L'ouragan Florence se dirige vers la côte américaine, au plus fort de la saison des ouragans.

Les ouragans peuvent causer d'immenses dégâts en raison des vents, vagues et pluie, sans parler du chaos alors que la population en général se prépare à des conditions météorologiques extrêmes.

Ce dernier devient plus pertinent, alors que les dommages monétaires causés par les catastrophes ont tendance à augmenter. La croissance de la population et des infrastructures côtières, ainsi que l'élévation du niveau de la mer, contribuent probablement à cette augmentation des coûts des dommages.

Il est donc d'autant plus impératif de diffuser des prévisions précoces et précises au public, ce à quoi les chercheurs comme nous contribuent activement.

Faire des prédictions

Les prévisions d'ouragan se sont traditionnellement concentrées sur la prévision de la trajectoire et de l'intensité d'une tempête. La trajectoire et la taille de la tempête déterminent les zones susceptibles d'être touchées. Faire cela, les prévisionnistes utilisent des modèles – essentiellement des logiciels, fonctionnent souvent sur de gros ordinateurs.

Malheureusement, aucun modèle de prévision n'est systématiquement meilleur que les autres modèles pour faire ces prévisions. Parfois, ces prévisions montrent des chemins radicalement différents, divergent sur des centaines de kilomètres. D'autres fois, les modèles sont en accord étroit. Dans certains cas, même lorsque les modèles sont en accord étroit, les petites différences de trajectoire ont de très grandes différences d'onde de tempête, les vents et d'autres facteurs qui ont un impact sur les dommages et les évacuations.

Quoi de plus, plusieurs facteurs empiriques dans les modèles de prévision sont déterminés soit dans des conditions de laboratoire, soit lors d'expériences isolées sur le terrain. Cela signifie qu'ils ne représentent pas nécessairement entièrement l'événement météorologique actuel.

Donc, les prévisionnistes utilisent un ensemble de modèles pour déterminer une gamme probable de trajectoires et d'intensités. Ces modèles comprennent les modèles mondiaux du système mondial de prévision de la NOAA et du Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme.

Le FSU Superensemble a été développé par un groupe de notre université, dirigé par le météorologue T.N. Krishnamurti, au début des années 2000. Le Superensemble combine la sortie d'une collection de modèles, donner plus de poids aux modèles qui montraient des événements météorologiques passés mieux prédits, de tels événements cycloniques tropicaux de l'Atlantique.

La collection de modèles d'un prévisionniste peut être agrandie en peaufinant les modèles et en modifiant légèrement les conditions de départ. Ces perturbations tentent de rendre compte de l'incertitude. Les météorologues ne peuvent pas connaître l'état exact de l'atmosphère et de l'océan au moment du démarrage du modèle. Par exemple, les cyclones tropicaux ne sont pas assez bien observés pour avoir suffisamment de détails sur les vents et la pluie. Pour un autre exemple, la température de surface de la mer est refroidie par le passage d'une tempête, et si la zone reste couverte de nuages, ces eaux plus froides sont beaucoup moins susceptibles d'être observées par satellite.

Amélioration limitée

Durant la dernière décennie, les prévisions de piste se sont régulièrement améliorées. Une pléthore d'observations - à partir de satellites, les bouées et les avions volés dans la tempête en développement - permettent aux scientifiques de mieux comprendre l'environnement autour d'une tempête, et à leur tour améliorer leurs modèles. Certains modèles se sont améliorés jusqu'à 40 pour cent pour certaines tempêtes.

Cependant, les prévisions d'intensité se sont peu améliorées au cours des dernières décennies.

C'est en partie à cause de la métrique choisie pour décrire l'intensité d'un cyclone tropical. L'intensité est souvent décrite en termes de vitesse maximale du vent à une hauteur de 10 mètres au-dessus de la surface. Pour le mesurer, les prévisionnistes opérationnels du National Hurricane Center de Miami regardent le maximum, vitesse moyenne du vent sur une minute observée en un point donné du cyclone tropical.

Cependant, il est extrêmement difficile pour un modèle d'estimer la vitesse maximale du vent d'un cyclone tropical à un moment donné dans le futur. Les modèles sont inexacts dans leurs descriptions de l'état global de l'atmosphère et de l'océan au début du modèle. Caractéristiques à petite échelle des cyclones tropicaux - comme les gradients brusques de précipitations, les vents de surface et la hauteur des vagues à l'intérieur et à l'extérieur des cyclones tropicaux ne sont pas capturés de manière aussi fiable dans les modèles de prévision.

Les caractéristiques atmosphériques et océaniques peuvent influer sur l'intensité des tempêtes. Les scientifiques pensent maintenant qu'une meilleure information sur l'océan pourrait offrir les plus grands gains en termes de précision des prévisions. L'énergie stockée dans la partie supérieure de l'océan est particulièrement intéressante et la façon dont elle varie en fonction des caractéristiques de l'océan telles que les tourbillons. Les observations actuelles ne sont pas suffisamment efficaces pour placer les tourbillons océaniques au bon endroit, ils ne sont pas non plus efficaces pour capturer la taille de ces tourbillons. Pour les conditions où l'atmosphère ne limite pas sévèrement la croissance des ouragans, cette information océanique devrait être très précieuse.

Pendant ce temps, les prévisionnistes recherchent des métriques alternatives et complémentaires, comme la taille des cyclones tropicaux.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.