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L'ECMWF présente AIFS v3 et un forçage dédié à l'îlot de chaleur urbain
L'ECMWF a nommé AIFS v3 et présenté un prototype qui apprend le réchauffement urbain à partir de la fraction de surface imperméabilisée, tandis que le calendrier opérationnel et les sorties restent à préciser.
L'ECMWF a rendu public le nom de la prochaine version de son Artificial Intelligence Forecasting System : AIFS v3. Un prototype en développement doit recevoir comme forçage une carte statique de l'étendue urbaine, afin d'indiquer au système où les routes et les bâtiments couvrent la surface terrestre.
Ces travaux restent au stade du développement. L'ECMWF n'a publié ni date de mise en service d'AIFS v3, ni calendrier de données de test, ni résolution finale, ni inventaire des sorties. Les versions opérationnelles actuelles restent AIFS Single v2 et AIFS ENS v2.
Donner à AIFS des informations sur les villes
La nouvelle entrée est une fraction de surface imperméabilisée : la part de chaque maille couverte par des surfaces bâties comme les routes et les bâtiments. Il s'agit d'un champ environnemental fixe, et non d'une observation météorologique qui change d'un cycle de prévision au suivant.
L'ECMWF a testé le signal en exécutant deux fois le même prototype avec des conditions initiales identiques. Une exécution utilisait le champ urbain normal ; l'autre fixait l'étendue urbaine à zéro partout. La différence entre les deux prévisions isole la réponse apprise par le modèle à partir de l'entrée urbaine.
L'expérience portait sur neuf prévisions de dix jours entre janvier et juillet 2026, dont les vagues de chaleur européennes. Elle a été exécutée à la résolution N320, soit un espacement d'environ 30 km. À cette échelle, une seule maille peut mélanger un centre-ville, des parcs, des banlieues, des rivières et la campagne environnante ; la fraction urbaine est donc fortement diluée.
Un signal de réchauffement faible mais cohérent
Malgré cette représentation grossière, le prototype a produit un réchauffement qui suit la carte de fraction urbaine. L'ECMWF indique un réchauffement moyen d'environ 0,25–0,30°C sur les mailles les plus urbaines et de 0,30–0,45°C dans certains centres-villes. La réponse augmente avec la fraction bâtie et apparaît au fil des saisons et des lead times.
Ces valeurs sont des moyennes par maille. L'ECMWF s'attend à ce que le signal devienne plus marqué lorsque l'AIFS passera à des grilles plus fines, capables de représenter les villes en mélangeant moins de terrains non urbains dans chaque maille.
Paris montre à la fois le potentiel et la limite
Pour la prévision de dix jours initialisée le 22 juin 2026, le prototype doté du champ urbain a réduit le biais froid moyen de la température à 2 m à Paris-Montsouris de −1,11°C à −0,41°C. L'amplitude du biais froid a donc diminué de 0,70°C pendant la vague de chaleur de fin juin.
Ce cas ne démontre pas un gain général de qualité. L'ECMWF ne constate aucune amélioration statistiquement significative des scores par station par rapport à la version AIFS actuelle sur l'ensemble de l'expérience. À Paris, le réchauffement supplémentaire a légèrement dépassé certains pics ultérieurs, le RMSE a peu changé et l'IFS basé sur la physique est resté le plus proche des observations. Le bénéfice le plus net concerne la réduction du biais froid systématique aux emplacements urbains.
Comment cela s'inscrit dans le développement d'AIFS v3
Le champ urbain est l'un des éléments connus d'un programme de développement AIFS v3 plus large. En mai 2026, l'ECMWF expliquait comment AIFS v2 s'était adapté aux analyses modifiées introduites avec IFS Cycle 50r1. La température près de la surface restait difficile à représenter, notamment là où la neige, la glace de mer et le couplage océanique avaient modifié les caractéristiques de l'analyse.
L'ECMWF a constaté qu'une exposition accrue aux données de Cycle 50r1 devrait aider les futurs entraînements et a indiqué que ce résultat guiderait le développement d'AIFS v3. L'expérience urbaine d'août ajoute une entrée prévue plus concrète : un champ de surface statique qui permet au modèle d'associer les environnements bâtis à leur réponse thermique caractéristique.
Ce que les utilisateurs de GribStream doivent surveiller
GribStream fournit actuellement les produits opérationnels AIFS v2 via AIFS Operational (aifsoper) et AIFS Ensemble (aifsenfo). Les sorties AIFS actuelles de l'ECMWF sont des données GRIB2 publiques, sous licence CC BY 4.0 avec attribution et réutilisation commerciale autorisée.
L'accès et la licence propres à AIFS v3 n'ont pas encore été publiés. Avant toute transition dans GribStream, les questions pratiques sont les suivantes :
- quand l'ECMWF fournira des données de test et commencera une éventuelle période parallèle
- si AIFS Single et AIFS ENS évolueront ensemble
- si la résolution de la grille, la fréquence des prévisions ou l'échéance changeront
- quels champs de surface, de niveaux de pression, de vagues, d'ensemble ou de diagnostic seront publiés
- si l'inventaire public Open Data et la licence resteront inchangés
La prochaine étape ferme devrait être une page ECMWF consacrée à l'implémentation ou aux données de test. D'ici là, aifsoper et aifsenfo continuent de désigner les flux opérationnels actuels d'AIFS v2.