Les modèles numériques de prévision

 

Dans cette rubrique, Infoclimat vous propose de vous familiariser avec, et même de comprendre, le domaine de la prévision. En effet, de nos jours, des supercalculateurs (ordinateurs très puissants) nous fournissent des données essentielles à la prévision du temps, partout dans le Monde, que nous sommes seulement capables d'interpréter.

Photo d'un super calculateur : 

Supercalculateur Fujitsu  ( photo Météo France) Ce supercalculateur est capable de traiter 300 milliards d'opérations à la seconde, il permet de réduire de 72h à 3 minutes le temps de calcul de la prévision à 4 jours. Il fut fabriqué par Fujitsu. Sa puissance était unique en Europe jusqu'en Octobre 1999 ! Son coût : 100 millions d'euros !

Ces ordinateurs d'une puissance rarement égalable permettent de traiter des millions de données en très peu de temps et ainsi de corréler ces mêmes données pour établir un schéma de prévision très détaillé ce qui aide les météorologues, amateurs ou professionnels dans leurs travaux. Il faut savoir que le supercalculateur présent au Centre National de Météo France Toulouse possède des caractéristiques invraisemblables : 

 

C'est donc du très gros qui est essentiel à la science météorologique aujourd'hui. Le modèle météo Arpège, sortant de ce supercalculateur est la sortie de modélisation numérique appartenant à Météo France mais de nombreux autres modèles, américains, anglais, allemands, japonais, italiens ou européens sont également disponibles. 

Pour en savoir plus sur le principe et l'élaboration du modèle Arpège, cliquez ici !

L'élaboration des modèles de prévision n'est pas le but principal de cette rubrique. Nous vous proposons seulement d'acquérir quelques notions d'interprétation. Vous pourrez trouver dans cette rubrique tous les éléments essentiels à l'interprétation de ces sorties brutes ( sans aucun traitement par l'homme ). La prévision de nos jours est plutôt assimilable à une interprétation de modèles.

Les principaux modèles de prévision 

GFS (ex AVN),modèle américain à maillage assez fin pour l'Amérique, un peu plus large pour l'Europe. Il offre des réactualisations 4 fois par jours, chaque réactualisation s'appelant familièrement un run. A 00hTU, 06hTU, 12hTU et 18hTU, GFS propose ses prévisions. Néanmoins, les runs de 00hTU et 12hTU sont les plus importants; les deux autres runs ne prenant en compte que des données moindres. Ce modèle propose des échéances allant jusqu'à 384h, de 6h en 6h. Un exemple de prévision de GFS tout de suite pour nous mettre dans le bain, prenons la situation du 3 Décembre 2003 :

 

UKMO et BRACKNELL, modèles anglais sous l'égide du MetOffice, Ukmo nous propose deux réactualisations par jour : une le matin très tôt aus alentours de 6H légale et une autre en début de soirée vers 19h légale. Son maillage est assez large mais il est complété par Bracknell, modèle de fronts tracé manuellement par l'homme. Bracknell permet un maillage plus fin pour les prévisions Européennes. Les runs de 00hTU et de 12hTU sont tous deux aussi importants. UKMO est réputé pour être un pro des situations de blocage surtout en hiver. Bracknell est quand à lui réactualisé chaque 6h progressivement. Le run complet sort à 00h TU. Le marquage des fronts est très important et fait du MetOffice un grand dans la prévision. Voici un exemple de ces deux modèles, l'un numérique, l'autre "classique" :            

NOGAPS, modèle anglo-saxon également très utilisé pour les prévisions amateurs. Provenant de la Navy, NOGAPS est réactualisé lui aussi deux fois par jour vers 7h et 18h TU en France. Nogaps est surtout réputé en Europe pour les prévisions d'épisodes pluvieux surtout sur le Bassin Méditerranéen. Nogaps se présente différemment des autres modèles, sauf pour la partie "wetterzentrale" :

ECMWF, modèle Européen qui comme UKMO est un leader dans la prévision des blocages mais aussi des tempêtes. Ce modèles est aussi utilisé par Météo France et livre des données très importantes au niveau des géopotentiels. Ce modèle sort également deux fois par jour. Voici une carte exemple d'ECMWF :

GEM, GME, JMA, BOLAM, DWD, SKIRON, MASS et DALAM : d'autres modèles, numériques ou non, provenant d'organismes italiens, japonais, allemands ou autres offrent également des données essentielles à l'élaboration de la prévision. Nous ne détaillerons pas leurs caractéristiques mais il est important de savoir que Bolam est le leader dans le domaine de la prévision des précipitations. Skiron et DWD sont aussi de bons modèles numériques qui font leurs preuves tout comme GME et GEM. JMA est moins pris au sérieux de par ses sorties "extrêmes".

Les données transmises par les modèles numériques

Les modèles nous proposent donc de très nombreuses données pour élaborer des prévisions fiables à court terme ou moyen terme. Néanmoins, chaque modèle ne livre pas toutes les données. Sur TOUS les modèles, la direction des flux est indiqué. A nous de savoir les lire et les interpréter ! Les géopotentiels, les pressions et les températures à différentes altitude pour une pression donnée, les jets, les courants ascendants et verticaux, les vents, les précipitations, les épaisseurs des couches nuageuses, les énergies convectives... sont autant de données qu'Infoclimat vous propose de découvrir et de mieux comprendre.

            - Quelques données pour commencer  

Avant de commencer, il est souhaitable d'acquérir quelques notions minimes propres à la météorologie. Par exemple, la correspondance altitude/pression. 500 hPa tout d'abord correspond grossièrement à une altitude de 5500 m. 850 hPa correspond à 1450 m d'altitude. Ensuite, les autres correspondances altitude/pression sont pour les modèles 700 hPa, 300, 200, 100, 50 et 900 hPa. Plus la pression est élevée, plus l'altitude est faible. 

            -  Les Flux

Les flux peuvent être vulgairement assimilés à des "provenances et directions" de masses d'air. Les masses d'air ( chaudes ou froides, humides ou sèches ) circulent dans l'atmosphère. Les systèmes dépressionnaires ou anticycloniques sont les responsables de cette circulation. Selon leur positionnement, ces centres d'action génèrent une circulation atmosphérique provenant du Nord, du Sud, de l'Est ou de l'Ouest. Selon le sens de rotation du centre de pression ( dans le sens horaire pour les anticyclones, dans le sens anti horaire pour les dépressions dans l'hémisphère Nord ), les masses d'air se déplacent dans des directions définies.

Rien de mieux qu'un exemple pour illustrer ces quelques succinctes explications. Tout le monde se souvient de la tempête du 27 Décembre 1999, voici l'analyse GFS à 500 hPa :

Cette carte GFS représentant les géopotentiels et les pressions au sol, ne nous intéressera pour le moment dans le but de mieux comprendre l'organisation des flux. Sur ce modèle, 3 centres d'action principaux : l'anticyclone des Açores (positionné sur les Açores par 1030  hPa), la dépression d'Islande centré par 960 hPa et enfin un anticyclone en Sibérie, classique en hiver. Nous connaissons donc le sens de rotation de chaque centre d'action. En suivant les isobares, nous constatons que le sens de circulation se fait d'Ouest en Est ou plutôt d'Ouest/Nord Ouest en Est/Sud Est. Le flux au sol est donc orienté Ouest Nord Ouest (ONO). Seulement, en altitude, les directions des flux peuvent varier par rapport au sol. En effet, à 850 hPa, le flux pourrait être orienté plus Nord Ouest ou plus Ouest voire Ouest Sud Ouest ou Nord Nord Ouest. Dans ce cas là, le cisaillement des flux sera établi, faible mais établi. Plus en altitude encore, à 700 ou 300 hPa par exemple, les flux pourront également varier par rapport au sol. Sur cette carte à 500 hPa, les plages de couleur (géopotentiels) définissent les directions de flux à 5500 m également. Sur la France, le flux au sol est sensiblement le même que le flux en altitude : ONO. Par contre remarquons le cisaillement dans la zone tracée par un cercle : au sol le flux est orienté Sud tandis qu'à 500 hPa, il est plutôt orienté Sud Ouest voire Ouest Sud Ouest. Tout ceci pour dire que les flux peuvent varier avec l'altitude et que leur direction n'est pas forcément la même en fonction de l'altitude.

Continuons maintenant notre développement avec l'organisation des masses d'air en altitude et au sol. Les modèles numériques sont essentiels à l'élaboration de prévision de températures.

            - Les températures au sol et en altitude

Au sol comme en altitude, les masses d'air sont mobiles et sont les actrices principales dans l'évolution de notre temps partout dans le monde. Les masses d'air nous englobent en fait constamment et bougent justement en fonction de l'orientation et de la direction des flux d'altitude et de basses couches. Il est essentiel de consulter, de façon complémentaire à d'autres cartes, les cartes de températures à 500 hPa, 850 hPa et  les cartes de températures au sol. Les températures à altitude plus élevées sont souvent connus grâce aux radiosondages.

Il existe 4 grands types de masses d'air : les masses d'air froides et sèches, les masses d'air froides et humides, les masses d'air chaudes et humides et les masses d'air chaudes et sèches. Chacune d'elles sont localisées dans l'hémisphère Nord de la façon suivante ( en général ) :

Masses d'air froides et sèches : Russie, Sibérie et Europe Centrale en hiver

Masses d'air froides et humides : Pole Nord, Groenland, Islande en hiver comme en été

Masses d'air chaudes et humides : Océan Atlantique en hiver  ( elles sont dans ce cas douces ) comme en été, Açores

Masses d'air chaudes et sèches : Maghreb en été comme en hiver, Sahara, Moyen Orient en été.

C'est en fonction de la provenance de ces masses d'air que notre temps est défini et donc en fonction de l'orientation des flux. Prenons pour éclaircir tout ceci les 3 cartes types illustrant l'évolution des masses d'air à 500 hPa, 850 hPa et au sol; ces trois cartes de modèles suffisent en principe à l'élaboration de la prévision mais il est souvent nécessaire d'avoir recours à un radiosondage.

Carte à 500 hPa valable pour le Dimanche 20 Juin 2004 à 00hTU :

Nous nous intéresserons sur cette carte GFS qu'aux températures prévues à 500 hPa et par conséquent aux traits pointillés gris. Sur la France, la ligne des -20° à 500 hPa englobe une moitié Nord, la ligne des -25° frôle le Nord Pas de Calais tandis que sur la moitié Sud il est prévu entre -15 et -20° à 500 hPa. Le flux de Nord Nord Ouest prévu par ce modèle à échéance donnée pousse les masses d'air un peu plus fraîches pour la saison vers le Sud. Les températures les plus basses prévues à 5500 m accompagnent souvent les dépressions. Par exemple, l'air plus frais en altitude accompagne le talweg (zone de basse pression s'enfonçant entre deux zones de hautes pressions) situé au large du Québec avec -20° au centre du talweg. Cette carte à 500 hPa est surtout utile pour avoir une idée d'instabilité. En effet, plus la différence de températures entre les différentes couches d'atmosphère est grande, plus les chances de retrouver un temps instable sont élevées. Sur cette carte, la dépression qui tente de s'enfoncer vers le Sud apporte en altitude un air plus froid. Il est alors nécessaire de consulter les cartes de prévision de températures à 850 hPa :

A 1500 m environ ( 850 hPa ), considérons tout d'abord la direction du flux sur notre pays. Nous ne nous intéresserons qu'aux plages de couleur et aux lignes continues noires. A moyenne altitude, le flux est orienté Nord Ouest, nous voyons bien le centre dépressionnaire à 1500 m centré sur le Sud de la Norvège. Les masses d'air plus froides sont donc poussées vers notre pays et nous retrouvons des températures de l'ordre de 2 à 10° du Nord Ouest au Sud Est. Au sol, il est difficile de connaître exactement quelle sera la température. Cela peut en effet varier selon la saison. Néanmoins, l'écart de températures ( les radiosondages le certifieront ) n'est pas très important à l'échelle météorologique bien sûr entre 500 et 850 hPa. Nous apercevons enfin que par ce flux de Nord Ouest, les masses d'air chaudes sont repoussées vers leurs retranchements : Méditerranée et Afrique ou remontent en Europe de l'Est. Pour terminer avec cette carte, juste une remarque d'alimentation. Il est flagrant ici même que la dépression sur la Scandinavie est alimentée par de l'air froid sur son flanc Ouest et par de l'air plus chaud sur son flanc Est ce qui est la logique même dans l'hémisphère Nord des courants dépressionnaires et de leur vie. Si cette alimentation est coupée, la dépression ne circule plus et se comble. C'est sur ces cartes de températures qu'il est possible d'interpréter et de prévoir la vie future des centres d'action.

Avant d'en finir avec les cartes des modèle de températures, analysons celle des températures au sol pour la même échéance qui donne une idée de températures plausibles que nous ressentirons :

Les plages de couleurs sont les seules données que nous offre cette carte. Il n'y a donc pas grand chose à faire que d'observer. Sur le Nord Ouest, la prévision de températures sera donc comprise entre 4 et 6° et 10° sur le Sud Ouest. Ces cartes ont grandement besoin d'être ensuite remaniées par le prévisionniste en tenant compte de la couche nuageuse par exemple etc...

Il ressort donc que sur la moitié Nord, il est prévu à cette échéance : -20° envrion à 500 hPa, 3° environ à 850 hPa et 6° environ au sol par la donnée brute mais environ vraisemblablement 9 ou 10° de températures réelle au sol. L'instabilité serait donc peu marquée en raison des écartes de températures selon l'altitude peu flagrant. Ce n'est pas pour autant qu'il fera beau !

Depuis début 2004, le modèle GFS propose des températures au sol par région ou même par ville mais ce type de modèle a aussi grand besoin d'être "retouché" et de ne pas être pris à la lettre.

Autre type de modèle utile à la prévision des températures à 850 hPa : Nogaps.

Même principe que GFS, les lignes de couleur bordeaux indiquent les températures à 850 hPa. Sont également précisées la direction et les vitesses des vents.

Les modèles de températures sont donc de bons indices d'instabilité et de prévision de températures pures au sol.

Flux, températures à différentes altitudes, concentrons nous à présent sur le géopotentiel, incontournables pour la prévision.

               - Le géopotentiel

Disponibles sur Internet, les modèles ont chacun leur façon de présenter le géopotentiel. GFS, Nogaps et ECMWF ont tous trois des présentations différentes mais le principe est le même pour tous. Le géopotentiel sur les modèles est caractérisé par une unité de mesure qui est le décamètre. En terme physique et mécanique, le géopotentiel se défini par le travail d'une force qui est exercé en fonction de l'altitude. Dans le cas de la météorologie, la force en question s'avère être la pression. Prenons une carte GFS tout d'abord, il sera plus simple de s'appuyer sur un exemple concret :

Nous nous intéresserons sur cette carte de GFS aux plages de couleur qui vont du mauve au rouge écarlate. La ligne continue noire représente la ligne de géopotentiel 552 ou plutôt 5520 mètres. Ensuite, le géopotentiel minimum sur la carte est de 476 ou 4760 mètres et le maximum de 600 ou 6000 mètres. Comment comprendre cette carte ? Nous pouvons définir la notion de géopotentiel de la façon suivante :  nous retrouverons une pression de 500 hPa à l'altitude en décamètre qui correspond à la valeur du géopotentiel indiquée. En clair, par exemple sur le Sud de la France, il est prévu à l'échéance indiquée un géopotentiel d'une valeur d'environ 572 (couleur orangée). Cela traduit le fait que le niveau de pression 500 hPa se retrouvera à une altitude de 5720 mètres. Par conséquent, il est nécessaire de "monter" plus haut que "d'habitude" pour trouver une pression de 500 hPa ( le niveau "normal" 500 hPa se retrouvant à 5520 m ). Ceci permet d'affirmer la présence de hautes pressions aussi bien au sol si les isobares le montrent qu'en altitude. Dans le cas où les pressions sont faibles au sol et que le géopotentiel est assez élevé en altitude, nous avons affaire à une dépression de surface ou thermique. Dans le cas où les pressions sont élevées au sol mais que le géopotentiel est faible au sol, nous avons affaire à un anticyclone de surface ( c'est souvent le cas en hiver ). Les cartes à 850 hPa nous renseignent également sur le géopotentiel à 1500 m c'est à dire à moyenne altitude. Ce sont les lignes continues blanches qui permettent de visualiser ceci accompagné des nombre également en décamètre. Nous pouvons donc prévoir grâce aux cartes de géopotentiel, les pressions au sol, à moyenne altitude et à altitude élevée. Les prévisions d'orages et d'instabilité seront mieux appréhendées grâce à ces données.

Le modèle ECMWF élabore une carte propre de géopotentiel que voici :

Même principe avec le modèle ECMWF qui permet de visualiser correctement seulement le géopotentiel à 500 hPa. Cette carte n'analyse donc que la situation en altitude.

Nogaps possède aussi une autre "version" de présentation. La voici :

Nogaps n'utilise lui pas le décamètre comme unité de géopotentiel. Le principe est néanmoins le même qu'avec ECMWF et les autres modèles comme UKMO ou GEM, JMA...

Grâce au géopotentiel; dépressions thermiques, anticyclones de surface, instabilité etc sont mieux prévisibles.

Arrêtons nous à présent sur les gouttes froides. Les gouttes froides ou dépressions fermées d'altitude ou cut off low sont bien souvent responsables d'instabilité et de forte agitation. Ces dépressions d'altitude fonctionnent sur le même principe que les autres types de dépressions. Ellles se "baladent" n'importe où et causent une déstabilisation de masses d'air. Nous voyons une goutte froide sur le Québec sur le modèle GFS.

Les dépressions, l'instabilité etc... sont associées à des précipitations que les modèles numériques sont capables de prévoir plus ou moins bien selon la configuration.

Nous pouvons aussi associer à cette partie les cartes GFS mitwolken traduisant l'épaisseur de la couche nuageuse et les fameuses lignes 528, 510, 492 etc.. :

Les lignes de couleurs représentent les "frontières" entre les différents "types d'airs". La 528 délimite la possibilité de neige en plaine si les conditions sont réunis bien sûr. La 582 correspond à de l'air Saharien. Cette carte n'a pas grand intérêt en elle même si ce n'est d'essayer de prévoir les possibilités de neige en plaine ou l'épaisseur de la couche nuageuse.

                - Les précipitations, les fronts vus par les modèles

Tous les modèles hormis UKMO, ECMWF et GEM fournissent des cartes de prévisions de précipitations. Néanmoins, des dérivés d'UKMO donnent la possibilité de prévoir la localisation ou l'intensité des précipitations à venir. Nous essaierons donc de mieux comprendre le fonctionnement du modèle Bracknell et BOLAM.

Les modèles de précipitations sont très utiles mais il est nécessaire qu'ils soient le plus fiable possible pour ne pas prévoir tout et n'importe quoi. C'est la raison pour laquelle il convient de ne pas prendre au pied de la lettre les modèles de précipitations à longue échéance qui ne donnent qu'une banale idée de la tendance à venir. Tous les modèles de précipitations utilisent les mêmes unité : le millimètre. Ils peuvent différer seulement par l'échéance. GFS prévoit les cumuls pour 6h, Bolam pour 3 ou 12h, d'autres comme Dalam ou ETA prévoient pour des échéances plus ou moins faibles. Il n'y a aucune difficulté à comprendre ces modèles mais il convient plus que tout de les associer avec les autres cartes ( géopotentiel ou températures ) pour améliorer la fiabilité de la prévision.

Voici par exemple la carte de précipitation du modèle BOLAM 21 (vu qu'il existe une autre version de Bolam centrée sur l'Italie et la Méditerranée) :

Aucune difficulté à comprendre cette carte qui reflète la prévision pour une échéance donnée des cumuls de précipitations en 12H. Il est donc par exemple prévu entre 10 et 15 mm sur l'extrême Sud de l'Irlande. 

Nous ne nous attarderons pas sur les autres modèles de précipitations, le principe étant strictement le même.

Les précipitations sont associées à des fronts. Ces fronts, quelques modèles nous aident à mieux les prévoir, à mieux prévoir leurs trajectoires etc. Les modèles ECMWF, USAF mais surtout, le plus connu : Bracknell sont d'une utilité immense dans la prévision.

Sortant du MetOff, Bracknell est un produit dérivé du modèle UKMO. La compréhension de ce type de modèle n'est pas très difficile. L'interprétation l'est un petit peu plus.

Voici une carte du modèle Bracknell : 

Les fronts dessinés sur cette carte sont associés aux pressions au sol. L définissant les dépressions, H définissant les anticyclones. D'échéances en échéances ( de 12h en 12h pour ce modèle ), il est donc plus confortable de suivre la progression des systèmes perturbés, de suivre et de prévoir leurs trajectoires. Suivant les flux et les lignes de géopotentiel principales, nous pouvons avoir une idée des intensités de précipitations et de leur localisation. Nous pouvons également prévoir les fléchissements des températures après le passage d'un front etc... Ces modèles sont incontournables.

D'autres modèles comme USAF fournissent ce genre de données mais le principe étant également le même, il est inutile de développer.

Intéressons nous désormais aux modèles de prévision des courants verticaux, des jets et des vents sans oublier les énergies convectives. Nous terminerons par un exemple de prévision grâce aux modèles numériques.

                - Les courants verticaux, les énergies convectives

Les courants ascendants et descendants de l'air constituent la structure de base des nuages. Un courant vertical consiste en un mouvement continu de l'air vers le haut ou vers le bas. Ces mouvements à grande échelle s'étendent sur plusieurs milliers de pieds en altitude. La vitesse de ces courants est relativement constante, tout au plus varie-t-elle graduellement d'un niveau au suivant.

D'autre part, les rafales consistent en des discontinuités à petite échelle associées aux mouvements verticaux. Ces rafales ont une faible extension verticale et horizontale; ce sont elles qui provoquent la turbulence dans les nuages cumuliformes par exemple.

Les modèles numériques de prévision nous renseignent également sur cet aspect de la prévision d'orages. GFS est l'un des rares d'ailleurs :

Cette carte prend en compte deux choses : le géopotentiel à 700 hPa, qui suit le même principe que le géopotentiel à 500 ou 850 hPa. Le plus intéressant dans le domaine de la prévision d'orages sur cette carte reste les courants verticaux. 

Comment interpréter cette carte ? 

Nous nous concentrerons sur les plages de couleurs qui reflètent une prévision de variation de pression en une heure. En corrélation avec les courants verticaux, cette carte de prévision traduit la vitesse des courants ascendants ou descendants dans l'atmosphère. Plus la variation de pression en altitude sera importante, plus la vitesse des courants verticaux sera élevée. Les déplacements des centres d'action en altitude sont également mieux connus grâce à ce type de carte incontournable dans la prévision d'orages et d'instabilité. Les déstabilisations des masses d'air sont enfin mieux perçues. 

Autre outil indispensable pour la prévision d'orages : l'humidité présente en altitude. Cette humidité est un facteur déterminant dans le déclenchement potentiel d'orages, ce qui influera également sur leur violence.

Enfin les énergies de convection notamment le CAPE ( apport d'énergie potentielle de convection ) sont tout autant déterminantes dans la prévision d'orages mais les modèles ne sont fiables pour cela qu'à courte échéance.

GFS fournit également ce type de cartes : 

Nous avons tenu à prendre en compte une explication très perspicace d'un membre du forum Infoclimat (JeromeR28) :

Concernant la CAPE :lorsqu'une particule est soulevée du sol (à cause de la convection, par exemple), sa température baisse en suivant la courbe adiabatique sèche. Lorsque le niveau de condensation est dépassé, la particule, en continuant son ascension, continue à se refroidir, mais est obligée de libérer en permanence une partie de sa vapeur d'eau en forme liquide. La condensation provoque un dégagement de chaleur, appelé : libération de chaleur latente de condensation. Résultat : la particule ne suit plus la courbe adiabatique sèche, mais la courbe pseudoadiabatique, qui, elle, est plus inclinée vers la droite (matérialisant une baisse de température plus faible que celle d'une particule sèche ou humide). Il arrive que cette courbe coupe le profil thermique de la troposphère : ça matérialise le niveau de convection libre . La particule, si elle dépasse ce niveau, continue alors son ascension vers le haut, sans avoir besoin de convection, jusqu'à ce que sa température se retrouve plus froide que l'environement : c'est le niveau d'équilibre thermique, qui est théoriquement le sommet du nuage convectif. Maintenant, en gardant le même profil thermique de la troposphère, mais en augmentant l'humidité de l'air au sol, recommençons le parcours d'une autre particule. La température pseudopotentielle du thermomètre mouillé de ladite particule (température qu'aurait la particule étant ramenée à 1000 hPa en suivant la courbe pseudoadiabatique) est donc plus élevée. La courbe de température créée par cette particule ascendante est donc "plus à droite" que précédement, à partir du niveau de condensation. Nous avons donc partout dans la couche instable, une différence entre la température de la particule et celle de l'environnement plus forte... Le CAPE (calculé entre le niveau de convection libre et le niveau thermique) est directement lié à la différence de température de l'environnement et de celle de la particule. Dans le deuxième scénario, il est donc plus elevé.
En clair, une augmentation du rapport de mélange (ne pas condondre avec l'humidité relative) dans les très basses couches de l'atmosphère augmente la valeur du CAPE.
Concernant le Lift Index : le calcul est totalement différent, mais il repose à la base sur la température de la particule lorsque son niveau de condensation est atteint. Pour les mêmes raisons que précédement, pour un même profil thermique, une augmentation du rapport de mélange dans les très basses couches de l'atmosphère va provoquer l'abaissement de la valeur de l'indice.

Le modèle de prévision CAPE de GFS est donc d'une utilité remarquable dans la prévision d'orages mais attention, un CAPE élevé ne traduit pas forcément un risque d'orage fort. D'autres paramètres ( comme nous l'avons vu précédemment ) rentrent en compte !

Les vents et les jets sont aussi des paramètres importants dans la prévision d'orages...

                - Les vents et les jets

Tous les modèles ou presque nous livrent des cartes de prévisions des vents et des vents en altitude appelés parfois jets. Les prévisions de vents au sol se font en fonction du gradient isobarique et des courants d'altitude horizontaux. 

Voici une prévision de vent à 10 m du sol du modèle Nogaps, le principe étant le même pour les autres modèles :

Rien de particulier à comprendre sur cette carte, si ce n'est qu'elle est à prendre avec prudence vu la fiabilité assez mauvaise en général à long terme. Néanmoins, elle est complémentaire des cartes jets et des cartes de pressions à différentes altitudes. Les plages de couleurs correspondent à la vitesse des vents moyens en nœuds ( à vous de convertir si vous le souhaitez en km/h ). Les barrettes blanches correspondent aussi à la vitesse des vents sachant qu'une barrette correspond à 10 nœuds, une demi barrette à 5 nœuds et une double barrette à 50 nœuds. De plus la direction des vents est indiqué de par l'orientation de la barrette. Le côté le "plus long" correspond à la direction du vent. Le vent se dirige en fait de l'extrémité où sont accrochées les petites barrettes vers la deuxième extrémité de la longue barrette.

Le modèle ECMWF fournit également une carte de prévision des vents à 850 hPa en m/s de vent moyen :

En ce qui concerne les vents au sol, les modèles sont une bonne indication de prévision, à compléter néanmoins avec d'autres cartes de pression par exemple ou de jets.

Les modèles numériques nous offrent des cartes de vents à différentes altitude ( 200 hPa ) pour GFS par exemple !

Bon indicateur de la direction des vents à très haute altitude (200 hPA) ainsi que de leur vitesse, cette carte de prévision permet d'en savoir un peu plus sur les directions des centres d'action. La prévision de leur trajectoire peut se faire en partie grâce à ce type de carte. De plus, après analyse des différentes cartes à différentes altitude, il est possible d'avoir une petite idée du cisaillement ou des déstabilisations possibles des masses d'air. Si les courants d'altitude prennent des directions variables à des altitudes différentes, les flux pourront être modifiés, les cisaillements intensifiées et la prévision pour les précipitations ou la création de dépressions explosives par exemple pourra être plus aisée. La rapidité du jet est également un facteur très important. Nous ne nous attarderons pas sur les différentes cartes à différentes altitudes mais sachez que le principe est le même.

 

L'essentiel des différentes cartes disponibles sur le net est donc réuni sur cette rubrique. Il est tout de même bon de savoir qu'il existe d'autres modèles souvent très crédibles également.

                   - Quelques compléments

Il est aussi bon de savoir qu'il existe des modèles d'ensemble comme CEP ou ENS qui peuvent donner des informations capitales sur la fiabilité de la prévision.

Le modèle d'ensemble CEP est largement utilisé par Météo France pour élaborer les prévisions à plus de 3 jours :

Sur cette carte sont donnés des renseignements tels que pression prévue au sol et géopotentiel à 500 hPa. Les lignes noires correspondent aux pressions prévues au sol, les lignes rouges représentant le géopotentiel prévu en altitude. Le principe de lecture de ce modèle est strictement le même que les autres modèles même si la présentation diffère. Nous avons une idée grâce à cette carte de la fiabilité de la prévision.

GFS nous propose également différents scénarios regroupés sous forme de courbe. Ces scénarios, font partie du modèle d'ensemble ENS et permet ainsi de connaître un peu plus précisément la fiabilité de la prévision. Chaque scénarios sont envisagées pour des grandes villes :

Les différentes courbes de couleur représentent à gauche la température prévue par les différents scénarios à 850 hPa et à droite la pluviométrie. Plus les courbes sont rapprochées, plus la fiabilité est bonne. La courbe en gras, de couleur bleue représente le scénario que le modèle a choisi pour sa sortie. Même chose en bas pour les prévisions de pluviométrie.

Ce diagramme fournit également plusieurs données importantes par villes :

Ce diagramme prévoit tout d'abord la variation de pression ( coure bleue en haut ) ici pour Paris puis également la vitesse des vents moyens au sol accompagné de leur direction. Troisième ligne, les températures au sol, le windchill et l'humidex sont également prévus, ce qui ne sont que des données de confort. Les précipitations et l'humidité sont également présentées sur ce graphe.

Tous ces outils complémentaires peuvent apporter un plus à la prévision par villes ou dans la fiabilité de la prévision.

Vous avez désormais la possibilité d'essayer d'élaborer vos prévisions, petit à petit, en assimilant les différentes cartes présentées. Toutes les cartes de tous les modèles disponibles ne sont bien évidemment pas sur cette page mais l'essentiel se trouve ici. Vous avez la possibilité de consulter les prévisions de prévisionnistes amateurs d'Infoclimat en cliquant ici .

Vous pouvez également vous reporter à la rubrique modèles d'Infoclimat. Enfin toutes ces données sont disponibles sur ce site.