MINISTÈRE DE L’ÉCOLOGIE, DU DÉVELOPPEMENT DURABLE ET DE L’ÉNERGIE
CONSEIL SUPÉRIEUR DE LA MÉTÉOROLOGIE
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L’utilisation de plusieurs modèles climatiques ; 3/ L’apport de la prévision saisonnière par rapport à la connaissance
du climat des 20 dernières années, dite « méthode fréquentielle ».
Les critères agro-climatiques retenus pour l’évaluation sont constitués de six stades agronomiques, de huit variables
hydriques et de six variables thermiques. Pour pouvoir évaluer les différentes simulations réalisées avec la prévision
saisonnière au travers de scores statistiques, une approche déterministe doit être envisagée en utilisant la médiane de
l’ensemble des prévisions (cas des modalités 1 et 2). La modalité 3 fait uniquement appel à l’approche probabiliste.
Pour la majorité des indicateurs et pour toutes les variables, les résultats déterministes montrent l’intérêt d’utiliser une
approche multi-modèles, ainsi que d’appliquer une méthode de descente d’échelle. Le couplage « Multi-modèles Q-Q 4
mois » présente les meilleurs scores, avec des biais en diminution et un coefficient de corrélation élevé qui reflète une
certaine capacité à correctement prévoir les variables agro-climatiques futures. Néanmoins, les variables hydriques
présentent des scores globalement médiocres. Une analyse détaillée des résultats montre une segmentation
géographique avec des scores sensiblement meilleurs dans la zone Nord, comparativement à la zone Sud, illustrée par
une augmentation du biais au fur et à mesure de la simulation. La qualité des simulations des variables hydriques ou
thermiques est fortement liée à la nature de celle-ci, qui se traduit dans certains cas par une mauvaise représentation de
la distribution des valeurs par rapport à la référence, en partie imputable à l’approche déterministe choisie.
Une difficulté supplémentaire réside dans le fait que ces variables prennent en compte les stades phénologiques, eux-
mêmes issus de la prévision du modèle de culture.
L’évaluation probabiliste permet de caractériser l’information apportée par la prévision d’ensemble. Compte tenu de la
variabilité des résultats obtenus pour les variables hydriques et thermiques mise en évidence avec les scores
déterministes, seuls les stades phénologiques seront évalués de cette manière. Si l’on classe les prévisions obtenues par
ordre croissant, on peut ensuite les répartir en trois catégories, chaque prévision ayant la même probabilité d’appartenir
à l’une d’entre elles. La catégorie médiane correspond aux prévisions « normales », tandis que les deux catégories
opposées sont respectivement constituées des prévisions « inférieures » et « supérieures » à la normale. Seules ces deux
catégories de prévisions sont évaluées, appelées « tercile inférieur » et « tercile supérieur ». Ils représentent les cas les
plus « marquants » des prévisions obtenues.
A l’exception des stades de fin de cycle, les prévisions sont globalement de meilleure qualité avec la prévision
saisonnière. Au-delà de quatre mois, les prévisions issues de la méthode fréquentielle fournissent une information plus
intéressante. ce type d’évaluation une distinction marquée des scores entre les régions Nord et Sud, en faveur de la
région Nord.
Une dernière approche a consisté à regarder la performance de la prévision saisonnière à l’échelle annuelle via le calcul
d’anomalies standardisées et non plus de manière globale sur la période 1981-2005. Les années atypiques (définies
selon les cas où la prévision dépasse un seuil calculée à partir de l’écart-type de la distribution des prévisions) sont
identifiées pour chacun des deux systèmes de prévision (la prévision saisonnière et la méthode fréquentielle) et ensuite
comparées aux années atypiques réellement observée (en utilisant la référence). De manière générale, la capacité de
chacune des deux systèmes de prévision est équivalente. Les années dites « extrêmes » (ou des événements très rares se
produisent) restent difficilement identifiables.
Au final, la qualité de notre système de prévisions d’ensemble, basé sur l’utilisation de données issues de la prévision
saisonnière du temps apparaît correcte si l’on utilise une approche multi-modèles, si l’on applique une méthode de
descente d’échelle et si l’on se limite à ne prévoir que les variables situées dans les quatre premiers mois après la date
d’initialisation de la simulation. L’approche probabiliste est à privilégier si l’on veut exploiter l’intégralité de
l’information apportée par la prévision saisonnière. Malgré tout, elle ne surpasse pas toujours le calcul fréquentiel.
Selon les régions où sont situés les sites et la catégorie de variables étudiées, les résultats varient avec généralement de
meilleurs scores pour la région nord.
Ces premiers résultats intéressants demandent à être confirmés via l’utilisation de prévisions issues de systèmes
opérationnels comme EUROSIP, qui nous permettrait de bénéficier des dernières avancées de la recherche dans ce
domaine et d’accroître la taille des simulations disponibles. On passerait ainsi de 45 membres dans le projet
ENSEMBLES (cinq modèles fournissant chacun neuf membres) à près de 200 (quatre modèles fournissant chacun 51
membres). De cette manière, on améliorerait la prise en compte des différentes sources d’incertitudes des systèmes de
prévision, tout en utilisant des modèles climatiques plus performants que lors de leur utilisation dans le projet
ENSEMBLES (résolutions affinées, système climatique plus complexe et donc plus réaliste...).
Didier Marteau remercie Nicolas Canal pour son exposé et la qualité de son travail. Philippe Touchais trouve très
intéressante cette présentation des premières applications de la prévision saisonnière à l’agriculture. François Brun
demande en particulier si la variabilité peut être expliquée par chacun des modèles. Nicolas Canal explique que les
résultats sont ici présentés obtenus avec un seul modèle, ceux-ci sont améliorés en considérant les expériences multi-
modèles. Ainsi, Grégoire Pigeon précise que l’ensemble des modèles permet de récupérer la totalité des incertitudes.