d'analogie constitué d'un seul point de grille (de coordonnées (5°E ; 47,5°N) pour le bassin de la Saône), critère d'analogie RMSE, 2900 situations retenues ;
– niveau 1 : mesure du géopotentiel à 1000 hPa à +12h et à 500 hPa à +24h, domaine d'analogie (-5°E/15°E ; 40°N/50°N), critère d'analogie TWS, 170 situations retenues ; – niveau 2 : mesure de la vitesse verticale à 850 hPa à +6h, +12h, +18h et +24h,
domaine d'analogie (2,5°E/7,5°E ; 45°N/47,5°N), critère d'analogie RMSE, 70 situations retenues ;
– niveau 3 : mesure du produit de l'eau précipitable par l'humidité relative à 850 hPa à +12h et +24h, domaine d'analogie constitué de quatre points de grille, critère d'analogie RMSE, 25 situations retenues.
Nous nous intéresserons ici aux paramètres de référence des niveaux 1 et 3 : ceux liés aux variables Z et TCW%.
bassin de la Saône (5°E ; 47,5°N).
Figure 8.1 : Classification de la direction du flux d'altitude à 500 hPa. La direction du flux est comprise entre la flèche pleine et la flèche discontinue, à l'exclusion de la direction définie par cette dernière.
Les situations cibles ne sont pas réparties uniformément dans ces classes, comme l'illustre le Tableau 8.1, dans lequel est reportée la proportion de situations cibles de la période de calibration appartenant à chaque classe. Ainsi les régimes de composante Ouest sont prédominants, tandis que les classes de composante Est sont peu représentées. Afin de caractériser la climatologie, la Figure 8.2 représente les distributions empiriques des précipitations (transformées, cf. section 2.2.2.3) obtenues sur la période de calibration et pour les situations appartenant à chaque classe de flux, pour le bassin du Doubs. Les classes de composante Ouest, notamment OSO et SOS, sont les plus pluvieuses ; tandis que celles de composante Est sont plus sèches. Pour ces classes, certaines situations présentent toutefois des cumuls pluviométriques importants (lames d'eau transformées supérieures à 0,8) : c'est en particulier le cas lors dune situation à retour d'est.
Tableau 8.1 : Proportion (%) de situations cibles appartenant à chacune des huit classes de provenance du vent à 500 hPa.
Classe de provenance du vent à 500 hPa mesuré à +18h
OSO SOS SSE SEE ENE NEN NNO NOO
Proportion (%) 25,0 13,6 4,1 3,3 5,1 9,1 16,7 23,3
Figure 8.2 : Distributions empiriques des précipitations observées sur le bassin du Doubs, d'une part pour l'ensemble des situations la période de calibration, et d'autre part pour les situations appartenant à chaque classe de flux.
Pour chacune des classes, la pertinence d'analogie des points de grille a été cartographiée.
La performance de prévision a été évaluée à l'issue du dernier niveau de sélection de la méthode A2, uniquement à l'aide du score CRPS afin d'analyser la répartition des zones pertinentes. Les cartes de pertinence sont représentées sur la Figure 8.3 pour chacune des huit classes prédéfinies.
En raison de l'échantillonnage (Tableau 8.1), il faut relativiser les résultats obtenus pour les classes les moins représentées (SSE, SEE et ENE). Cette cartographie de la pertinence d'analogie par classe révèle une forte liaison entre zone de pertinence et direction de provenance du vent d'altitude. En effet, pour les classes les plus représentées, la zone la plus pertinente se situe généralement en marge du bassin de la Saône et présente une forme étirée dans la direction de la provenance du vent. De plus, elle semble aussi être légèrement décalée dans l'espace par rapport au bassin. Ce décalage correspond à l'influence des systèmes dépressionnaires sur les précipitations à l'avant de ces derniers. Par exemple pour la classe OSO, dont la climatologie révélée sur la Figure 8.2 est très pluvieuse, le système dépressionnaire est généralement positionné au Nord-Ouest du bassin. La zone d'intérêt se situe alors en amont, au Sud-Est de ce système. En revanche, pour la classe ENE, plutôt représentative des situations anticycloniques (flux d'origine continentale), il n'y a pas de véritable cohérence. La répartition est plutôt homogène avec une zone de plus forte pertinence autour du bassin et sur l'Europe du nord. Cela traduit la présence récurrente, lorsque le vent a une composante principale Est, d'un anticyclone positionné à proximité du bassin ou au nord de celui-ci. Ces résultats témoignent de la sensibilité de la zone de plus forte pertinence au flux directeur.
Figure 8.3 : Cartographie de la pertinence d'analogie (CRPS), obtenue sur le bassin de la Saône, pour chacune des huit classes de provenance du vent à 500 hPa. Les flèches jaunes indiquent la direction moyenne du vent de chaque classe.
Nous avons donc optimisé ensuite le domaine d'analogie associé à chaque classe, en partant du point de grille le plus pertinent. Les domaines optimaux obtenus sont très
variables en fonction des classes considérées, donc fortement dépendants des situations cibles. Les domaines obtenus pour les classes OSO et SEE sont représentés sur la Figure 8.4.
Ils sont très différents, et celui de la classe SEE doit fortement dépendre de l'échantillon de situations cibles associées (seulement 3,3 % de l'effectif).
Figure 8.4 : Domaine optimal obtenu pour les classes OSO et SEE de provenance du vent à 500 hPa (trait plein), pour le bassin de la Saône. Le domaine fixe initial est également indiqué en trait discontinu.
Nous avons ensuite appliqué, pour chacune des situations cibles de la période de calibration, le domaine optimal associé à la classe à laquelle elle appartient. Le gain G de performance moyenne, obtenu par rapport à la méthode A2, s'élève à 0,75 % sur la période de calibration. Ce gain est donc faible par rapport à ceux obtenus jusqu'à présent.
Il nous semble toutefois intéressant de vérifier si le gain varie d'une classe à une autre. Les performances ont donc été évaluées pour chacune des classes et nous en avons déduit le gain G par rapport à la méthode A2 pour chaque classe de flux (Tableau 8.2).
Tableau 8.2 : Gain G (%) de performance, obtenu par rapport à la méthode A2 en fonction de la classe de flux, pour chaque sous-bassin et pour l'ensemble des bassins de la Saône. Les valeurs négatives sont indiquées en gras.
Classe de flux
OSO SOS SSE SEE ENE NEN NNO NOO
Doubs 0,97 1,77 0,63 0,87 1,43 2,31 -0,28 0,32
Petite S. 0,63 2,12 4,60 3,46 1,33 3,04 -0,82 0,43
Saône I. 0,45 1,38 -0,09 -1,12 1,92 1,65 0,42 1,12
Ensemble 0,68 1,75 1,71 1,07 1,56 2,33 -0,23 0,62
Pour l'ensemble des sous-bassins, les gains G s'avèrent positifs sauf pour la classe NNO. De manière générale, les gains diffèrent fortement d'un sous-bassin à un autre. Néanmoins, les scores associés aux sous-bassins sont souvent positifs, traduisant un certain intérêt d'appliquer un domaine spécifique à ces classes de flux.
Cependant, ce faible gain de performance n'a pas été conservé en validation, période sur laquelle on a mesuré un gain G négatif de -0,73 % pour l'ensemble du bassin de la Saône. Les gains G évalués par classe se révèlent très contrastés, dont certains sont largement négatifs,
à l'image de celui obtenu pour la classe SEE (-13,75 %).