La prévision numérique opérationnelle à Mercator Océan

La prévision numérique opérationnelle à Mercator Océan

Le principe de la prévision numérique est de partir d'un état initial connu de l'état de l'océan, appelé analyse pour aboutir à une prévision de cet état dans le futur. Dans la chaîne opérationnelle, l'analyse est le processus qui consiste à corriger l'état initial du modèle en le contraignant par les données d'observation : c'est le processus d'assimilation de données.

La prévision est le processus qui, basé sur la connaissance de cet état initial fait "tourner" le modèle dans le futur jusqu'à l'échéance de prévision. Elle s'appuie donc uniquement sur le modèle, forcé alors par les conditions atmosphériques prévues. Dans les systèmes Mercator, l'échéance de prévision est de 14 jours, alors que l'échéance la plus lointaine de prévision pour les forçages est de 10 jours (échéance des prévisions météorologiques du Centre Européen de Prévision à moyenne échéance (ECMWF). Passé ce délai, on laisse persister les forçages atmosphériques du dixième jour, en les faisant tendre lentement vers des valeurs moyennes.

Dans les configurations actuelles de Mercator, un jeu d'analyses et de prévisions est effectué chaque semaine. Chaque mercredi (temps J0), les opérations se déroulent de la façon suivante :

  • L'étape d'analyse : Le modèle part de J0 - 14 (14 jours avant J0) d'un état analysé sauvegardé la semaine précédente et va jusqu'à J0, inclus. Les observations sont assimilées une fois par semaine pour obtenir une analyse à J0-7, et une analyse à J0. L'état de l'océan est sauvegardé une fois par jour et moyenné sur la journée.
  • L'étape de prévision : La prévision part de J0 + 1 et va jusqu'à J0 + 14 inclus. L'état de l'océan est sauvegardé une fois par jour, moyenné sur la journée. Ces champs sont issus du modèle numérique seul (pas d'assimilation).

Chaque semaine les systèmes produisent donc : 14 jours d'analyse et 14 jours de prévision.

Le cycle Mercator peut être décrit de cette façon :

Cycle assimilation

Dans la réalité opérationnelle, les observations de l'océan recouvrant la semaine de J0-7 à J0 ne sont pas toutes encores disponibles pour le processus d'assimilation au temps J0 : il existe en moyenne un décalage d'une semaine pour que les données nous parviennent (acquisition depuis la source, transferts, traitements, validations). Ceci est le cas des données altimétriques mais aussi des données in situ.

Au temps J0, on dispose en revanche du nombre maximum et optimal d'observations océaniques pour la période de J0-14 à J0-7, et l'analyse à JO-7 sera donc la meilleure analyse que l'on pourra effectuer avec le système pour cette date. La série de J0-14 à J0-7 est ainsi appelée la "série meilleure estimation" ou best estimate. Elle représente en effet la meilleure connaissance possible que l'on ait de l'état de l'océan.

Si l'on reproduit ce schéma sur 3 semaines, on voit que la série "meilleure estimation" se décale dans le temps d'une semaine à l'autre :

Best estimate