la pression en haut du domaine. [55] en 1963, Edward Lorenz Découvre la nature chaotique des équations de la dynamique des fluides impliquées dans les prévisions météorologiques.

[60] d`extrêmement petites erreurs de température, de vent ou d`autres apports initiaux donnés aux modèles numériques amplifient et doubleront tous les cinq jours [60], rendant impossible les prévisions à long terme — celles qui ont été faites plus de deux semaines à l`avance — pour prédire l`état de la l`atmosphère avec n`importe quel degré de compétence de prévision. En outre, les réseaux d`observation existants ont une faible couverture dans certaines régions (par exemple, sur de vastes étendues d`eau comme l`océan Pacifique), ce qui introduit l`incertitude dans l`état initial véritable de l`atmosphère. Alors qu`un ensemble d`équations, connues sous le nom d`équations de Liouville, existe pour déterminer l`incertitude initiale dans l`initialisation du modèle, les équations sont trop complexes pour être exécutées en temps réel, même avec l`utilisation de supercalculateurs. [61] ces incertitudes limitent la précision du modèle de prévision à environ cinq ou six jours dans le futur. [62] [63] la production des modèles prévisionnels basés sur la dynamique atmosphérique ne permet pas de résoudre certains détails de la météo près de la surface terrestre. En tant que tel, une relation statistique entre la production d`un modèle météorologique numérique et les conditions qui en découlent au sol a été développée dans les années 1970 et 1980, connue sous le nom de statistiques sur la production de modèles (MOS). 15 [16] à partir des années 1990, des prévisions d`ensemble de modèles ont été utilisées pour aider à définir l`incertitude de prévision et à étendre la fenêtre dans laquelle les prévisions météorologiques numériques sont viables plus loin dans l`avenir que possible. 17 18 [19] étant donné que les modèles prévisionnels fondés sur les équations de la dynamique atmosphérique ne déterminent pas parfaitement les conditions météorologiques, des méthodes statistiques ont été élaborées pour tenter de corriger les prévisions. Des modèles statistiques ont été créés sur la base des champs tridimensionnels produits par des modèles météorologiques numériques, des observations de surface et des conditions climatologiques pour des endroits spécifiques.