 |
L’objectif est de reconstituer les conditions météorologiques des évènements cycloniques de la saison 2017 dans les Antilles en les simulant par l’intermédiaire de modèles météorologiques numériques à haute résolution. La reconstitution des évènements avec des modèles à très haute résolution (AROME 1.3 km, WRF 280 m, WRF 30 m) n’est possible qu’a posteriori : les coûts de calcul pour ces simulations ne permettent pas de les utiliser en temps réel. Elles ne peuvent donc être utilisées en opérationnel lors d’un évènement cyclonique. Cependant ces reconstitutions fines et réalistes peuvent aider à la prévention des risques (par exemple pour l’identification des zones d’accélération de vent et du facteur d’accélération associé). |
- Modélisation des vents et des pluies
Les observations météorologiques ayant arrêté de fonctionner sur les îles de Saint-Martin et de Saint-Barthélémy avant le passage de l’oeil du cyclone Irma, le modèle opérationnel de Météo-France AROME 2.5 km a été complété par des simulations de modèles à plus fine résolution : le modèle en mode recherche Arome 1.3 km et le modèle WRF ARW (280 m, 90 m, 30 m). Le modèle WRF ARW a été préalablement validé avec les données d’observation des stations de Météo-France pour les rafales et les cumuls de pluie induits par l’ouragan Maria sur l’archipel de la Guadeloupe.
AROME 2.5 km modélise avec une grande précision les structures pluvieuses des cyclones avec de légères erreurs de position des centres des cyclones, principalement aux échéances supérieures à 30 heures.Il représente également de manière très réaliste certaines sous-structures telles les deux bandes pluvieuses s’enroulant autour du coeur de Maria, l’une touchant la Dominique et l’autre atteignant l’Est de la Martinique.
Les vents simulés correspondent aux estimations. Les cumuls de pluie sont cohérents avec les observations radar. Il faut toutefois noter les limites des images de réflectivité radar : plus le phénomène est éloigné du radar (ici situé en Guadeloupe), plus les précipitations sont sous-estimées.
AROME 1.3 km modélise très bien la trajectoire et l’intensité des cyclones de 2017. Il représente les champs d’intérêt (vents et pluie) de manière plus réaliste que AROME 2.5 km, en se rapprochant des valeurs extrêmes de vent moyen (295 km/h relevés dans l’après-midi du 05 septembre) ou de rafales (321 km/h enregistrés par une station non officielle de Saint-Barthélémy) lors du passage de Irma.
Le modèle WRF ARW, validé par les observations météorologiques de Maria en Guadeloupe, permet par sa résolution de 280 m de mieux représenter les violentes rafales du mur de l’oeil du cyclone Irma. WRF a ainsi retrouvé des valeurs de pression et de vents très proches des valeurs observées : 924 hPa de minimum de pression simulé contre 914 hPa observé au coeur du cyclone, des valeurs maximales de vent soutenu de 80 m/s comme estimées par le NHC, ainsi que des rafales instantanées simulées dépassant 110 m/s quand les observations moyennées sur 3 secondes se situent entre 80 et 100 m/s le 06/09/2017 à 11 h locales.
Ces simulations ont également confirmé que l’île de Saint-Barthélémy, située sur la trajectoire du centre du cyclone d’après les observations radar, a été impactée par les plus violentes rafales d’Irma. L’île de Saint-Martin a subi les effets du cadran Nord-Ouest de l’oeil, moins actif.
Les simulations à 30 m de résolution du modèle WRF ARW ont quant à elles permis de représenter les effets locaux de chacune des deux îles sur les vents et les pluies cycloniques (relief, occupation des sols) et d’identifier les zones d’aléas cycloniques à l’échelle d’un quartier.
Alors que les cumuls de pluie simulés à 30 m de résolution semblent très peu influencés par la topographie, les rafales induites en mer (360-380 km/h) par Irma sont fortement perturbées par le relief des îles de Saint-Martin et de Saint-Barthélémy. En effet, les crêtes génèrent un resserrement des lignes de pression et d’importants mouvements ascendants à l’origine des valeurs instantanées supérieures à 460 km/h sur l’île de Saint-Barthélémy. Cette gamme de rafales correspond aux valeurs records mesurées dans les tornades les plus puissantes (512 km/h en 1999).
- Modélisation des états de mer
Les états de mer ont été reconstitués à l’aide de SCHISM-WWM, un modèle numérique état-de-l’art couplé courants-vagues, qui permet de travailler avec des grilles à résolution variable, et donc de bien représenter les hauts-fonds, les barrières de corail ou encore l’inondation à terre, tout en gardant des temps de calcul raisonnables. Des levés bathymétriques ont été réalisés dans le cadre du projet TIREX pour compléter les données déjà disponibles (SHOM, GEBCO), et descendre à des résolutions de 10m sur certains sites. Les résultats indiquent que les littoraux exposés à l’Est ont été les plus touchés, avec des hauteurs significatives de vagues ayant dépassé les 10m au large des côtes au vent de Saint-Martin et Saint-Barthélemy. A titre d’exemple, la partie occidentale de la baie de Grand-Case a été dévastée par des houles beaucoup plus énergétiques que la partie orientale, plus protégée des houles d’Est, qui elle a été relativement épargnée.
