Quando parliamo di previsioni del tempo, vengono in mente molte domande. Ecco alcune risposte dal nostro Data & Calcoli.

Come vengono effettuate le previsioni del tempo?

Le previsioni meteorologiche sono il risultato di simulazioni effettuate utilizzando modelli digitali su potenti supercomputer, in grado di eseguire fino a diversi miliardi di miliardi operazioni al secondo (1018 flop). Si tratta quindi di previsioni grezze, o “Previsions Numériques du Temps” (PNT in francese) e NWP “Numerical Weather Production” in inglese. Quello che noi chiamati “modelli numerici”, o “modelli meteorologici” nel linguaggio quotidiano, sono infatti complesse equazioni matematiche che descrivono i fenomeni fisico-chimici operanti sulla superficie degli la Terra, nell'atmosfera o negli oceani.

Tuttavia, per prevedere il tempo futuro, è essenziale conoscere al meglio il tempo presente. Questo è il motivo per cui i modelli numerici vengono inizializzati da un'analisi rappresentare lo stato noto e attuale dell'atmosfera, nel modo più accurato possibile. Per fare questo, i dispositivi di misurazione (radar meteorologici, mongolfiere, aerei, barche, stazioni meteorologiche e satelliti) osservano continuamente i parametri e raccolgono le informazioni utilizzate dai modelli. Questa stima del futuro stato atmosferico viene dedotta un processo chiamato assimilazione dei dati che consiste nel correggere una previsione precedente (bozza) con le osservazioni attuali e questo attraverso metodi sequenziali o di analisi variazionale.

Quali sono i limiti di queste previsioni?

Ad oggi, e nel mondo, solo pochi paesi (Regno Unito, Germania, Stati Uniti, Canada, Francia, Russia, Giappone, Australia...), consorzi (Aladin, Hirlam, Harmonie... ) e più recentemente le aziende, hanno un proprio modello digitale. Il Global Forecast System (GFS) prodotto dal Centro nazionale americano per la previsione ambientale (NCEP), l’Integrated Forecast System (IFS) prodotto dal Centro europeo per le previsioni meteorologiche a medio termine (ECPMMT), ARPEGE o AROME prodotto da Météo-France, ICON calcolato dal DWD tedesco, sono modelli che possono prevedere lo stato dell'atmosfera fino a 15 giorni, con risoluzioni che vanno da 1 a 25 km a seconda dei modelli.

Tuttavia, nonostante il miglioramento delle conoscenze e la maggiore potenza di calcolo dei computer negli ultimi anni, nessun modello unico è attualmente in grado di fornire previsioni. perfetto, anche se le previsioni a breve e lungo termine hanno fatto notevoli progressi negli ultimi 20 anni.

In effetti, le osservazioni meteorologiche rimangono insufficienti e le rappresentazioni dei processi fisici nell'atmosfera o negli oceani sono imperfette. L'atmosfera stessa ha un comportamento caotici, gli errori, anche piccoli, commessi all'inizio della simulazione numerica aumentano esponenzialmente nel tempo, e possono portare a previsioni molto diverse, talvolta anche dopo poche ore.

Ecco perché anche le previsioni meteorologiche numeriche più sofisticate diventano significativamente più efficienti quando ad esse viene applicata la competenza, prima di essere diffuse al pubblico. utenti finali.

Come vengono sviluppate le previsioni METEO CONSULT?

L'utilizzo di modelli digitali consente di soddisfare le crescenti esigenze degli utenti in tutto il mondo. Tuttavia, la natura caotica dell'atmosfera è una caratteristica intrinseco che ci sfugge. Ogni scenario fornito dai modelli rappresenta quindi uno stato dell'atmosfera possibile ma sempre ipotetico.

Sulla base di questa constatazione e della convinzione basata su 35 anni di esperienza, METEO CONSULT privilegia un approccio probabilistico che non mira più a concentrarsi su un unico scenario (approccio deterministico), ma su più scenari basati su diversi modelli cosiddetti “set”. Questo insieme di scenari permette di rappresentare al meglio i diversi possibili stati di l'atmosfera.

Abbiamo così costruito un'architettura informatica in grado di elaborare continuamente grandi volumi di dati provenienti da numerosi modelli digitali e osservazioni in tutto il mondo. Tra tutti gli scenari disponibili, un algoritmo statistico, sviluppato dai nostri esperti meteorologici, costruisce uno scenario METEO CONSULT multi-modello. Questo scenario unico è rappresentativo del gruppo contenente il maggior numero di simulazioni con proprietà simili (clustering), consentendo così di isolare lo scenario più probabile. Lo associamo all'affidabilità misurare il grado di fiducia che si può riporre in esso, rispetto ad altri cosiddetti scenari minoritari (meno probabili, ma comunque possibili).

I dati grezzi di questo scenario multi-modello vengono quindi trasformati in dati esperti grazie all'implementazione di:

• modellazione terrestre delle posizioni previste sulla superficie del globo (calcoli su dati georeferenziati, sistema informativo geografico [GIS]);
• metodi statistici per la correzione automatica degli errori e l'elaborazione di previsioni probabilistiche (stima di forti venti, nebbie o temporali, nozione di affidabilità del previsione) ;
• simulazioni numeriche specifiche (WRF-ARW, WW3);
• tecniche di downscaling che tengano conto degli effetti di rilievo per previsioni fini in prossimità delle coste;
• punteggi per verificare la qualità giornaliera delle nostre previsioni rispetto alle osservazioni.

Questa competenza, unica di METEO CONSULT, permette di offrire al nostro pubblico previsioni ad alto valore aggiunto, con affidabilità ottimizzata, sia per le cosiddette condizioni meteorologiche sensibili (vento, raffiche, nuvole, pioggia, umidità, sole, ecc.) così come altri parametri più tecnici destinati ai professionisti.

Come si traduce questa esperienza in pratica?

METEO CONSULT dispone di un proprio sistema di previsioni meteorologiche digitali, sviluppato dai nostri ingegneri dati e meteorologici.

Questo sistema completo (atmosferico, terrestre o oceanico) offre un'ampia gamma di previsioni su tutte le scale di tempo e spazio, con l'obiettivo di soddisfare al meglio i nostri utenti (da nowcasting alle previsioni stagionali, con risoluzione più precisa nelle aree sensibili).

Il nostro sistema di previsioni meteorologiche è il seguente:

• un primo scenario (Meteolive) è dedicato alla previsione immediata (nowcasting) delle prossime tre ore. Si basa su una moltitudine di dati di osservazione (radar, satelliti, stazioni meteo, boe, imbarcazioni) per fornire un dettagliato monitoraggio temporale e spaziale in tempo reale dei fenomeni meteorologici (venti, raffiche, temperature, nubi, pioggia, temporali, ecc.).
• un secondo scenario METEO CONSULT (ENSembliste Court Terme - ENSCT) fornisce previsioni terrestri deterministiche e probabilistiche (rischio di nebbia, pioggia o addirittura temporali) a breve termine termine (da 1 a 3 giorni) sulla Francia, con una risoluzione che va da 2,5 km in pianura a 1 km in montagna.
• un terzo scenario METEO CONSULT (ENSembliste Long Term - ENSLT) fornisce previsioni terrestri deterministiche e probabilistiche a lungo termine (fino a 15 giorni) per la Francia, ma anche sul resto del mondo, con una risoluzione di 25 km.
• finalmente uno scenario marino specializzato (ENSembliste MARine - ENSMAR) per i marinai fornisce previsioni marine (fino a 15 giorni), con una risoluzione di 25 km in oceano aperto, stringendo a poche centinaia di metri vicino alla costa francese.

Come vengono utilizzati i diversi scenari degli altri modelli?

Offriamo ai nostri utenti un comparatore di modelli con, da un lato, le previsioni del modello METEO CONSULT e, dall'altro, le previsioni di tre modelli globali ampiamente utilizzati. modelli diffusi e ad accesso aperto come ARPEGE*, GFS**, IFS*** e modelli regionali come AROME* e LaMMA**** che beneficiano di risoluzioni più precise che consentono una migliore integrazione degli effetti di sito particolarmente marcato in prossimità delle coste. Lavoriamo molto sulla freschezza delle “corse” (aggiornamento) per fornire le informazioni più aggiornate. Altri modelli arricchirà in seguito questo comparatore.

Questo strumento didattico consente di misurare sia il valore aggiunto delle previsioni dei nostri esperti rispetto a quelle di altri modelli, ma anche di comprendere meglio le possibili divergenze. scenari in cui la situazione meteorologica è meno affidabile.

Ma la qualità del servizio offerto ai nostri utenti si basa anche sui nostri esperti che sono ancora molto umani e con ormai 35 anni di esperienza nel settore. Infatti, monitorano, analizzano e descrivere le situazioni meteorologiche quotidiane nei nostri media o durante i briefing e fornire ai nostri utenti affidabilità e sicurezza.

*modelli prodotti da Météo-France (Francia) **Global Forecast System, modello prodotto dal NCEP (Stati Uniti) *** Integrated Forecast System, modello prodotto dal CEP (Centro Europeo per la Previsioni) **** scenario dal modello atmosferico WRF, configurato dal Consorzio LaMMA