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Le système dassimilation hybride Meso-NH/AROME Geneviève Jaubert CNRM-GAME/Météo-France and CNRS Toulouse France G.Jaubert Journées Meso-NH 2007 Toulouse.

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1 Le système dassimilation hybride Meso-NH/AROME Geneviève Jaubert CNRM-GAME/Météo-France and CNRS Toulouse France G.Jaubert Journées Meso-NH 2007 Toulouse

2 Introduction Le système dassimilation hybride a été construit pour Doter le modèle méso-NH dun module dassimilation Permettre les premiers tests du module dassimilation du futur modèle de prévision à l échelle convective AROME Il a été validé sur 2 cas détude: les inondations du Gard en septembre 2002 et un cas de précipitations liées à un front froid durant MAP G.Jaubert Journées Meso-NH 2007 Toulouse

3 Analyse Ebauche Observations Analyse Statistiques / observations Analyse 3D-VAR Analyse 3D/VAR ALADIN Prévision Arome Statistiques derreurs Du modèle Prévision Meso-NH Statistiques derreurs Du modèle Transformation Fichier spectral Prévision Aladin Statistiques derreurs Du modèle G.Jaubert Journées Meso-NH 2007 Toulouse

4 Prévision Aladin Statistiques derreurs Du modèle Prévision Arome Statistiques derreurs Du modèle Prévision Meso-NH Statistiques derreurs Du modèle Analyse Analyse 3D-VAR Aladin Transformation Fichier spectral Prévision Aladin Prévision Arome Prévision Meso-NH Transformation Fichier +balance Analyse 3D-VAR Aladin G.Jaubert Journées Meso-NH 2007 Toulouse

5 Output modèle 1 Meso-NH Statistiques derreurs modèle 1 Analyse: Meso-NH en modèles imbriqués Transformation Fichier spectral Analyse 3D-VAR Aladin Simulation Output modèle 2 Transformation Fichier spectral Analyse 3D-VAR Aladin Statistiques derreurs modèle 2 Transformation Fichier + balancel Input modèle 1 Meso-NH Simulation Input modèle 2 Transformation Fichier + balancel G.Jaubert Journées Meso-NH 2007 Toulouse

6 Assimilation: Interface Olive Pour lassimilation hybride: prep_experiment interfacé à Olive G.Jaubert Journées Meso-NH 2007 Toulouse

7 Analyse: opérateur dobservation Ebauche Observations Analyse Statistiques / observations Analyse 3D-VAR Assure la transformation de lensemble du modèle à lensemble des observations Difficile à implémenter Nécessite parfois des codes annexes lourds (par exemple RTTOVS pour les radiances satellites) Lassimilation hybride utilise les opérateurs dobservations développés pour ARPEGE/IFS, ALADIN et AROME G.Jaubert Journées Meso-NH 2007 Toulouse

8 Analyse: 3D-VAR ALADIN Ebauche Observations Analyse Statistiques / observations Analyse 3D-VAR Statistiques derreurs du modèle (B) Débiaisage des observations Statistiques derreurs dobservations (R) Le calcul des statistiques nécessite une longue période dassimilation. Ces statistiques évoluent dans le temps difficultés pour une assimilation avec un modèle non opérationnel Informations complémentaires G.Jaubert Journées Meso-NH 2007 Toulouse

9 Les statistiques derreurs du modèle Basées sur les covariances derreurs du modèle utilisées par lanalyse ALADIN Domaine Mésoéchelle (maille 10 km) Domaine Mésoéchelle (maille 10 km): Statistiques dALADIN sauf en basses couches où les variances sont plus grandes sauf pour la partie rotationnelle du vent balance géostrophique réduite en basses couches Profils verticaux des ecart-types derreurs du modèle G.Jaubert Journées Meso-NH 2007 Toulouse

10 Les statistiques derreurs du modèle Basées sur les covariances derreurs du modèle utilisées par lanalyse ALADIN Domaine échelle convective (maille 2.5 km) Domaine échelle convective (maille 2.5 km): Portées horizontales dALADIN réduites Variances plus grandes en basses couches Profils verticaux des écart-types derreurs du modèle Les écart-types calculés pour AROME sont plus proches de ceux dALADIN G.Jaubert Journées Meso-NH 2007 Toulouse

11 Les inondations du Gard (8-9 sept.2002) Altitude 700 hPa Domaine Mésoéchelle: maille 10 km 288x288 pts-40 niveaux : :06 Alt 700 hPa -Precip 18h Un système convectif mésoéchelle dans un flux synoptique quasi-stationnaire, à lavant dun système frontal MCS stationnaire Pluies torrentielles >300 mm en 18 hours Precip 18h Pluviomètres Domaine déchelle Convective: Maille 2.5 km 288x288 pts-40 niveaux Precip 18h (REF06) Données utilisées: surface + radiosondages Pression de surface, Temperature, Humidité, vent G.Jaubert Journées Meso-NH 2007 Toulouse

12 Période dAssimilation : un ou deux modèles? RUC 1h (06 UTC 12 UTC) 1(2) domaine(s) + Pévision ETS 6 heures seuil 10 mm Periode UTC mesoscale RUC _____ mesoscale Analysis conv.scale RUC _____ conv.scale Analysis REF _____ REF _____ UTC18 00 UTC00 06 UTC La meilleure simulation: analyse à10 km pour les scores de précipitation, assimilation pour les scores aux données de surface Temperature à 2m: scores Humidité à 2m: scores G.Jaubert Journées Meso-NH 2007 Toulouse

13 Precipitations cumulées sur 18 h Pluviomètres La plus mauvaise simulation Assimilation h pas 1h La meilleure simulation Assimilation 10 km 6h pas 6h Sans analyse mésoéchelle Initialisation arpège 6 UTC) La zone de précipitations intenses est toujours simulée, même si la localisation nest pas toujours exacte G.Jaubert Journées Meso-NH 2007 Toulouse

14 T2M sous le système convectif (15 UTC, To+3) Grâce à lassimilation des données de surface, la cold pool est mieux représentée dans une simulation initialisée avec une assimilation à méso-échelle La meilleure simulation Assimilation 10 km 6h pas 6h La plus mauvaise simulation Assimilation h pas 1h Sans analyse mésoéchelle Initialisation arpège 6 UTC T2m Observations Massif central Alpes G.Jaubert Journées Meso-NH 2007 Toulouse

15 Assimilation: Coût G.Jaubert Journées Meso-NH 2007 Toulouse AladinAromeMeso_NH 10 km Meso_NH 2.5 km Analyse Prévision 3 h Total Cycle 6h Total cycle 6h Une autre alternative: Initialiser les simulations Meso-NH à partir dune assimilation ALADIN ou AROME Unité: minute CPU sur Tora

16 Cas du 6 septembre 2005: Meso-NH / AROME RADAR NIMES Pluviomètres Arome assimilation Meso NH init Aladin Meso NH init Arpege G.Jaubert Journées Meso-NH 2007 Toulouse

17 Conclusion Impact important de lassimilation des données de surface sur le biais de température et dhumidité Une assimilation à léchelle 10km/2.5 km améliore (en général) la prévision (à courte échéance) Des statistiques adaptées sont nécessaires. Le coût des simulations Méso-NH empêche dutiliser lassimilation hybride sur de longues périodes, pourtant indispensable pour valider un système dassimilation G.Jaubert Journées Meso-NH 2007 Toulouse


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