Les reliefs montagneux ont une influence majeure sur les processus atmosphériques, ils sont donc un élément clé à prendre en compte dans l'élaboration des prévisions météorologiques. Les modèles numériques de prévision sur lesquels s'appuient les prévisionnistes représentent les montagnes avec une précision variable, mais en constante amélioration.
Vallées, pentes, crêtes, plateaux, sommets, cols... l'orographie joue un rôle fondamental dans la détermination des conditions météorologiques. D'une part, les montagnes provoquent des différences importantes dans l'ensoleillement, donc dans la quantité d'énergie solaire qui atteint le sol, et ce même à une distance de quelques centaines de mètres. D'autre part, leur présence force le déplacement de masses d'air qui ne peuvent évidemment pas les traverser : les vents sont donc contraints de franchir ou de contourner les montagnes, des processus qui se déroulent aussi bien à l'échelle de quelques mètres qu'à celle de centaines de kilomètres.
Tout cela a un impact important sur les différents paramètres météorologiques que les modèles cherchent à prévoir. Ces modèles, qui cherchent à reproduire le plus fidèlement possible le système terre-atmosphère, doivent impérativement représenter au mieux le relief. Cela est particulièrement crucial pour un pays largement montagneux comme le nôtre.
Chaque modèle numérique doit donc intégrer une carte topographique lors de la simulation des processus atmosphériques. Cette représentation des montagnes doit toutefois être simplifiée, lissée, sans quoi il y aurait trop de données : le modèle ne pourrait pas les intégrer.
Nos nouveaux modèles de prévision ICON-CH1 et ICON-CH2 ont une résolution spatiale de 1,0 et 2,1 km respectivement. La figure ci-dessous montre comment l'orographie du Valais est représentée par ces deux modèles, ainsi que par le modèle ICON-EU dont la résolution spatiale est d'environ 7 km.
Les différences sont notables : alors qu'ICON-EU n'est pas en mesure de représenter certaines vallées mais se contente d'esquisser les principales caractéristiques orographiques, les deux autres modèles parviennent à aller nettement plus loin dans le détail. Par exemple, ICON-EU n'esquisse même pas le val d'Anniviers, tandis que ICON-CH1 va jusqu'à suggérer le vallon d'Arpitettaz.
Une plus grande résolution spatiale du modèle, et donc une meilleure représentation de l'orographie, correspond généralement à des prévisions plus précises, mais cela se fait au détriment de l'étendue temporelle et spatiale de la prévision. Ainsi, le modèle ICON-CH1 produit une prévision jusqu'à 45 heures, ICON-CH2 et ICON-EU jusqu'à 120 heures. Et le modèle ICON-CH2 calcule des prévisions sur un domaine comprenant la Suisse et seulement une partie des pays voisins, tandis que ICON-EU opère sur un domaine 25 fois plus grand s'étendant de l'Islande à l'Iran !
L'extension de la prévision ICON-CH1-EPS au-delà de deux jours ou sur un domaine grand comme l'Europe serait tout simplement trop lourde en termes de calcul. Il faut donc faire des compromis, et accepter qu'un modèle de haute précision ne pourra pas aller très loin dans le temps.
Les modélisateurs analysent systématiquement les différences entre les modèles à différentes résolutions spatiales et leur performance par rapport à différents événements météorologiques afin de comprendre quel est le gain réel en termes de prévision. Les prévisionnistes, quant à eux, gardent un œil sur les prévisions des différents modèles afin d'avoir une vue d'ensemble de tous les scénarios de prévision possibles, en évaluant chaque fois les prévisions d'un modèle selon les forces et faiblesses de ce dernier.