Même avant que les orages au-dessus de l'océan Pacifique ne commencent à construire de manière significative la semaine dernière, les prévisions expérimentales au Centre national national de recherche atmosphérique de la National Science Foundation américaine (NSF NCAR) ont montré que le système météorologique émergent s'intensifie en un super typhon. Et, en effet, les orages ont finalement donné naissance au Typhoon Ragasa, dont les vents de 165 milles par heure en ont fait la tempête la plus puissante de la Terre cette année.
Les scientifiques ont pu anticiper Ragasa bien à l'avance en utilisant une approche innovante de modélisation informatique qui pourrait les amener à la pointe d'amélioration considérablement des prédictions des ouragans.
Le nouveau système produit des prévisions mondiales en temps réel de 3,75 kilomètres (2,3 milles), simulant l'atmosphère de la Terre dans des détails inhabituels. Une telle résolution à grande échelle capture des orages dans le monde et montre comment les systèmes météorologiques à des centaines ou même des milliers de kilomètres pourraient influencer l'évolution des tempêtes sous les tropiques.
« Essentiellement, cela apporte la météo à haute définition partout dans le monde », a déclaré le NSF NCAR Falko Judt, qui dirige l'effort. « Nous pensons que cela peut vraiment faire une différence dans la prévision des événements extrêmes comme les ouragans et les inondations soudaines produisant des précipitations à l'échelle mondiale. »
Encourager les signes
Les prévisions expérimentales en temps réel se sont déroulées tout au long de septembre, ce qui est historiquement le sommet de la saison des ouragans de l'Atlantique. Parce que la première partie du mois était inhabituellement silencieuse, Judt a peu d'études de cas pour montrer si les prévisions NSF NCAR peuvent surpasser celles produites par des modèles de prévisions opérationnels.
Mais les premières indications sont encourageantes, avec l'approche NSF NCAR, qui se comporte également relativement bien à la capture rapide de l'intensification rapide de l'ouragan Gabrielle sur l'Atlantique.
Pour faire les prévisions, Judt utilise un modèle informatique avancé, le modèle basé sur NSF NCAR pour la prédiction à travers les échelles (MPAS). Lui et ses collègues le dirigent sur le supercalculateur Derecho au NSF NCAR-Wyoming Supercomputing Center à Cheyenne. L'objectif principal de l'œuvre, que Judt caractérise comme un projet de démonstration, est de capturer des ouragans dans le Pacifique atlantique et oriental ainsi que des typhons dans le Pacifique occidental. Mais les chercheurs veulent également voir comment cela se fait en capturant des précipitations extrêmes.
Leur effort est similaire à celui que NSF NCAR a temporairement lancé le printemps dernier. Dans ce cas, les scientifiques qui étaient principalement intéressés par des conditions météorologiques extrêmes dans les latitudes moyennes ont utilisé des AMP pour des prévisions expérimentales en temps réel de 3 kilomètres qui sont passées à 60 heures. Étant donné que cette époque comprend cette fois des cyclones tropicaux – qui sont plus grands que la plupart des tempêtes de latitude à mi-latitude et prennent plus de temps à se développer – Judt exécute les prévisions à 120 heures tout en reprenant le détail à 3,75 kilomètres pour les rendre plus efficaces sur le calcul.
Les modèles météorologiques tels que les MPA utilisent un système de grille pour représenter l'atmosphère, appliquant les lois de la physique pour simuler la température, l'humidité et d'autres propriétés à des points sélectionnés. Plus les points sont espacés, plus la résolution est élevée et plus le potentiel de prévisions précises. Cependant, d'autres facteurs influencent également la précision, tels que la façon dont le modèle assimile les données des observations pour produire la représentation initiale de l'atmosphère qui sert de base à la prévision.
Les modèles informatiques utilisés par les centres de prévision simulent souvent l'atmosphère avec une résolution variable. Au National Hurricane Center, par exemple, qui se concentre sur les tempêtes de l'Atlantique et du Pacifique oriental, les ouragans sont simulés à 2 kilomètres et l'environnement environnant à environ 6 à 8 kilomètres. Cependant, des parties plus éloignées du globe sont simulées beaucoup plus grossièrement.
Une telle approche du Centre des ouragans et d'autres prévisionnistes est idéale pour une prédiction à plus courte portée, a déclaré Judt. Mais la simulation du globe entier en haute résolution pourrait non seulement capturer des tempêtes partout où elles se produisent, mais aussi aider à mieux anticiper les cyclones tropicaux avant de se former, permettant des prévisions plus précises qui sortent de 7 à 10 jours.
Cela semble être ce qui s'est passé avec le super typhon Ragasa.
« Ce qui me ressort, c'est que les AMP ont prévu que ce système soit un super typhon avant même que la tempête ne se soit formée », a déclaré Judt. « Plus tôt, en fait, que de nombreux modèles opérationnels auraient prévu et avec une meilleure prédiction de son intensité. »
Il a ajouté que ce type d'effort peut également être précieux pour former une nouvelle génération de modèles météorologiques de l'intelligence artificielle. Les données de haute résolution et de haute qualité fournies par les MPA amélioreraient considérablement les modèles d'IA actuels qui sont formés sur des données beaucoup plus grossières.
