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Assimilation à mésoéchelle des observations radar et GPS

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Olivier Caumont, Xin Yan, Éric Wattrelot, Stéphanie Pradier-Vabre, Thibaut Montmerle, Geneviève Jaubert, Claudia Faccani, Véronique Ducrocq, François Bouttier 4e réunion des utilisateurs de Méso-NH 23-24 avril 2007. Assimilation à mésoéchelle des observations radar et GPS.

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Presentation Transcript
assimilation m so chelle des observations radar et gps

Olivier Caumont,

Xin Yan, Éric Wattrelot, Stéphanie Pradier-Vabre, Thibaut Montmerle, Geneviève Jaubert, Claudia Faccani, Véronique Ducrocq, François Bouttier

4e réunion des utilisateurs de Méso-NH

23-24 avril 2007

Assimilation à mésoéchelle des observations radar et GPS
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4e réunion des utilisateurs de Méso-NH, 23-24 avril 2007

ASSIMILATION RADAR ET GPS À MÉSOÉCHELLE

Assimilation de données radar

  • Vitesses Doppler
  • RéflectivitésAssimilation de délais zénithaux GPS
assimilation des donn es radar
ASSIMILATION DES DONNÉES RADAR
  • Format spécifique :
  • Z, Vr, code de qualité
  • BUFR (512 pixels x 512 pixels x nb élévations ; résolution 1 km)‏ : on assimile des volumes ! (= pas de mosaïque)
  • Réseau Aramis :
  • Disponible actuellement :
  • 23 radars dont
    • 8 bande S
    • 15 bande C Doppler
  • Attendu fin 2007 :
  • 1 bande C Doppler supplémentaire (Montancy)‏
  • 2 « dopplérisations » de radars existants

Doppler Radar

Forthcoming Doppler Radar

Forthcoming Radar with dble polar

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4e réunion des utilisateurs de Méso-NH, 23-24 avril 2007

ASSIMILATION RADAR ET GPS À MÉSOÉCHELLE

Assimilation de données radar

  • Vitesses Doppler
    • Vent dans variable de contrôle du 3DVar Aladin
      • Méthode d'assimilation « classique » : codage de l'opérateur d'observation, du TL/AD, etc.
    • Développement en cours pour Aladin/Arome
  • RéflectivitésAssimilation de délais zénithaux GPS
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Profileurs de vent

Radiosondages

(o-g)

(o-g)

Avec radar

CNTRL

(o-a)

(o-a)

Validation avec d'autres types d'observations

  • Légère amélioration pour la prévision à 6h pour le vent en basse et moyenne troposphère
  • Expériences plus longues avec cycles d'assimilation en cours
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4e réunion des utilisateurs de Méso-NH, 23-24 avril 2007

ASSIMILATION RADAR ET GPS À MÉSOÉCHELLE

Assimilation de données radar

  • Vitesses Doppler
    • Développement en cours pour Aladin/Arome
    • Vent dans variable de contrôle du 3DVar Aladin
      • Méthode d'assimilation « classique » : codage de l'opérateur d'observation, du TL/AD, etc.
  • Réflectivités
    • Réflectivités calculées à partir des rapports de mélange des hydrométéores (qui ne sont pas dans la variable de contrôle)
      • Méthode d'assimilation spécifique
    • Utilisable en mode recherche (système hybride : 3DVar Aladin via interface graphique Olive+prévisions Méso-NH).
    • Implantation en cours en vue d'une utilisation opérationnelle (Arome ou Aladin)
  • Assimilation de délais zénithaux GPS
assimilation des r flectivit s radar
4e réunion des utilisateurs de Méso-NH, 23-24 avril 2007Assimilation des réflectivités radar

Colonnes de

pseudo-observations

(humidité,…)

3DVar

Aladin/

Arome

Inversion

bayésienne 1D

Réflectivités

observées

analyse

Utilise :

  • Les colonnes de réflectivités observées
  • Les colonnes modèles d’humidité et de réflectivités simulées (issues de l’ébauche)

Pour chaque colonne observée, trouve la colonne d’humidité la plus probable.

prévision

Méso-NH/

Arome

Principe de la méthode 1D+3DVar :

assimilation des r flectivit s radar9
4e réunion des utilisateurs de Méso-NH, 23-24 avril 2007

assim12→13

pluvios

assim12

cycle d'assimilation

12 UTC : radar+surface

13 UTC

14 UTC : radar

15 UTC

assim12→14

assim12→15

sans assim

(ébauche=analyse

Arpege à 12 UTC)

Z assimilé

rv a-g (g/g)

13 UTC à 2 km MSL

Z assimilé

rv a-g (g/g)

rv g (g/g)

Assimilation des réflectivités radar

8 sept. 2002

Cumuls précips au sol (mm)

15 UTC →21 UTC

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4e réunion des utilisateurs de Méso-NH, 23-24 avril 2007

ASSIMILATION RADAR ET GPS À MÉSOÉCHELLE

Assimilation de données radar

  • Vitesses Doppler
  • Réflectivités
  • Assimilation de délais zénithaux GPS (ZTD)
  • ZTD fonction de P, e, T  assimilation « classique »
  • 2 opérateurs d’observation existants (CEP et Micado)
  • Cycle d’assimilation ALADIN sur le mois de septembre 2005 : impact neutre sur la prévision à 6 heures d’échéance
  • Version CEP opérationnelle dans la chaîne ALADIN/France
slide11

ZWD

ZTD

ZHD

Niell mapping function

Zenith projection

GPS receiver

Assimilation de délais zénithaux GPS

Coupe verticale

Coupe horizontale

Expérience à une observation

Impact principalement sur l’humidité

Incrément en vapeur d’eau

Humidité relative

Incrément en humidité relative

Incrément en température

pr cipitations cumul es entre le 08 09 2005 06utc et le 09 09 2005 06utc t0 6 t0 30 cumul 24h mm

Observations pluviométriques

Précipitations cumulées entre le 08/09/2005 à 06UTC et le 09/09/2005 à 06UTC (T0+6  T0+30) cumul 24H(mm)

Exp ALADIN avec assimilation ZTD

Exp ALADIN Oper

  • Impact légèrement positif sur la prévision à 24h d'Aladin

Différence ZTD-OPER

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4e réunion des utilisateurs de Méso-NH, 23-24 avril 2007

CONCLUSIONS & PERSPECTIVES

Conclusions

  • Assimilation vitesses Doppler avec Aladin/Arome bientôt disponible
  • Assimilation réflectivités avec Méso-NH+Aladin possible mais lourde ; avec Arome/Aladin implantation en cours
  • Assimilation GPS Arome/Aladin opérationnelle

Perspectives

  • Utilisation des données COPS (été 2007) pour valider et régler l'assimilation à mésoéchelle
  • GPS : Tester l’apport d’un réseau plus dense (données OHM-CV, COPS) sur la prévision à haute résolution Meso-NH
    • Revisiter la méthode de sélection des observations (en cours)
  • station retenue
  • station non retenue
assimilation de donn es r elles
4e réunion des utilisateurs de Méso-NH, 23-24 avril 2007Assimilation de données réelles

CTRL (SOL)‏

ASSIM (SOL+RAD)‏

biais

0,31

-0,88

eqm

14,0

15,6

corrélation

0,44

0,53

ETS(0,1 mm)‏

0,24

0,19

ETS(1 mm)‏

0,22

0,27

ETS(10 mm)‏

0,25

0,31

OBS

SOL

SOL+RAD

Cumuls de précipitations (mm)‏

de 12 à 18 UTC

(runs à partir d’analyses

Arpege à 12 UTC)‏

slide15

http://www.knmi.nl/samenw/egvap/validation/

Obs-prévision Aladin

différence d’altitude entre le relief modèle et la stationGPS

Nécessité de sélectionner les données et de les débiaiser par rapport au modèle de prévision

Réseau GPS opérationnel

  • station retenue
  • station non retenue

449 stations GPS,

11 centres de traitement

F. Masson, LDL