NOCN03 CWAO 101420 GENOT NO. 006 GENOT NO. 005 IS THE ENGLISH VERSION OF GENOT NO. 006 LE 4D-VAR: UNE AMELIORATION MAJEURE AU SYSTEME CANADIEN D ASSIMILATION GLOBALE DES DONNEES CE MARDI 15 MARS 2005, A 12 TU, LE CENTRE METEOROLOGIQUE CANADIEN FERA UN CHANGEMENT MAJEUR AU SYSTEME D ASSIMILATION GLOBALE DE DONNEES EN IMPLANTANT UN SCHEME D ANALYSE 4D-VAR. RESUME DES CHANGEMENTS LE SYSTEME D ASSIMILATION 3D-VAR (TRIDIMENSIONNEL VARIATIONNEL) POUR LA SUITE DE PREVISIONS GLOBALES SERA ETENDU POUR DEVENIR UN SYSTEME 4D-VAR. CETTE EXTENSION, UTILISANT LE TEMPS COMME QUATRIEME DIMENSION DU SYSTEME D ANALYSE, SIGNIFIE QUE L ANALYSE N EST PLUS UNE IMAGE FIXE DES CONDITIONS ATMOSPHERIQUES AU MOMENT DE L ANALYSE (COMME DANS LE 3D- VAR QUI PRODUIT CELA POUR LES HEURES SYNOPTIQUES PRINCIPALES). EN EFFET, LE SYSTEME 4D-VAR PRODUIT UNE EVOLUTION TEMPORELLE DES CONDITIONS ATMOSPHERIQUES DURANT LA FENETRE TEMPORELLE D ASSIMILATION (POUR CETTE MISE EN OEUVRE, CETTE FENETRE A ETE CHOISIE DE FACON COHERENTE AVEC LE 3D-VAR, SOIT 6 HEURES CENTREES AUTOUR DES HEURES SYNOPTIQUES PRINCIPALES). POUR CE FAIRE, LE MODELE GEM DEVIENT PARTIE INTEGRANTE DU PROCESSUS D ASSIMILATION, EN PLUS DES OBSERVATIONS DISTRIBUEES DANS LA FENETRE TEMPORELLE. LE SCHEMA 4D-VAR CALCULE LA MEILLEURE CONCORDANCE ENTRE LES OBSERVATIONS ET LES PREVISIONS DU MODELE. L ANALYSE QUI EN RESULTE EST EN BIEN MEILLEUR EQUILIBRE DYNAMIQUE ET CONTRIBUE A UNE AMELIORATION IMPORTANTE DE LA PERFORMANCE DU SYSTEME GLOBAL. LA SELECTION TEMPORELLE DES OBSERVATIONS A ETE ETENDUE DE FACON A CE QUE LE 4D-VAR UTILISE BEAUCOUP PLUS D OBSERVATIONS QUE LE 3D-VAR, MEME SI NOUS N AJOUTONS PAS DE NOUVEAUX TYPES DE DONNEES LORS DE CETTE MISE EN OEUVRE. EN EFFET, UNE QUANTITE IMPORTANTE DE DONNEES ASYNOPTIQUES NE POUVAIT ETRE ASSIMILEE CORRECTEMENT PAR LE 3D-VAR, MAIS LE SERA PAR LE 4D-VAR (QUI EN FAIT PEUT POTENTIELLEMENT ASSIMILER AUTANT D OBSERVATIONS SUPPLEMENTAIRES QU IL Y A DE PAS DE TEMPS DU MODELE DURANT LA FENETRE D ASSIMILATION). PAR CONSEQUENT LA QUANTITE D OBSERVATIONS EFFECTIVEMENT ASSIMILEES PAR LE 4D-VAR EST BEAUCOUP PLUS GRANDE QUE POUR LE 3D-VAR. PAR EXEMPLE, LA QUANTITE D OBSERVATIONS D AVIONS AUGMENTE PAR UN FACTEUR DE 3 POUR UNE PERIODE TYPIQUE DE 6-HEURES. IL FAUT REMARQUER QU IL N Y A AUCUN CHANGEMENT AU MODELE DE PREVISION (PAS DE TEMPS, DYNAMIQUE, PHYSIQUE ET RESOLUTION) AINSI QU AUX PROCESSUS DE CONTROLE DE QUALITE. LE 4D-VAR NE SERA UTILISE QUE POUR LE SYSTEME GLOBAL. LE SYSTEME REGIONAL POURSUIVRA SON UTILISATION DU 3D-VAR. IL Y AURA NEANMOINS UN IMPACT SUR LE SYSTEME REGIONAL GRACE A L UTILISATION DES ANALYSES GLOBALES AU DEBUT DE LA PERIODE DE SPINUP DE 12 HEURES DU CYCLE REGIONAL. LE DEVELOPPEMENT D UN SYSTEME REGIONAL 4D A ETE AMORCE MAIS IL RESTE BEAUCOUP DE TRAVAIL A ACCOMPLIR AVANT LA MISE EN OEŒUVRE OPERATIONNELLE. ON TROUVERA DE L INFORMATION TECHNIUEE ADDITIONNELLE SUR LE 4D-VAR ET LES PROCEDURES D ASSIMILATION SUR LE SITE WEB DU SMC (HTTP://WWW.SMC-MSC.EC.GC.CA/CMC/OP_SYSTEMS/RECENT_F.HTML). IL EST EGALEMENT IMPORTANT DE PRENDRE NOTE QU A CAUSE DE L AUGMENTATION DU TEMPS DE CALCUL REQUIS PAR LE 4D-VAR, LA DISPONIBILITE DES PRODUITS DU SYSTEME GLOBAL SERA RETARDEE D ENVIRON 20 MINUTES. EVALUATION DE LA PERFORMANCE NOUS AVONS TESTE LE SYSTEME D ASSIMILATION 4D-VAR SUR UN GRAND NOMBRE DE CAS. NOUS AVONS EFFECTUE DES CYCLES DE DEUX MOIS D HIVER (DU 11 DECEMBRE 2003 AU 11 FEVRIER 2004) ET D ETE (DU 15 JUILLET AU 15 SEPTEMBRE 2004). NOUS AVONS AUSSI TESTE CETTE CONFIGURATION EN MODE PARALLELE DEPUIS LE DEBUT DE DECEMBRE 2004. NOUS AVONS VERIFIE ANALYSES ET PREVISIONS CONTRE CERTAINS RESEAUX D OBSERVATIONS ET CONTRE ANALYSES. LES METEOROLOGISTES OPERATIONNELS DU CMC L ONT EGALEMENT EVALUE. L IMPACT SUR LE SYSTEME REGIONAL A ETE EVALUE AVEC PLUSIEURS CAS ET EN MODE PARALLELE DEPUIS LA MI-JANVIER. GLOBALEMENT, LES CHAMPS DE MASSE ET DE VENTS SONT AMELIORES, SURTOUT POUR LES PREVISIONS A MOYEN TERME. TOUTEFOIS L IMPACT SUR LES PRODUITS STATISTIQUES DES DEUX SYSTEMES GLOBAL ET REGIONAL EST TRES MINEUR. PAR CONSEQUENT, L IMPACT SUR SCRIBE EST TRES FAIBLE. L ASSIMILATION TEL QUE MENTIONNE CI-DESSUS, LE 4D-VAR UTILISE BEAUCOUP MIEUX L ENSEMBLE DES OBSERVATIONS DISPONIBLES. PAR CONSEQUENT, LES ANALYSES DU 4D-VAR NE COLLENT PAS AUX DONNEES DES RADIOSONDAGES AUTANT QUE LES ANALYSES DU 3D-VAR. CECI REFLETE BIEN LA PLUS GRANDE UTILISATION DES OBSERVATIONS ASYNOPTIQUES ET SATELLITAIRES PAR LE 4D-VAR. DE PLUS, LE POURCENTAGE DE DONNEES REJETEES PAR LE CONTROLE DE QUALITE EST SENSIBLEMENT PLUS PETIT POUR LE 4D-VAR. LA QUALITE DES CHAMPS D ESSAI EST NETTEMENT AMELIOREE, LES CHAMPS D ESSAI DU 4D-VAR COLLANT BEAUCOUP PLUS A L ENSEMBLE DES OBSERVATIONS. LES METEOROLOGISTES OPERATIONNELS DU CMC ONT REMARQUE DE GRANDE DIFFERENCE ENTRE LES COURANTS JETS AINSI QUE LE CHAMPS DE MASSE PARTICULIEREMENT SUR L OCEAN PACIFIQUE. LES DIFFERENCES PLUS GRANDES ENTRE LES ANALYSES 4D-VAR ET LES DONNEES DES RADIOSONDAGES ONT ETE REMARQUEES, MAIS ELLES ETAIENT SOUVENT SUBTILES ET TRES DIFFICILE A EVALUER SUBJECTIVEMENT. LES PREVISIONS DU MODELE GLOBAL COMME C EST SOUVENT LE CAS AVEC DES MODIFICATIONS AU SYSTEME D ASSIMILATION, L IMPACT SUR LES PREVISIONS DU MODELE EST UNE TRES BONNE INDICATION DE L AMELIORATION APPORTEE AUX ANALYSES. AVEC LE 4D-VAR CET IMPACT EST IMPRESSIONNANT. LES VERIFICATIONS OBJECTIVES ONT INDIQUE DES AMELIORATIONS SENSIBLES POUR LES CHAMPS DE VENT ET DE MASSE, POUR TOUTES LES REGIONS MAIS EN PARTICULIER POUR L AMERIQUE DU NORD ET L HEMISPHERE SUD. LES AMELIORATIONS SONT LES PLUS GRANDES AU JOUR 3 MAIS DEMEURENT PERCEPTIBLES JUSQU AU JOUR 10. POUR LA REGION CANADIENNE, LES AMELIORATIONS SONT LES PLUS GRANDES SUR LA COTE OUEST. C EST UNE ZONE OU IL Y A MOINS DE DONNEES CONVENTIONNELLES ET, EN CONSEQUENCE, LA OU UNE MEILLEURE UTILISATION DES DONNEES SATELLITAIRES EN AMONT CONTRIBUE A UNE AMELIORATION ACCRUE DES PREVISIONS. DE FAÇON GENERALE, ON NOTE AUSSI UNE REDUCTION DU NOMBRE DE PREVISIONS RATEES. LES VERIFICATIONS DE PQP ONT INDIQUE UNE FAIBLE AMELIORATION APRES 48 HEURES. LES VERIFICATIONS DES PREVISIONS D ELEMENTS DU TEMPS, INCLUANT CEUX UTILISES PAR SCRIBE N ONT PAS MONTREES DE DIFFERENCE SIGNIFICATIVE JUSQU AU JOUR 5. LES METEOROLOGISTES OPERATIONNELS DU CMC ONT COMPARE LES DEUX MODELES JUSQU A 120 HEURES DURANT LA PASSE PARALLELE. GLOBALEMENT, LES HAUTEURS A 500 MB ET LA PRESSION AU NIVEAU MOYEN DE LA MER ONT ETE JUGES EQUIVALENTS DANS ENVIRON 60 POURCENT DES CAS A 48 HEURES, MAIS DANS ENVIRON 40 POURCENT DES CAS A 120 HEURES. LES DIFFERENCES ENTRE LES DEUX SYSTEMES AUGMENTAIENT CONSIDERABLEMENT AU-DELA DE 48 HEURES SAUF POUR LA REGION DE L ARCTIQUE. LES AMELIORATIONS LES PLUS GRANDES ONT ETE NOTEES SUR LE PACIFIQUE, ET DECROISSAIENT EN SE DIRIGEANT VERS L ATLANTIQUE. POUR LES CAS MONTRANT DES DIFFERENCES, LE SYSTEME 4D-VAR A ETE PREFERE 2 FOIS SUR 3 POUR LA REGION PACIFIQUE (INCLUANT L OCEAN), ALORS QU IL N AVAIT QU UN FAIBLE AVANTAGE SUR LE 3D-VAR POUR LA REGION ATLANTIQUE (INCLUANT L OCEAN). LE FAIBLE AVANTAGE DU 4D-VAR SUR L ATLANTIQUE EST TOUTEFOIS PLUS SYSTEMATIQUE APRES 72 HEURES. CONCERNANT LES PRECIPITATIONS SUR 24-HEURES, LE SYSTEME 4D-VAR A ETE LARGEMENT PREFERE SUR LA REGION PACIFIQUE DES LE JOUR 2, ET PARTICULIEREMENT AU JOUR 3. LES RESULTATS ETAIENT PLUS MITIGES POUR LE JOUR 2 AILLEURS, MAIS DES AMELIORATIONS NOTABLES ONT ETE NOTEES POUR LE 4D-VAR APRES 72 HEURES SUR LE CENTRE DE L AMERIQUE DU NORD AINSI QUE SUR L ATLANTIQUE. GLOBALEMENT, LES METEOROLOGISTES OPERATIONNELS DU CMC ONT NETTEMENT PREFERE LE SYSTEME EN PARALLELE. LES PREVISIONS DU MODELE REGIONAL MEME SI LE SYSTEME REGIONAL POURSUIT SON UTILISATION DU 3D-VAR, IL Y A NEANMOINS UN IMPACT PUISQUE LE SYSTEME REGIONAL UTILISE LES ANALYSES AMELIOREES DU SYSTEME GLOBAL AU DEBUT DU CYCLE DE SPINUP DE 12 HEURES. LES VERIFICATIONS DURANT LA PASSE PARALLELE ONT INDIQUE UN FAIBLE GAIN SURTOUT POUR LE CHAMP DE MASSE ET DE VENT A 24 ET 48 HEURES. L IMPACT EST PLUS GRAND SUR L OUEST DE L AMERIQUE DU NORD ET EST VISIBLE SUR TOUT LE RESEAU NORD-AMERICAIN. POUR LES PQP, LA VERIFICATION A MONTREE UN TRES LEGER GAIN POUR LES CLASSES DE MOINS DE 20 MM. LA VERIFICATION DES PREVISIONS D ELEMENTS DU TEMPS UTILISES PAR SCRIBE A MONTREE UNE LEGERE AMELIORATION POUR LE PARALLELE, EN PARTICULIER POUR LE VENT, LES PDP ET LA TEMPERATURE MAXIMALE. L EVALUATION PAR LES METEOROLOGISTES OPERATIONNELS A INDIQUE DE TRES PETITES AMELIORATIONS AUX PREVISIONS REGIONALES POUR TOUTES LES REGIONS. GLOBALEMENT, LES DEUX SYSTEMES ONT ETE JUGES EQUIVALENTS DANS 3 CAS SUR 4. ENCORE UNE FOIS L AMELIORATION LA PLUS IMPORTANTE DU CHAMP DE MASSE EST NOTEE SUR LE CENTRE DU CONTINENT ET SUR L OUEST, AVEC DES RESULTATS PLUS MITIGES SUR LA COTE EST. POUR LES PRECIPITATIONS SUR 24-HEURES, LES DIFFERENCES ETAIENT NORMALEMENT TRES PETITES, MAIS DES AMELIORATIONS FURENT NOTEES POUR LE JOUR 1 SUR LA COTE OUEST, ALORS QUE DE FACON SURPRENANTE, LES PREVISIONS PARALLELES DU JOUR 2 SUR LA COTE EST ONT ETE PREFEREES DANS 20 POURCENT DES CAS CONTRE 10 POURCENT POUR L OPERATIONNEL. EVERELL / ADMA / SMA - SMC TORONTO