Amélioration des prévisions météorologiques au Sénégal avec le modèle WRF.

Abstract

La prévision du temps est d’une importance capitale pour les secteurs de développement comme l’agriculture, l’élevage, la pêche, etc. Les prévisions météorologiques reposent sur les modèles numériques qui simulent l’évolution de l’atmosphère. La gamme d'échelles spatiales impliquée rend particulièrement complexe la modélisation de la mousson africaine. Les modèles de prévision du temps représentant l'ensemble du système de mousson utilisent des mailles grossières (typiquement 20 à 300 km de résolution) et doivent donc représenter la convection nuageuse par des « paramétrisations ». Beaucoup de progrès ont été faits ces dernières années dans le développement de ces paramétrisations et, par conséquent, les modèles sont capables de représenter de façon relativement correcte les caractéristiques moyennes du système de mousson. Ces modèles ont en revanche été très peu évalués dans leur capacité à représenter de façon réaliste les systèmes convectifs de méso-échelle. Dans cette étude, nous avons utilisé WRF qui est un modèle à aire limitée. Nous avons testé plusieurs combinaisons de paramétrisations physiques disponibles. L'objectif principal de ce travail est d'obtenir la meilleure configuration possible du modèle de prévisions météorologiques (WRF) pour simuler les précipitations au Sénégal. Pour ce faire, nous avons utilisé les analyses GFS comme données de forçage. Des expériences de simulation s'étalant sur 24 heures (entre 06TU de J et 06TU de J+1) ont été réalisées pour les journées météorologiques du 05 septembre 2020 et du 02 août 2021 correspondant à des jours où de fortes précipitations ont été enregistrées. Une approche imbriquée a été utilisée avec un premier domaine à une résolution de 36 km couvrant l'Afrique de l'Ouest, un deuxième domaine à une résolution de 12 km et un troisième domaine couvrant le Sénégal à une résolution de 4 km. Les expériences sont réalisées en considérant huit configurations du modèle WRF qui combinent les paramétrisations physiques suivantes : la convection des cumulus, la microphysique, le rayonnement, la couche limite de surface et la couche limite planétaire. La performance du modèle WRF est évaluée en comparant les résultats aux données d’observation ENACTS et de 66 stations et postes pluviométriques. L'analyse des résultats du modèle indique que toutes les combinaisons physiques sont en bon accord avec les observations. Il a été aussi mis en évidence que les précipitations sont fortement sensibles aux schémas de cumulus. Les résultats suggèrent que le choix des schémas de microphysiques et de modèle de surface, ont moins d’impact sur les précipitations simulées par rapport aux schémas de cumulus. Parmi les configurations qu’on a testées, celle associant le schéma de cumulus G3D, le schéma de microphysique Thompson et les schémas de modèle de surface Noah MP LS a donné de meilleurs résultats pour le Sénégal.