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SRPD / RDPS v4.0.0 Séminaire pré-CPOP - 11 Avril 2014

SRPD / RDPS v4.0.0 Séminaire pré-CPOP - 11 Avril 2014. Jean-François Caron + L'équipe d'assimilation régionale: Luc Fillion, Thomas Milewski, Mateusz Reszka, Stephen Macpherson et Judy St-James + Invité spécial : Mark Buehner + ARMA: Ervig Lapalme, Stéphane Laroche et Sylvain Heilliette

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SRPD / RDPS v4.0.0 Séminaire pré-CPOP - 11 Avril 2014

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Presentation Transcript

  1. SRPD / RDPS v4.0.0 Séminaire pré-CPOP - 11 Avril 2014 Jean-François Caron +L'équipe d'assimilation régionale: Luc Fillion, Thomas Milewski, Mateusz Reszka, Stephen Macpherson et Judy St-James + Invité spécial: Mark Buehner +ARMA: Ervig Lapalme, Stéphane Laroche et Sylvain Heilliette + CMDN: Alain Patoine +A&P: Allan Rahill et Charles Creese + USTAT: Marcel Vallée + GEM: Nathalie Gauthier et Michel Desgagné + Aide de la moitié de l'édifice

  2. Le plan de match Résumé des systèmes actuel et proposé RDPS 4.0.0 basé sur l'EnVar https://wiki.cmc.ec.gc.ca/wiki/RDPS_4.0.0 4D-EnVar vs 4D-Var dans le Régional (Preuve de faisabilité) Les mises à jour additionnelles (Cycles pré-finaux) Cycles finaux RDPS vs GDPS: La bataille du court-terme Assimilation de données pour le HRDPS 2.5km

  3. 1) Le système actuel (RDPS 3.0.1) Cycle intermittent basé sur le 4D/3D-Var G2 Global 25km 4DVar Xa=100km P2 P1 Global 33km Global 33 km 3DVar Xa=100km R2 R1 LAM-Reg 10km LAM-Reg 10 km 4DVar Xa=100km interpolation T-6h T+48h T

  4. Cycle intermittent basé sur le 4D-EnVar utilisant les prévisions du EnKF global 1) Le système proposé (RDPS 4.0.0) G2 * Configuration du EnVar dans P1 et R1 identique à celle du GDPS (G2) Global 25km EnVar Xa=50 km Également inclus (comme dans le GDPS) • Nouvelle correction de biais • Radiosondes 4D • Ajout de canaux IR • Ground-based GPS • Etc… P2 P1 Global 33km Global 33 km EnVar Xa=50km R2 R1 LAM-Reg 10km LAM-Reg 10 km EnVar Xa=50km interpolation T-6h T+48h T

  5. 4D-EnVar vs4D/3D-Var 2) RDPS 4.0.0 basé sur l'EnVar Preuve de faisabilité • 118 cas (00Z+12Z) d'été et d'hiver 2011 Configuration isolant l'impact des analyses RDPS • G2t-6h identiques (33km; 4D-Var) • Observations prétraitées par le cycle 4D/3D-Var • Mêmes champs de surface (15km) au temps initial • EnKF 66km, 192 membres

  6. RDPS 4D-Var RDPS 4D-EnVar Incréments d’analyse: 65-km sur une grille gaussienne globale Incréments d’analyse: 100-km sur une grille gaussienne globale LAM TL/Adj 100-km trajectoire provenant du pilote (global) Hybride: 50% B_ens + 50% B_clim Bens = EnKF 65-km Bclim = Matrice Bclim hémisphérique "à la Luc" Bclim = Matrice Bclim globale "à la Mark" LAM 100km TLM/Adjoint LAM 10km Modèle non-linéaire Incréments d’analyse Global 100km / 65km

  7. Vérification en Altitude – Hiver 2011Radiosondes – Amérique du Nord 10 10 U |Vh| U |Vh| 250 250 500 500 1000 1000 10 10 Z T Z T 250 250 500 500 1000 1000 70 70 T+48h North America T+24h North America 250 250 T-Td T-Td 1000 1000

  8. Vérification en Altitude – Été 2011Radiosondes – Amérique du Nord 10 10 U |Vh| U |Vh| 250 250 500 500 1000 1000 10 10 Z T Z T 250 250 500 500 1000 1000 70 70 T+48h North America T+24h North America 250 250 T-Td T-Td 1000 1000

  9. Cycles Pré-Finaux vsRDPS 3.0.1- 2) RDPS 4.0.0 basé sur l'EnVar • 118 cas (00Z+12Z) d'été et d'hiver 2011 Nouveautés p/r à la preuve de faisabilité • Nouvelles corrections de biais • Radiosondes 4D • Ajouts d'obs (gb-GPS + sat) • Correction de bogues dans l'analyse • Etc...

  10. Vérification en Altitude – Hiver 2011Radiosondes – Amérique du Nord 10 10 U |Vh| U |Vh| 250 250 500 500 1000 1000 10 10 Z T Z T 250 250 500 500 1000 1000 70 70 T+48h North America T+24h North America 250 250 T-Td T-Td 1000 1000

  11. Vérification en Altitude – Été 2011Radiosondes – Amérique du Nord 10 10 U |Vh| U |Vh| 250 250 500 500 1000 1000 10 10 Z T Z T 250 250 500 500 1000 1000 70 70 T+48h North America T+24h North America 250 250 T-Td T-Td 1000 1000

  12. Cycles Finaux vsRDPS 3.0.1 2) RDPS 4.0.0 basé sur l'EnVar • 118 cas (00Z+12Z) d'été et d'hiver 2011 Nouveautés p/r aux cycles antérieurs • G2t-6h des cycles finaux GDPS • EnKF à 50km et avec 256 membres • Cyclage de la surface • Prise en compte du temps de lancement des ballons sondes • Correction du bogue de DN dans GEM 3.3.8.1 et 3.3.7.3

  13. Vérification en Altitude – Hiver 2011Radiosondes – Amérique du Nord 10 10 U |Vh| U |Vh| 250 250 500 500 1000 1000 10 10 Z T Z T 250 250 500 500 1000 1000 70 70 T+48h North America T+24h North America 250 250 T-Td T-Td 1000 1000

  14. Vérification en Altitude – Été 2011Radiosondes – Amérique du Nord 10 10 U |Vh| U |Vh| 250 250 500 500 1000 1000 10 10 Z T Z T 250 250 500 500 1000 1000 70 70 T+48h North America T+24h North America 250 250 T-Td T-Td 1000 1000

  15. Vérification en Surface – Hiver 2011Température 2m – Amérique du Nord RMSE Écart-Type Biais 0.0 0.5 0.5 0.5 0.6 0.6 0.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.5 00 Z 0.5 0.5 0.8 0.8 0.4 0.0 0.0 0.0 12 Z

  16. Vérification en Surface – Hiver 2011Température du point de rosée 2m – Amérique du Nord RMSE Écart-Type Biais 0.0 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.3 0.0 0.1 0.1 0.5 00 Z 0.0 0.5 0.5 0.6 0.8 0.7 0.2 0.0 0.1 12 Z

  17. Vérification en Surface – Été 2011Température 2m – Amérique du Nord RMSE Écart-Type Biais 0.0 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.4 0.0 0.0 0.0 0.0 00 Z 0.5 0.5 0.5 0.4 0.4 0.4 0.0 0.0 0.0 12 Z

  18. Vérification en Surface – Été 2011Température du point de rosée 2m – Amérique du Nord RMSE Écart-Type Biais 0.0 0.5 0.5 0.5 0.4 0.4 0.1 0.0 0.1 0.1 0.0 0.5 00 Z 0.5 0.5 0.2 0.1 0.2 0.0 0.0 0.0 12 Z

  19. Vérification de l'EP (PW) – Été 2011stations GPS en surface – Amérique du Nord

  20. Vérification de la Précip. – Hiver 2011SYNOP – Amérique du Nord 00-24h 24-48h

  21. Vérification de la Précip. – Hiver 2011SHEF – États-Unis 00-24h 24-48h

  22. Vérification de la Précip. – Été 2011SYNOP – Amérique du Nord 00-24h 24-48h

  23. Vérification de la Précip. – Été 2011SHEF – États-Unis 00-24h 24-48h

  24. Vérification de la Précip. – Hiver 2011SYNOP – Amérique du Nord Biais – Accumulation sur 12h 00-12h 12-24h 24-36h 36-48h 0 0.5 2 5 10 15 00 Z 12 Z

  25. Vérification de la Précip. – Été 2011SYNOP – Amérique du Nord Biais – Accumulation sur 12h 00-12h 12-24h 24-36h 36-48h 0 0.5 2 5 10 15 00 Z 12 Z

  26. Vérification de la Précip. – Hiver 2011SYNOP – Amérique du Nord Equitable Threat Score – Accumulation sur 12h 00-12h 12-24h 24-36h 36-48h 0 0.5 2 5 10 15 00 Z 12 Z

  27. Vérification de la Précip. – Été 2011SYNOP – Amérique du Nord Equitable Threat Score – Accumulation sur 12h 00-12h 12-24h 24-36h 36-48h 0 0.5 2 5 10 15 00 Z 12 Z

  28. 2) RDPS 4.0.0 basé sur l'EnVar La nouvelle version du RDPS proposée offre des prévisions globalement meilleurs que la version actuelle Biais Position

  29. R.I.P. 4D-Var 2005-2014 2) Conclusion

  30. Est-ce que le GDPS est vraiment meilleur que le RDPS? 3) RDPS vs GDPS Vidons-la don' la question!

  31. Comment vérifier des prévisions de résolution différente? 3) RDPS vs GDPS Observations RMSE Prévision à haute résolution = Observations décalées vers la gauche 1461 1139 Prévision à basse résolution = Prévision à haute rés. après lissage

  32. Vérification en Altitude – Été 2011RDPSvs GDPS – Amérique du Nord – Grilles Natives 10 10 U |Vh| U |Vh| 250 250 500 500 1000 1000 10 10 Z T Z T 250 250 500 500 1000 1000 70 70 T+48h North America T+24h North America 250 250 T-Td T-Td 1000 1000

  33. Vérification en Altitude – Été 2011RDPSvs GDPS – Amérique du Nord – Grilles LU 100km 10 10 U |Vh| U |Vh| 250 250 500 500 1000 1000 10 10 Z T Z T 250 250 500 500 1000 1000 70 70 T+48h North America T+24h North America 250 250 T-Td T-Td 1000 1000

  34. Vérification en Altitude – Hiver 2011RDPSvs GDPS – Amérique du Nord – Grilles Natives 10 10 U |Vh| U |Vh| 250 250 500 500 1000 1000 10 10 Z T Z T 250 250 500 500 1000 1000 70 70 T+48h North America T+24h North America 250 250 T-Td T-Td 1000 1000

  35. Vérification en Altitude – Hiver 2011RDPSvs GDPS – Amérique du Nord – Grilles LU 100km 10 10 U |Vh| U |Vh| 250 250 500 500 1000 1000 10 10 Z T Z T 250 250 500 500 1000 1000 70 70 T+48h North America T+24h North America 250 250 T-Td T-Td 1000 1000

  36. Vérification en Altitude – Hiver 2011RDPS LAMvs PILOT – Amérique du Nord – Grilles LU 100km 10 10 U |Vh| U |Vh| 250 250 500 500 1000 1000 10 10 Z T Z T 250 250 500 500 1000 1000 70 70 T+48h North America T+24h North America 250 250 T-Td T-Td 1000 1000

  37. 3) RDPS vs GDPS Dans un contexte où les 2 systèmes assimilent les mêmes observations Été: le RDPS fait globalement mieux que le GDPS Hiver: A t+24h, le RDPS est marginalement meilleur Le désavantage du RDPS en hiver est fort probablement liéà l'utilisation de la version 3 de GEM (grille verticale non-décalée) Après avoir dégradées les prévisions sur une grille commune En ne considérant que la troposphère Vérification contre Radiosondes A t+48h, le GDPS est globalement meilleur

  38. 4) Un plan pour le HRDPS 2.5km Phase 1: Conditions initiales et aux frontières proviennent du RDPS Phase 2: S'affranchir du RDPS (et faire mieux que le RDPS)

  39. Le portrait officiel des systèmes d'assimilation de données pour des systèmes de prévision opérationnels à l'échelle convective Nous on est quelque part par là…

  40. 4) Un plan pour le HRDPS 2.5km Phase 2a (2014-2015): Un début modeste 4D-EnVar basé sur les prévisions 50 km du EnKF global • Cycle intermittent au 6h + 80 niveaux verticaux (pas de pilotage par le toit) + IAU (i.e. initialisation incrémentale) + Recyclage des variables clés de le physique + LBCs et champs de surface venant du RDPS • On passe à un cycle continu • Couplage avec CaLDAS • LBCs provenant du GDPS 15 km Yin-Yang Transfert aux opérations jumelé avec le GDPS 15 km?

  41. 4) Un plan pour le HRDPS 2.5km Phase 2b (2015-2016): Là on commence à parler! 4D-EnVar basé sur les prévisions 10 km du EnKF régional • Pilotage par le toit et adoption des niveaux verticaux du REnKF • On passe à un cycle d'assimilation de 3h • Ajouts d'obs (minimum: rapports de surface horaire) • Localisation dépendante des échelles • (Légère) Expansion du domaine horizontal?

  42. Questions?

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