Réduction des erreurs systématiques
Article mis en ligne le 16 octobre 2020
dernière modification le 22 février 2021

Réduction des erreurs systématiques

De nombreux efforts ont été entrepris ces dernières années pour améliorer la représentation des processus physiques dans les modèles de PNT et de climat, le plus souvent dans des cadres uni-colonnes. De nombreux travaux sont prévus dans les 3 axes de ce GdR pour poursuivre ces améliorations. Cependant, le passage vers les configurations 3D de ces modèles, éventuellement couplés à d’autres composantes du système Terre, demeurent un défi majeur à ne pas sous-estimer pour les développeurs de ces modèles :

  • Les améliorations mettent souvent à découvert des compensations d’erreurs qu’il est nécessaire de documenter, comprendre et corriger pour aboutir à des versions acceptables voire améliorées de ces modèles.
  • Le passage vers les configurations 3D exige un processus fin et complexe de calibration des paramètres incertains des paramétrisations, tant ceux associés aux développements introduits qu’à ceux des autres paramétrisations physiques des modèles.
  • Malgré tous ces efforts, les erreurs systématiques de ces modèles ont été pour la plupart extrêmement robustes à l’ensemble des développements qui ont été réalisés et implémentés dans les modèles globaux du CNRM et du LMD pendant les deux dernières décennies. Il est nécessaire de construire de nouvelles approches permettant à la fois de mieux comprendre ces erreurs et de les réduire.

Les erreurs systématiques des modèles de PNT et de climat concernent de nombreux aspects et régions du système climatique et de sa variabilité. Elles sont le plus souvent partagées par les différents modèles français, justifiant la recherche d’approches partagées et « sans couture ». Voici quelques-unes de ces erreurs, représentatives de la sensibilité de la communauté DEPHY, et qui recevront ou continueront de recevoir une attention particulière dans les années à venir :

  • Biais chaud des modèles couplés sur les bords est des océans et dans l’océan austral, mettant en jeu à la fois des problèmes de représentation de la couche limite et des nuages,
  • Représentation des nuages bas et de leurs effets radiatifs, aussi bien sous les tropiques qu’aux moyennes et hautes latitudes,
  • Biais chaud sur les continents des moyennes latitudes en été (Cheruy et al. 2014),
  • Représentation du climat des moyennes latitudes et de sa variabilité, notamment en termes de position des jets, de prévision des situations de blocage ou de prévision de la trajectoire et de l’intensité des tempêtes hivernales,
  • Représentation du climat ouest-africain et de sa variabilité, tant en termes de précipitation pendant la saison de mousson qu’en termes de températures de surface pendant la saison chaude de printemps,
  • Représentation de la distribution des précipitations, notamment de sa variabilité haute fréquence et de ses extrêmes.