The weather models war will take place [Update]

I relayed in December 2018 an excellent issue publié sur le blog de nos amis de Geogarage, who make a permanent duty of a press review of the best foreign articles concerning cartography, meteorology, et plus généralement tous les sujets liés à la navigation maritime. En voici une traduction librement adaptée et commentée en français.

The new American weather model shone during Hurricane Lane

Il est bien établi que le modèle météorologique européen IFS (¹) the European Center for Medium-Range Weather Forecasts (²), produit en moyenne les prévisions météorologiques les plus précises au monde. Pendant des années, le modèle américain Global Forecasting System (GFS), géré par le National Weather Service de la NOAA (³) , ne s’est classé que troisième.

Le rang de « mauvais élève » du modèle GFS américain a attiré l’attention du Congrès, which has appropriated money to the Weather Service to improve USA’s weather modeling on multiple occasions. Déjà, après le cyclone « Sandy » en 2012, whose final trajectory upon New York had been only anticipated by the European model, le Congrès américain avait, by an additional budget, enabled the NWS to make big progress with successful start to the GFS redesign early 2015 (⁴).

In addition, l’administration américaine has stated that building the best prediction model in the world is a “top priority.”.

Le futur modèle de prévisions GFS-FV3

Une nouvelle analyse des performances du modèle pendant Hurricane Lane, which unloaded historic amounts of rain on Hawaii’s Big Island, shows that the Weather Service may be making progress.

Le NWS a mis au point une nouvelle version du GFS, connue sous le nom de FV3 (Finite Volume Cubed-Sphere dynamical core), which it touts as “its next-generation global prediction system”. While still considered experimental, the FV3 produced the most consistently accurate predictions of Lane's track. Le NWS a affirmé :

« Nous avons obtenu un tableau du service météorologique affichant les erreurs de suivi pour chacun des modèles à différents moments. Track errors tend to be large for forecasts of the storm’s position several days into the future, mais elles diminuent avec le temps. ” data.

• Le FV3 a produit les prévisions les plus précises (ou les plus faibles erreurs de trajectoire) faites entre quatre (96 hours steps) et cinq (120 hours steps) jours dans l’avenir. Il était au coude à coude avec les prévisions du modèle européen et du National Hurricane Center dans les 72 premières heures.
• Le modèle européen ECMWF comportait de grosses erreurs dans ses prévisions à quatre et cinq jours, mais il a montré le talent pour lequel il est connu à moins de 72 hours steps (3 days).
• Le modèle britannique MET, qui est le deuxième modèle le plus précis au monde, géré par le bureau britannique Met Office à Exeter, est resté à la traîne des performances des prévisions des modèles européens, Hurricane Center and FV3 at all times.
• The current operational version of the US model GFS practically had the worst prediction of performance at every step.
• Le modèle américain HWRF, qui est un modèle spécialisé pour les ouragans, also performed poorly, se classant avant-dernier. Certaines de ses données d’entrée proviennent du GFS, ce qui explique pourquoi les deux modèles ont eu des performances comparativement médiocres.

Although the FV3’s results were very promising for Hurricane Lane, they reflect just one very limited case. Pour être convaincu que ce nouveau système de modélisation pourrait réduire l’écart avec le modèle européen, we will need to see such performance repeated, storm after storm and in everyday weather situations, from the tropics to the poles.

[Update 12 June 2019] Ce mercredi 12 June, le modèle GFS-FV3 vient d’être annoncé comme opérationnel.

Credit NOAA

The FV3 dynamical core divides the atmosphere into small cubes arranged on a grid and computes the changes in winds and pressure within each cube as part of a model's forecast. Models using the FV3 have the capability to zoom in on storm systems to improve predictions. Here, we see a satellite image of Hurricane Sandy with a stretched version of FV3's cubed sphere grid, zoomée sur l’ouragan.

–––
(¹) Integrated Forecast System, couramment appelé CEP
(²) En anglais : European Center for Medium-Range Weather Forecast (ECMWF)
(³) U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration
(⁴) New GFS grid 0.25° model

–––