Application de systèmes de prévision océanique dans des ports du Canada et leurs approches

Des systèmes de prévision océanique portuaire (SPOP) ont été mis au point pour six ports hautement prioritaires au Canada (havre de Vancouver, fleuve Fraser, Kitimat, havre de Saint John, estuaire du Saint-Laurent et détroit de Canso) afin d’appuyer la navigation électronique dynamique et les interventions en cas d’urgence maritime. Les configurations des SPOP sont basées sur une configuration technique de base commune. La conception et la configuration de chaque SPOP ont été examinées et généralement jugées appropriées aux fins prévues, dans les limites indiquées ci-dessous. La capacité des six SPOP à reproduire les conditions réelles a été évaluée par rapport aux données d’observation disponibles. Les SPOP ont démontré généralement une capacité de prévision des niveaux d’eau, des courants et des propriétés de l’eau à une échelle qui n’existe pas dans les modèles opérationnels actuels. Les modèles ont fourni une couverture pour certaines régions qui ne sont pas couvertes par les Systèmes de prévision côtiers océan-glace (SPCOG) actuels. De plus, leurs résultats concordaient généralement avec ceux des SPCOG, ou les surpassaient, pour la plupart des comparaisons par rapport aux observations prises en compte pour les zones de chevauchement entre les modèles. Les statistiques comparatives du niveau d’eau de marée et du niveau d’eau total sont généralement améliorées par rapport à celles des SPCOG aux stations de mesure du niveau d’eau, et la performance à l’extérieur des zones couvertes par les SPCOG est semblable à celle où la comparaison avec le modèle d’origine est possible. La performance quant au niveau d’eau sans marée est comparable à celle des SPCOG. Les ondes de tempête ont été évaluées en utilisant des périodes limitées couvrant des événements de tempête importants dans chaque domaine des SPOP, et les signaux d’onde sont clairement visibles dans les SPCOG et les SPOP. Les statistiques comparatives des ondes de tempête dans les SPOP correspondent généralement à celles des SPCOG ou sont meilleures. Les statistiques comparatives pour les courants sont généralement améliorées avec l’augmentation de la résolution des modèles, en particulier lorsqu’un débit autour d’une topographie complexe est présent et représenté précisément. En général, dans les SPOP, on constate une plus grande amélioration pour les courants de marée que pour les courants indépendants des marées. Le cycle saisonnier de la température à la surface de la mer est bien saisi par les modèles à haute résolution (SPOP) avec de petits biais qui correspondent à ceux des modèles à plus grande échelle ou les surpassent. Les données sur les trajectoires des traversiers montrent généralement une performance égale ou supérieure dans les SPOP par rapport aux SPCOG. Les biais régionaux de température et de salinité sont généralement réduits, et les SPOP reproduisent habilement les changements dans ces propriétés de l’eau, à quelques exceptions près. Les courants fournis par les SPOP donnent des prédictions légèrement améliorées, ou équivalentes, des trajectoires des dériveurs. L’exactitude des prévisions de trajectoire peut être limitée par la précision des prévisions de vent disponibles ou les limites du modèle de trajectoire lui-même. Les simulations des modèles de SPOP étaient stables pour des périodes rétrospectives de cinq à six ans, qui comprenaient des événements extrêmes dans plusieurs domaines. Des mécanismes de substitution pour les données d’entrée d’observation manquantes sont utilisés, le cas échéant. L’évaluation des prévisions était axée sur la mesure de la dégradation de la performance des modèles en fonction de l’échéance de l’heure de la prévision. Il n’a pas été établi que la capacité des modèles se dégradait considérablement au cours des prévisions de 48 heures, car les tendances de croissance des erreurs pour le niveau de l’eau et la température à la surface de la mer étaient généralement faibles. Il est reconnu que les SPOP comportent les limites ci-dessous. L’exactitude des modèles est influencée par les limites de leurs données d’entrée. Les évaluations quantitatives de la capacité se limitent aux régions des domaines des SPOP où des observations sont disponibles. Les données d’observation sont concentrées sur le domaine de l’arrière-port et sont généralement plus rares dans le domaine à résolution plus faible de l’avant-port. Les données sur les courants sont également plus limitées que les données sur les propriétés et le niveau de l’eau. La version du modèle océanique utilisée dans tous les SPOP ne représente pas correctement les zones intertidales et, par conséquent, les résultats du modèle ne sont pas considérés comme utilisables dans ces zones. Les biais de température et de salinité observés à des endroits précis pourraient entraîner des erreurs liées aux courants de surface qui ne pourraient pas être évalués avec les données disponibles. Les SPOP ne sont pas couplés à un modèle complet des glaces, ce qui pourrait avoir une incidence sur les courants de surface et éventuellement d’autres variables pour les régions où il y a couverture de glace. Les systèmes portuaires comprennent des caractéristiques propres à la région qui sont sous-représentées et/ou non reproduites dans les modèles et ils peuvent comprendre des parties du domaine qui ne sont pas fiables.