Défis futurs

Au niveau international, la demande grandissante pour des prévisions précises d'événements météorologiques et environnementaux a vu une attention significative accordée aux investissements dans la prévision numérique du temps. Ceci est particulièrement vrai dans la communauté européenne et aux États-Unis. La communauté internationale a offert au Canada des opportunités importantes de collaboration. Cependant, le Canada est responsable des prévisions des événements météorologiques d'importance à l'intérieur de ses frontières, incluant notre région arctique, environnementalement sensible.

Les demandes courantes et grandissantes de notre programme de recherche en PNT incluent :

• L'amélioration de l'exactitude des événements à petite échelle : les activités de R et D en PNT demanderont d'une résolution accrue du modèle, une meilleure extension dans la verticale, ainsi que des processus physiques plus sophistiqués. Ceci dans le but d'augmenter l'exactitude des prévisions à toutes les échelles et à toutes les échéances de prévision, en support du système d'avertissements de temps violent du SMC.
• La prévision d'ensembles : la partie non déterministe de la prévision de temps à toutes les échelles et toutes les échéances demande d'être quantifiée à l'aide d'ensembles pour augmenter l'utilité des prévisions, spécialement dans la demande grandissante de prévisions probabilistes dans le domaine des systèmes de décision opérationels pour la gestion des ressources économiques, agricoles et industrielles.
• La prévision environnementale : La prévision environnementale (PE) fournit les liens entre la terre, l'océan et l'atmosphère. La science derrière la prévision environnementale joue son rôle en nous aidant à comprendre et à faire face : aux problèmes environnementaux (ex. les urgences environnementales, le déclin, l'invasion et l'adaptation des espèces), aux problèmes économiques (ex. les pertes de forêts dûes au feu, aux insectes et aux maladies), aux problèmes sociaux (ex. la cartographie des zones inondables, la spécification de désign pour le détournement de rivières et les barrages afin de réduire l'impact des inondations) et aux problèmes politiques (les changements climatiques, l'exportation d'eau en vrac, le trou d'ozone).
• Quatre exemples récents : on a demandé au SMC de procéder à l'élaboration de politiques pour un programme fédéral météorologique routier afin de réduire la quantité de sel sur les routes au Canada; il y a présentement beaucoup de pression pour exploiter un modèle couplé atmosphère-hydrologie pour la prévision du flux des rivières dans le but d'évaluer les risques d'inondation et d'épidémie; les agriculteurs auront besoin de prévisions horaires des vents, de la précipitation et de la température à cause des nouvelles techniques de micro-agriculture (irrigation, épandage d'insecticides); l'industrie du transport maritime aura besoin de connaître quel trajet minimisera la consommation de carburant lors de leur entrée dans les eaux glacées du golfe du St-Laurent durant l'hiver.

La diversité des applications en PE va demander des ressources significatives dans le couplage du modèle de PNT du SMC (GEM) avec les autres modèles environnementaux et les outils d'aide à la décision.

• Mesure de la performance : les systèmes de PNT sont devenus beacoup plus complextes avec les années en termes de modélisation, d'informatique et de diversité des données venant du réseau d'observation. La mesure de la performance est une partie du programme de recherche de la division de la recherche en météorologe qui prend une importance grandissante; ceci implique la validation d'un système de PNT par l'exécution de cycles d'assimilation avec une série (ensemble) de prévisions. Ces études de sensibilité sont faites dans le but d'estimer l'impact de chaque groupe de changements dans les processus dynamiques et physiques, ainsi que les observations, incluant l'optimisation du réseau d'observation (visant l'impact maximum avec un minimum de ressources).
• Un système moderne d'assimilation de données dépend grandement du modèle de PNT qui le gouverne; ceci est particulièrement vrai pour l'assimilation 4D. RPN a achevé avec GEM, durant la dernière décennie, la formulation et l'implantation d'une stratégie unifiée de modélisation et d'assimilation de données (qui n'a pas d'équivalent international) pour s'attaquer à ces défis stimulants avec des ressources optimales.
  

RPN est maintenant arrivé à un carrefour important dans sa stratégie de recherche et développement avec GEM :

1. Une composante du modèle est spécialisée dans la prévision à moyen et à long terme, ceci implique une modélisation globale avec un progiciel approprié de processus physiques et d'assimiliation de données variationnelle.

2. La seconde se spécialise dans la modélisation imbriquée à très court terme et à très petite échelle à l'échelle régionale/urbaine.

3. La troisème activité implique le couplage de modèles atmosphériques avec une variété d'autres modèles physiques et biologiques (prévision environnementale).

La première activité est essentielle pour supporter le futur plan de recherche en assimilation globale de données du Canada, plan qui lui aussi est essentiel au système de PNT opérationnel d'avertissements météorologiques du SMC. Cette première activité était jusqu'à maintenant le point central de la recherche à RPN. Les deux autres activités de recherche voient leur importance grandir sous la pression du nouveau mandat du SMC. Le succès de la seconde activité dépend essentiellement de la qualité de la première activité, puisque les nouvelles stratégies de modélisation régionale seront pilotées par le modèle global de PNT de l'AEPD. Même si le SMC demeure à l'avant-plan international de la recherche et développement et modélisation régionale, il reste plusieurs questions non résolues sur lesquelles nous devrons nous arrêter. Veuillez noter qu'une avancée significative dans ces deux domaines d'activités entraînera des impacts importants dans la troisième activité, la prévision environnementale. Le futur d'un système de prévision environnementale basé sur la science demeure dans le plan-cadre d'un système de pointe de PNT.