Au programme ce dimanche : prévisions pour la semaine et intelligence artificielle appliquée à la prévision numérique du temps.

AUJOURD'HUI :

Un trait commun au climat français s'observe aujourd'hui, entre un tiers nord-ouest sous les nuages et les averses, dans une atmosphère relativement fraîche, entre 17 et 21°C, et un tiers sud-est sous un franc soleil et des températures élevées, supérieures à 30°C, localement au-dessus des 35°C dans l'intérieur du Var.

(Cliquez sur les images pour les agrandir)
 

PRÉVISIONS :

Des averses circuleront sur une large moitié nord cette nuit et demain matin. Des orages les accompagneront du Massif central aux régions suisses. En cours de journée de lundi, d'autres averses, plus fortes et parfois orageuses, affecteront les régions allant des côtes de la Manche aux frontières belges, en passant par le Centre. Celles-ci se décaleront en cours de nuit de lundi à mardi vers les frontières allemandes et suisses.

Les températures du matin seront proches de 15°C sur le nord-ouest, entre 15 et 20°C sur la plupart des régions, proches et au-dessus de 20°C sur les façades est et méditerranéenne, peut-être aussi dans la vallée de la Garonne.
Celles de l'après-midi évolueront vers les 20°C sur le nord-ouest, 30 à 35°C près de la Méditerranée et le sillon rhodanien, 25-28°C sur l'Occitanie, les plaines du centre-est et d'Alsace, souvent proche de 25°C ailleurs.

Il y aura un peu de vent de SW sur les reliefs de la moitié est, Corse comprise.

Mardi, le temps sera perturbé sur le pays, avec des averses fréquentes qui s'évacueront lentement vers l'est. Elles pourront prendre un aspect orageux sur un quart nord-est. Une activité localement orageuse en altitude est possible en fin de nuit de lundi à mardi et début de matinée de mardi sur le golfe du Lion et entre Corse et continent, rafales soudaines possibles.

Les températures minimales baisseront, surtout sur la moitié sud où les 20°C ne concerneraient plus que les rivages méditerranéens. 15°C à 20°C des plaines aquitaines et occitanes et des vallées du Rhône et de la Saône jusqu'à celle du Rhin. Entre 12 et 16°C ailleurs, localement moins sur l'extrême nord.
Les maximales avoisineront les 20°C sur un tiers nord, 20 à 25°C sur la moitié ouest, 25 à 30°C près de la Méditerranée.

Le vent s'orientera progressivement au nord-ouest depuis les bords de Manche et de la mer du Nord. Il finira par souffler fort en Méditerranée.

Mercredi, une perturbation traverserait le pays, apportant des pluies et averses généralement faibles sauf près de la Grande bleue.

Les minimales oscilleront entre 10 et 15°C en général sur le pays, entre 15 et 20°C près de la mer méditerranéenne.
Les maximales s'établiraient entre 18 et 23°C le plus souvent, localement 25°C, et entre 25 et 30°C sur le sud-est. Quelques effets de foehn, haussant la température, sont possible sur le sud de PACA.

Mistral et Tramontane encore forts le matin molliront en cours de journée par l'ouest.

Jeudi, des pluies sont possibles près de la Manche et de la mer du Nord. Des orages sont possibles près des Pyrénées débordant peut-être sur le Languedoc.

Les températures remonteraient dès le matin et plus l'après-midi où les 30°C pourraient être franchis sur un tiers sud, voire jusqu'à une bande centrale du pays. Les 35°C s'approcheraient près des Pyrénées.

Le vent de suroît serait sensible en Manche et le vent de sud apporterait de l'humidité autour du golfe du Lion.

Vendredi, un tiers nord-ouest serait exposé à de nouvelles pluies. Un tiers sud-est cette fois (voire jusqu'en Alsace) bénéficierait d'un épisode orageux potentiellement actif, à confirmer et à définir plus précisément.

Les températures minimales seraient sans grand changement. Les maximales seraient plus homogènes sur le pays, généralement comprises entre 20 et 25°C, un peu plus en allant vers le sud, en raison d'une forte nébulosité et de précipitations fréquentes.

Suivant la sévérité des orages, des rafales sont possibles.

Pour le week-end, passages nuageux et averses alterneraient dans une masse d'air légèrement plus fraîche. En revanche, les températures repartiraient à la hausse sur le sud-est, surtout les minimales, grâce à un vent d'origine maritime.

MODÈLES et IA :

L'intelligence artificielle est très à la mode mais cela fait de nombreuses années que les centres météorologiques mondiaux travaillent sur le sujet afin d'améliorer les prévisions numériques, notamment sur la prévision immédiate (pluies, orages et évènements à forts enjeux) et sur les temps de calcul. En effet, ces équipes ont montré que certains composants modélisés par une IA (utilisation des GPU) permettait un gain allant jusqu'à un facteur 10 par un rapport à un schéma physique traditionnel (et utilisant des CPU). De plus, les vérifications des sorties IA sont très encourageantes.

Le 20 juin dernier, ECMWF publiait cet article consacré à cette thématique sur son site :
https://www.ecmwf.int/en/about/media-centre/science-blog/2023/rise-machine-learning-weather-forecasting

C'est l'occasion de montrer quelques cartes !
PANGU et FourCastNet sont des systèmes d'IA développés spécifiquement pour la météorologie respectivement par Huawei et NVidia.
PANGU : https://www.huawei.com/fr/news/fr/2023/huawei-devoile-pangu-weather
FourCastNet : https://arxiv.org/abs/2202.11214 (en anglais)

Voici les 3 sorties 0z pour vendredi à 0h (H120) : IFS HiRes classique, version FourCastNet, version PANGU

Globalement, on retrouve les principaux éléments : une dorsale sur l'Europe centrale, une dépression au sud de l'Islande et un thalweg pointant vers le sud.

En zoomant, on s'aperçoit que le thalweg aborde le golfe de Valence sur la version PANGU alors qu'il franchit le delta du Rhône sur la version FourCastNet. La version HiRes classique est intermédiaire, sur la Catalogne.
La version FourCastNet, au niveau du thalweg, est proche de la version 0z de GFS.

Cela a néanmoins des conséquences en haute altitude comme en basses couches, modifiant les développements des conditions orageuses.

Vent à 200 hPa et pression réduite au niveau de la mer :

Vent et géopotentiel à 850 hPa :

À échelle et échéance plus grande, pour la fin du topic, H192 :

Comparaison avec GFS 0z :

Une discussion autour de ces sujets a eu lieu sur ces topics des forums d'Infoclimat :

https://forums.infoclimat.fr/search/?q=machine%20learning&quick=1

Pour approfondir, quelques pistes de lecture :
« L’intelligence artificielle pour booster les prévisions en tout genre »
https://exploreur.univ-toulouse.fr/lintelligence-artificielle-pour-booster-les-previsions-en-tout-genre

« « Science des données » versus science physique : la technologie des données nous conduit-elle vers une nouvelle synthèse ? »
https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/geoscience/articles/10.5802/crgeos.24/

Pour le post-traitement des 2t et des rr24 :
https://www.nature.com/articles/s41598-022-11936-9 (en anglais, technique)

Pour les lecteurs intéressés, on pourra lire cet état des lieux (2014-2019) et la planification prévue (2020-2025) par ECMWF pour le développement d'IFS :
https://www.ecmwf.int/sites/default/files/medialibrary/2021-01/ecmwf-strategy-roadmap-to-2030-fr.pdf
https://www.ecmwf.int/en/elibrary/81155-ecmwf-scalability-programme-progress-and-plans (en anglais)