Validation and some properties of meteorological ensemble prediction systems

Validation et étude de quelques propriétés de systèmes de prévision météorologique ensemblistes

Frédéric Atger (1)

1 Météo-France

Probabilistic meteorological forecasts based on ensemble prediction systems are evaluated. The resolution and reliability components of the decomposition of the Brier score are used for quantifying the performance. Probabilistic forecasts based on operational ensembles are compared to those obtained from a single model run, through a statistical scheme. « Poorman ensembles », consisting of a few deterministic forecasts run in different operational centres, are evaluated too. The conditions for a realistic estimation of the performance of ensemble based probabilistic forecasts are also investigated. The spatial and interannual variability of the reliability implies a strong stratification of the data, that is not always possible with available samples limited in size. Another, essential issue is the categorization of forecast probabilities, required for achieving the decomposition of the Brier score.

Les travaux présentés portent sur l’évaluation de prévisions météorologiques probabilistes issues de systèmes de prévision d’ensemble. Les principaux critères utilisés sont les termes de résolution et de fiabilité du score de Brier. Les prévisions issues de systèmes opérationnels sont comparées à celles obtenues par des méthodes statistiques à partir de l’intégration unique d’un modèle de prévision. On s’intéresse également à des systèmes de prévision d’ensemble consistant à regrouper les prévisions issues de quelques centres opérationnels. Les conditions requises pour une estimation réaliste de la performance de prévisions issues d’un ensemble sont examinées par ailleurs. La variabilité spatiale et temporelle de la fiabilité impose une stratification des données que ne permettent pas toujours les échantillons de taille réduite disponibles pour la vérification. Un autre problème essentiel est celui de la catégorisation des probabilités prévues, qui permet la décomposition du score de Brier.

Mots clés: Brier score; uncertainty; probabilistic forecasting; forecast quality; ensemble prediction; forecast verification

Mots clés: prévision d’ensemble; prévision probabiliste; qualité des prévisions; score de Brier; incertitude; vérification

Domaines: Météorologie; Océan, Atmosphère

Frédéric Atger. Validation et étude de quelques propriétés de systèmes de prévision météorologique ensemblistes. Météorologie. Université Toulouse III - Paul Sabatier, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01377830⟩