Qui mène la danse dans la prévision météo à un mois ✛

Original: "An Earth-System-Oriented View of the S2S Predictability of North American Weather Regimes"
arXiv:2409.08174 · 2024-09-12 · CC BY 4.0 · 2 min
L'atmosphère, l'océan et les terres émergées aident tour à tour à prévoir le temps sur des échéances allant d'une semaine à deux mois.

Imaginez un orchestre qui joue sans chef. D'abord, les cuivres se font entendre, puis les cordes, et parfois le percussionniste se met en solo. C'est un peu comme cela que le temps au-dessus de l'Amérique du Nord se comporte : l'atmosphère, l'océan et les terres émergées prennent tour à tour le premier rôle lorsqu'il s'agit de prévoir le temps sur une échéance allant d'une semaine à deux mois.

Les régimes de temps sont des configurations stables de la circulation atmosphérique qui déterminent si l'hiver sera doux ou si l'été sera pluvieux. Il en existe quatre, auxquels s'ajoutent les jours sans régime marqué. Les scientifiques ont entraîné des modèles informatiques, chacun recevant des données provenant d'une seule source : par exemple, la température de l'océan ou l'humidité du sol. Cela a permis de comprendre lequel des « musiciens » est le plus important à différentes échéances.

Au cours des deux premières semaines, l'atmosphère joue le rôle principal. Elle évolue rapidement et garde en mémoire son état récent. Mais à la huitième semaine, l'océan et les terres émergées la rattrapent, car ils changent lentement et conservent l'information plus longtemps.

La saison influence aussi l'équilibre des forces. En hiver et en été, il est plus facile de prévoir le temps qu'au printemps et à l'automne, car l'atmosphère reste plus souvent bloquée dans un même régime. Pour certains régimes, l'océan est plus important ; pour d'autres, c'est la glace de mer ou l'humidité du sol. Si les météorologues savent quelle source d'information est primordiale dans une situation donnée, les prévisions à un mois deviendront plus précises.

La fréquence du régime « Aucun régime » varie de 18 % en hiver à 44 % en été, ce qui rend les prévisions estivales particulièrement difficiles : l'atmosphère se trouve plus souvent dans un état de transition sans structure à grande échelle bien définie.

Dans le roman de Kim Stanley Robinson « Quarante signes de pluie », des scientifiques tentent de prévoir les changements brusques des régimes météorologiques dus à l'arrêt du Gulf Stream. Cette recherche fait écho à cette idée : elle montre quels composants lents du système terrestre peuvent servir d'indicateurs précoces des changements de régimes de circulation.

F1 = 2 \times \frac{\text{Precision} \times \text{Recall}}{\text{Precision} + \text{Recall}}
Moyenne harmonique de la précision et du rappel, utilisée comme métrique cible lors de l'optimisation des hyperparamètres
Scientifiques
Ludwig BoltzmannHenri PoincaréJohn von NeumannJosiah Willard Gibbs
Notions
spring predictability barrier Forecast lead prévision seasonal cycle NOAA CPC NOAA PMEL / TAO Westerly wind burst seasonal forcing IRI Southern Oscillation North Atlantic Oscillation El Niño ENSO TAO/TRITON moorings forecasting météorologie spatiale natural variability predictability Jin-Timmermann model climat