Par une notification corrigée le 23 décembre 2014 (¹), le NWS (National Weather Service) de la NOAA a annoncé une importante mise à jour de son modèle GFS de prédictions météorologiques devant être effective à la mi-janvier 2015. En fait, ce modèle est partiellement disponible à titre expérimental depuis début décembre.
Rappel
Le Global Forecast System (GFS) est un modèle de prévisions météorologiques produit par les National Centers for Environmental Prediction (NCEP) dépendant du NWS. Des dizaines de variables (²) atmosphériques et de terrain sont disponibles à travers cet ensemble de données, depuis les températures, les vents et les précipitations jusqu’à l’humidité du sol et la concentration de l’ozone atmosphérique. Le monde entier est couvert par le modèle GFS actuel avec une résolution horizontale de 27 km entre points de grille jusqu’à 10 jours. La résolution horizontale est de 70 km pour les prévisions entre une semaine et deux semaines. Le modèle GFS est un modèle couplé, composé de quatre modèles distincts (un modèle atmosphérique, un modèle océanique, un modèle terrestre, et un modèle de glace de mer), qui concourent ensemble pour donner une image exacte des conditions météorologiques. Des modifications sont régulièrement apportées au modèle GFS pour améliorer la performance et la précision des prévisions. Les données maillées sont disponibles par téléchargement via les serveurs NOMADS (National Operational Model Archive and Distribution System) et largement utilisées par les développeurs d’applications dans le monde entier.
Nouveau modèle GFS / Global Spectral Model V.12.0.0
Le National Centers for Environmental Prediction (NCEP) a mis à jour le système GFS d’analyse et de prédiction mondiale, ce qui inclut, parmi de très nombreuses améliorations :
- Modification des composants du modèle
- Accroissement de la résolution horizontale
- Ajout d’une sortie des données sur grille horizontale de 0,25 degrés
- Ajout de nouveaux champs de données
- Modification des conventions d’appellation des produits
- Modification de l’actualisation des produits
- Modification de l’impact sur les modèles en aval
De nombreuses autres améliorations concernent l’acquisition et l’assimilation des données, et en particulier des données d’observation satellite, la prise en compte de nouvelles variables en surface (terrestres et océaniques), la modélisation, les rythmes des calculs, etc.
La résolution du modèle est doublée :
- Augmentation de la résolution horizontale pour le premier segment de la prévision réduite de ≈27 km à ≈13 km, avec une prévision étendue de 192 heures à 240 heures.
- Augmentation de la résolution horizontale pour le deuxième segment réduite de ≈84 km à ≈35 km, avec une prévision de 240 heures à 384 heures.
Analyse
Une analyse comparative retrospective du nouveau modèle GFS par rapport au modèle courant, et également au modèle Européen du ECMWF, focalisée sur certains évènements météorologiques sensibles, comme le cyclone « Sandy », a été présentée par le NCEP (³). Elle a pu mettre en évidence les résultats suivants :
- Amélioration des résultats de qualification des précipitations.
- Amélioration de la trace des ouragans dans l’Atlantique et le Pacifique Ouest, mais détériorée dans le Pacifique Est.
- Erreurs d’intensité des ouragans réduites dans tous les bassins.
- Erreurs de trajectoire des tempêtes réduites aux latitudes moyennes.
- Réduction de la tendance de la température moyenne mondiale dans la haute troposphère. Données de vents améliorées, vents troposphériques renforcés mais vents stratosphériques légèrement affaiblis.
- Amélioration du taux de corrélation d’anomalie de la surface 500 hPa à la fois dans les hémisphères Nord et Sud.
Il est intéressant de noter que le NCEP, dont la précision des modèles avaient montré des lacunes face à celles du ECMWF dans la trajectoire du cyclone Sandy en octobre 2012, avec les conséquences dramatiques que l’on sait, a mis les bouchées doubles pour rattraper son retard.
Nouveau produit de sortie GFS au format natif GRIB-2 :
- Grille horizontale de 0,25° (15 MN), échéances de 0 à 240 heures (0 à 10 j.) par pas de 3 heures, et de 240 à 384 heures (10 à 16 j.) par pas de 12 heures.
- Les modèles à moyenne résolution de 0,5° et 1° utilisent désormais les mêmes caractéristiques (échéances et pas).
- Le modèle basse résolution de 2,5° est prévu pour être abandonné à court terme car très peu utilisé.
- Format de sortie natif GRIB-2, et non plus GRIB-1 converti.
La mise à disposition opérationnelle de ces nouveaux produits est estimée autour de la mi-janvier 2015 (⁴). Elle est en phase de test depuis début décembre 2014.
Quelles améliorations pour la navigation de plaisance ?
La disponibilité du fichier GRIB du nouveau modèle GFS avec une maille de 0,25° (15MN), et donc une densité de données quatre fois supérieure au modèle 0,5°, va incontestablement apporter une réelle amélioration des prévisions mondiales, particulièrement dans les zones côtières et les bassins fermés (Mer Méditerranée, Mer Baltique) ou l’incidence des données terrestres est importante. L’intégration de nouvelles données pertinentes comme les données de vents par satellite, une vitesse d’acquisition des données accélérée, une meilleure prise en compte de certaines variables comme celles issues de l’analyse des glaces ou encore de la surface des sols, contribuent à l’amélioration globale du modèle. De plus, la répercussion sera également sensible sur les modèles à mailles fines WRF, eux-mêmes impactés par le modèle GFS.
Comparaison GFS 0,5° et 0,25° sur côtes Atlantique
Cela promet donc un progrès sensible des prédictions mondiales pour les navigateurs, grâce à une diffusion gratuite par l’administration américaine. En attendant toujours la mise à disposition publique des prévisions du centre européen de météorologie, mais c’est une autre histoire… (⁵)
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(¹) Technical Implementation Notice 14-46 corrigée
(²) Jusqu’à 366 données réparties sur 64 niveaux d’altitude.
(³) www.emc.ncep.noaa.gov/GFS/ppt/GFS%20implementation_Q1FY15_review_v4.pptx
(⁴) http://www.nco.ncep.noaa.gov/pmb/products/gfs/index.shtml.upgrade
(⁵) Plaidoyer pour des données européennes libres
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Bonjour,
Bravo pour votre Blog… Je ne suis pas dans la galaxie Apple, mais je m’y intéresse. Dans votre introduction, vous écrivez : « Le monde entier est couvert par le modèle GFS actuel avec une résolution horizontale de 27 km »
Sauf erreur de ma part, la résolution est de 0,5° soit 30 milles soit environ 57 km… S’agit il d’une faute de frappe ??? ou me goure-je ???
Cordialement
Michel
La résolution horizontale de 27 km, qui vient d’être réduite à 13 km, concerne le modèle interne d’élaboration des prévisions appelé GDAS. Le modèle GFS à 0,5° ou 0,25°, issu en partie du GDAS, concerne la sortie au format GRIB pour un usage public.
Les américains ont imposé le GPS au détriment de Glonass et Galileo, en étant les premiers à le rendre son utilisation gratuite pour le grand public. Ils font pareil maintenant avec les données meteo. Peut-être vont-ils aussi continuer avec les cartes marines ? Cela commence déjà avec les cartes du NOAA.
C’est dommage que la France et l’Europe soient en retard sur ce sujet.
J’ai aussi pu tester ce modèle avec W4d android. C’est super à terre, en mer un peu moins les fichiers sont beaucoup plus gros que le GFS classique. Au départ des Marquises, une situation météo un peu difficile pour aller sur Tahiti. 3 dépressions, la seconde classée cyclone de niveau 1. Par la suite elle s’affaiblira, la troisième va même se combler, mais avant de partir une prevision d’une telle finesse pour 10 jours, couvrant le monde entier, rien de mieux actuellement et en cas de doute, en mer je reviens au bon vieux GFS, et puis surtout vivement qu’Olivier l’implémente sur la version IOS de W4D.