Objectifs
Les prévisions météorologiques et environnementales
(PME) constituent l’un des plus importants succès technologiques et
sociétaux du siècle dernier. L’effet positif des PME sur la santé, la
sécurité et la compétitivité économique est mondialement reconnu. Les
bienfaits des applications des PME dans les régions polaires ont été
quelque peu retardés en raison de la priorité plus élevée des
prévisions dans les régions plus densément peuplées du sud. Les
préoccupations relatives à l’amplification du changement climatique
d’origine anthropique dans les régions polaires exigent une meilleure compréhension des
processus météorologiques et climatiques dans cette région afin
d’améliorer notre capacité à faire des prévisions quantitatives
fiables. L’Année polaire internationale
(API) offre l’important contexte international nécessaire à
une initiative menée par le Canada pour améliorer les capacités des PME
dans l’Arctique.
Le principal objectif de la TAWEPI
est de développer un système de prévision météorologique numérique (PMN) au cours de l’API. Le modèle expérimental proposé, appelé GEM-polaire, sera basé sur le modèle GEM régional d’Environnement Canada, qui est utilisé pour les prévisions météorologiques sur un ou deux jours. Cette initiative comprend des études sur la modélisation
et l’assimilation de données qui aideront à accroître nos capacités de
prévision météorologique et environnementale dans les régions polaires
ainsi qu’à améliorer notre compréhension de l’Arctique et son influence
sur le temps à l’échelle planétaire. Grâce à l’amélioration de nos
capacités de prévision du temps dans l’Arctique, la TAWEPI
profitera aux collectivités canadiennes partout dans l’Arctique.
TAWEPI et THORPEX
Créé en mai 2003 lors du 14ème «World Meteorological
Congress» sous les auspices de la comission des sciences atmosphériques de l'OMM, le programme international de recherche et développement THORPEX est une composante du World Weather Research Programme. Son objectif est d'atténuer l'impact social et économique des désastres naturels, en traduisant les prévisions météorologiques les plus précises dans des renseigements spécifiques à l'appui des processus décisionnelles.
TAWEPI
fait partie du réseau THORPEX-IPY, une collaboration entre plusieurs projets de différents pays dans le but de mieux utiliser les observations, d'améliorer la qualité de la prévision des événements météorologiques à grand impact, et de mieux comprendre les processus physiques et dynamiques dans des régions polaires.
Projets et chercheurs
S1. Un système de prévision météorologique numérique sur l'Arctique : le GEM-polaire (Jocelyn Mailhot - EC)
Le but de ce projet est de développer un système de PMN à l'échèle régionale, à une résolution horizontale de 15 km sur le basin Arctique et les régions voisines (voir image à gauche). Ce système sera une extension du modèle GEM régional utilisé présentement par le Centre Météorologique Canadien (CMC) pour les prévisions operationnelles à courte échéance.
S1.1 Neige et glace marine dans le GEM-polaire (Stéphane Belair, Pierre Pellerin, Paul Vaillancourt - EC)
Une attention particulière sera accordée aux processus de surface dans les régions nordiques, en incluant un modèle dynamique / thermodynamique de glace marine couplé aux courants océaniques du basin Arctique; une représentation optimisée des processus de neige et de l'interaction entre l'air et l'océan, à partir des modèles detaillés de la neige sur la glace, la tundra, les glaciers et la calote glacière.
S1.2 Nuages dans le GEM-polaire (Paul Vaillancourt - EC)
La
représentation des nuages, les interactions entre
les nuages et le rayonnement, ainsi que d'autres processus énergétiques dans les régions Arctiques seront améliorés, suite à l'introduction d'un nouveau schéma de transfert radiatif et à un traitement plus réaliste des propriétés optiques des nuages de glace.
S2. Assimilation de données et études de sensibilité : le rôle de l'Arctique (Louis Garand - EC)
S2.1
Sensibilité des prévisions météorologiques dans l'Arctique par raport
aux erreurs d'analyse dans les régions extra-tropicales et vice-versa (Mark Buehner and Ayrton Zadra - EC)
Ce projet vise à utiliser les vectors singuliers
(VS) pour déterminer les facteurs dominants dans les erreurs
de prévisions météorologiques pour les régions polaires. De plus, nous voulons étudier comment les
conditions météorologiques
de ces régions influencent la qualité des prévisions ailleurs sur le
globe pour les échelles de temps d'une journée à deux
semaines.
À partir des VS, on produira une climatologie de la sensibilté des
prévisions sur l'Arctique aux erreurs des conditions initiales et des
conditions frontières. Un outil basé sur les VS, dedié au développement
des grilles, des techniques de pilotage et de ciblage pour les modèles à aire limitée, sera aussi développé.
S2.2 Assimilation de données satellitaires de satellites en orbites polaires (Louis Garand - EC)Un étude d'impact, de l'assimilation des données des radiances spectrales infra-rouges des satellites AIRS et IASI,
sera réalisé dans ce projet. L'utilisation du modèle GEM-strato
(version globale stratosphérique du modèle GEM) permettra
l'assimilation des canaux dans la basse stratosphère.
S2.3 Stratospheric analyses (Saroja Polavarapu - EC)Dans
ce projet, une version du modèle GEM-strato avec une représentation des
processus chimiques sera utilisée pour génerer une série temporelle
d'analyses atmosphériques pendant l'API. Ces analyses vont contribuer à
l'archive du programme SPARC
(Stratospheric Processes and their Role in Climate), et s'ajouterons aux contributions de plusieurs centres météorologiques
majeurs.
L'archive en question sera maintenu par le centre de données SPARC, et
sera accessible aux chercheurs pour des futurs études climatologiques.
S3. Développement d'un modèle de glace marine (Greg Flato, Youyu Lu and Pierre Pellerin - EC)Une
meilleure représentation de la glace marine dans l'Arctique, suite au
couplage d'un modèle dynamique et thermodynamique detaillé de glace
marine (en incluant des courants océaniques éventuellement)
constitue une étape importante dans le développement du GEM-polaire. Ce
travail de couplage du modèle de glace marine a débuté sur le golfe du
St-Laurent, et sera étendu vers le domaine du GEM-polaire pour ainsi
inclure la plupart des régions nordiques normalement couvertes par la
glace, tel que le basin Arctique, la baie d'Hudson et la mer Labrador.
La
disponibilité et la haute qualité des analyses de glace marine,
utilisées comme conditions initiales aux prévisions, sont des aspects
essentiels de ce travail. Depuis mars 2007, un projet de production
d'analyses de glace marine à la résolution de 5 km sur l'archipel
arctique canadien est en cours. Ces analyses seront testées
dans le cadre du modèle GEM-polaire.
Documents
ContactAyrton Zadra (chercheur et coordinateur de TAWEPI)
Recherche en Prévision Numérique
Environnement Canada