NOCN02 CWAO 131830
GENOT FAX NO. 010

GENOT NO. 010 IS THE FRENCH VERSION OF GENOT NO. 009

IMPLEMENTATION D'UN NOUVEAU SYSTEME D'ASSIMILATIONS DE
DONNEES AU CMC...

MERCREDI LE 18 JUIN 1997 A 1200 UTC, UN NOUVEAU
SYSTEME D'ASSIMILATION DES DONNEES SERA MIS EN OEUVRE
AU CENTRE METEOROLOGIQUE CANADIEN. LE SYSTEME
D'ASSIMILATION 3D-VAR (VARIATIONNEL TRIDIMENSIONNEL)
REMPLACERA LE SYSTEME OPERATIONNEL ACTUEL IO
(INTERPOLATION OPTIMALE) QUI A ETE UTILISE POUR
L'ASSIMILATION DES DONNEES AU CMC AU COURS DES 20
DERNIERES ANNEES. TOUTES LES ANALYSES D'ALTITUDE
SERONT DORENAVANT PRODUITES A L'AIDE DE CE NOUVEAU
SCHEMA. PAR CONTRE, LES ANALYSES DE SURFACE
CONTINUERONT D'UTILISER LE SCHEMA IO. AU MEME MOMENT,
UN CHANGEMENT DANS LA METHODE DE SELECTION DES DONNEES
HUMSAT UTILISEES PAR L'ANALYSE SERA EGALEMENT MIS EN
OEUVRE. LES ANALYSES PRODUITES SELON LE NOUVEAU SCHEMA
SERONT UTILISEES TANT PAR LE MODELE A MOYEN TERME SEF
QUE PAR LE MODELE REGIONAL GEM.

L'ASSIMILATION DES DONNEES EST UNE COMPOSANTE
ESSENTIELLE DE TOUT SYSTEME DE PREVISION NUMERIQUE DU
TEMPS, ET SON ROLE EST DE COMBINER L'INFORMATION
DISPONIBLE D'OBSERVATIONS DE DIFFERENTES SOURCES A
CELLE CONTENUE DANS UNE ESTIMATION DE L'ETAT DE
L'ATMOSPHERE FAITE ANTERIEUREMENT (CHAMPS D'ESSAI).
EN PRATIQUE, LES SYSTEMES D'ASSIMILATION DE DONNEES
ACTUELS UTILISENT COMME CHAMPS D'ESSAI UNE PREVISION A
COURT TERME D'UN MODELE DE PNT QUI PERMET DE PROJETER
DANS LE TEMPS L'INFORMATION RECUEILLIE DES
OBSERVATIONS PRECEDENTES. AFIN D'ASSIMILER
CORRECTEMENT LES DONNEES, ON A BESOIN DE MODELES
DIRECTS POUR CHAQUE TYPE D'OBSERVATIONS POUR DECRIRE
LE LIEN ENTRE L'ETAT DU MODELE ET LES OBSERVATIONS. IL
EST IMPORTANT D'AVOIR UNE BONNE ESTIMATION DE LA
PRECISION TANT DES OBSERVATIONS QUE DU CHAMP D'ESSAI
AFIN D'OBTENIR UNE ANALYSE QUI MINIMISE VERITABLEMENT
L'ERREUR D'ANALYSE. LA QUALITE DE L'ANALYSE EST
CONTROLEE EN GRANDE PARTIE PAR LA NATURE DES
COVARIANCES DES ERREURS D'OBSERVATIONS ET DE
PREVISIONS. MEME SI TANT L'IO QUE LE 3D-VAR SONT BASES
SUR CE MEME PRINCIPE STATISTIQUE, L'ANALYSE 3D-VAR EST
EXEMPTE DE PLUSIEURS DES CONTRAINTES AUXQUELLES EST
SOUMIS LE SYSTEME IO:

1.  SELECTION DE DONNEES
POUR PRODUIRE UNE VALEUR D'ANALYSE A UN POINT DE
GRILLE PARTICULIER, LE SYSTEME IO DOIT SE RESTREINDRE
A UN NOMBRE MAXIMUM D'OBSERVATIONS: CETTE CONTRAINTE
AU NIVEAU DE LA SELECTION DE DONNEES N'EXISTE PAS DANS
LE 3D-VAR, ET TOUTES LES DONNEES DISPONIBLES SERONT
CONSIDEREES.

2.  ASSIMILATION DIRECTE DES OBSERVATIONS
LE SYSTEME IO NE SE PRETE PAS A L'UTILISATION DE
MODELES DIRECTS COMPLEXES, ET TOUTES LES OBSERVATIONS
DOIVENT ETRE TRANSFORMEES EN UNE OU L'AUTRE DES
VARIABLES DU MODELE (E.G. GEOPOTENTIEL, DIRECTION ET
VITESSE DU VENT, ETC.). UN DES PRINCIPAUX AVANTAGES DE
LA FORMULATION VARIATIONNELLE EST QU'ELLE PERMET
L'ASSIMILATION DES OBSERVATIONS RELIEES INDIRECTEMENT
(MEME NON-LINEAIREMENT) AUX VARIABLES DU MODELE, COMME
C'EST SOUVENT LE CAS POUR LES DONNEES SATELLITAIRES.

3.AMELIORATION DU REALISME DES STATISTIQUES D'ERREURS
  DES CHAMPS D'ESSAI
DES AMELIORATIONS SIGNIFICATIVES A L'ANALYSE
NECESSITENT PLUS DE REALISME DANS LA REPRESENTATION DE
CES STATISTIQUES. LE SYSTEME 3D-VAR OUVRE DE NOUVELLES
VOIES VERS DE TELLES AMELIORATIONS. A L'HEURE
ACTUELLE, ET AFIN DE VALIDER LE SYSTEME, LES MEMES
STATISTIQUES QUE L'IO ONT ETE UTILISEES DANS LE
NOUVEAU SYSTEME. DES TESTS EXHAUSTIFS EFFECTUES LORS
DU DEVELOPPEMENT DU SYSTEME ONT CONFIRME QUE LE 3D-VAR
EST CAPABLE DE REPRODUIRE ASSEZ FIDELEMENT TOUT CE QUE
FAIT L'IO.

DE PLUS, LA NOUVELLE ANALYSE 3D-VAR BENEFICIERA
EGALEMENT D'UNE MEILLEURE SELECTION DES DONNEES HUMSAT
UTILISEES DANS L'ANALYSE DE L'HUMIDITE. DANS L'ANALYSE
IO ACTUELLE, ON UTILISE LES DONNEES HUMSAT A UNE
RESOLUTION STANDARD DE 200 KM; DANS LE 3D-VAR, ON
UTILISERA PLUTOT LES DONNEES A UNE RESOLUTION DE 100
KM LA OU DES GRADIENTS SIGNIFICATIFS D'HUMIDITE ONT
ETE DETECTES, ET A UNE RESOLUTION DE 300 KM LA OU DES
CONDITIONS HOMOGENES D'HUMIDITE EXISTENT. CECI
PERMETTRA DE RAFFINER LES PATRONS D'HUMIDITE ASSOCIES
A DES SYSTEMES NUAGEUX A PLUS FINE ECHELLE.

LA MISE EN OEUVRE DU 3D-VAR EST UNE PREMIERE ET
FONDAMENTALE ETAPE VERS UN SYSTEME D'ASSIMILATION DE
DONNEES QUADRI-DIMENSIONNEL (4DDA). TANT L'IO QUE LE
3D-VAR SONT DES SYSTEMES STATIQUES EN CE SENS QU'ILS
SONT CONÇUS POUR MINIMISER LES NIVEAUX D'ERREURS
LORSQUE MOYENNES SUR DES PERIODES D'UN MOIS A UNE
SAISON. CECI PEUT CEPENDANT S'AVERER INSUFFISANT
LORSQUE SURVIENNENT CERTAINS EVENEMENTS SYNOPTIQUES
PARTICULIERS REQUERANT UNE DESCRIPTION PLUS PRECISE
AFIN DE MODELISER CORRECTEMENT LE DEVELOPPEMENT QUI
PEUT S'ENSUIVRE. CETTE FLEXIBILITE NE PEUT ETRE
OBTENUE QUE PAR LE 4DDA, SUR LEQUEL SE POURSUIVENT DES
TRAVAUX DE RECHERCHE INTENSIFS.

MEME SI LE 3D-VAR FACILITERA L'ASSIMILATION DES
OBSERVATIONS NON-CONVENTIONNELLES, ON DOIT SOULIGNER
QU'A CETTE ETAPE, LE 3D-VAR UTILISERA LES MEMES
OBSERVATIONS (SAUF POUR LES DONNEES HUMSAT) QUE LE
SCHEMA IO OPERATIONNEL. CEPENDANT, DANS LE 3D-VAR, LES
OBSERVATIONS D'AERONEFS (AIREP) ET SYNOPTIQUES (SYNOP)
NE SERONT PLUS REGROUPEES EN SUPER-OBSERVATIONS. AU
COURS DES MOIS A VENIR, LES STATISTIQUES D'ERREUR DES
CHAMPS D'ESSAI SERONT AMELIOREES GRACE A CERTAINES
POSSIBILITES OFFERTES PAR LE 3D-VAR, ET DE NOUVEAUX
TYPES DE DONNEES SERONT PROGRESSIVEMENT INTRODUITS
DANS L'ANALYSE.

CE NOUVEAU SYSTEME D'ASSIMILATION 3D-VAR A ETE TOURNE
EN PASSE PARALLELE AU COURS DES 4 DERNIERS MOIS. LES
ANALYSES, AINSI QUE LES PREVISIONS DU MODELE GLOBAL
BASE SUR LES ANALYSES 3D-VAR ONT ETE VERIFIEES CONTRE
LES DONNEES DE RADIOSONDAGES DE PLUSIEURS RESEAUX,
EVALUEES PAR LES METEOROLOGISTES OPERATIONNELS DU CMC
ET COMPAREES AUX SORTIES OPERATIONNELLES ACTUELLES.

EN GENERAL, LES SYSTEMES OPERATIONNEL ET PARALLELE SE
SONT COMPORTES D'UNE FAÇON TRES SEMBLABLE, TANT POUR
LES ANALYSES QUE POUR LES PREVISIONS ISSUES DU MODELE
SEF. ON S'ATTENDAIT A CE COMPORTEMENT PUISQUE LES DEUX
SYSTEMES D'ANALYSE ONT UTILISE LES MEMES DONNEES
(EXCEPTE POUR LES DONNEES HUMSAT) DE FAÇON A VALIDER
LE SCHEMA 3D-VAR CONTRE LE SCHEMA IO.

LES ANALYSES OPERATIONNELLES DES CHAMPS DE MASSE (E.G.
GEOPOTENTIEL, TEMPERATURE, VENTS) ETAIENT TRES
SEMBLABLES A CELLES PRODUITES DANS LE SYSTEME
PARALLELE 3D-VAR, SAUF SUR LES REGIONS PAUVRES EN
DONNEES, OU DES DIFFERENCES SIGNIFICATIVES ENTRE LES
DEUX ANALYSES ONT ETE OBSERVEES. CECI SE MANIFESTE
SURTOUT AU-DESSUS DES REGIONS OCEANIQUES, ET PLUS
SPECIFIQUEMENT AU-DESSUS DE L'HEMISPHERE SUD, LA OU LA
DENSITE DE DONNEES EST MOINDRE. LES DIFFERENCES LES
PLUS GRANDES SE TROUVENT DANS LES PLUS HAUTS NIVEAUX
DE L'ANALYSE, OU LA CONCORDANCE ENTRE L'ANALYSE ET LES
OBSERVATIONS DE GEOPOTENTIEL DES RADIOSONDAGES EST UN
PEU MOINS BONNE DANS LE 3D-VAR QUE DANS L'IO. ON NE
DOIT CEPENDANT PAS INTERPRETER CE COMPORTEMENT COMME
UNE DEFICIENCE DU 3D-VAR, MAIS PLUTOT COMME UNE
CONSEQUENCE SUBTILE DU PROCESSUS DE SELECTION DES
DONNEES QUI EST FAIT DIFFEREMMENT DANS LES DEUX
SYSTEMES.

LES ANALYSES D'HUMIDITE ONT ETE JUGEES UN PEU
MEILLEURES DANS LE SYSTEME PARALLELE, PROBABLEMENT DU
A L'AMELIORATION DU PROCESSUS DE SELECTION DES DONNEES
HUMSAT. CECI PERMET DE MIEUX DEFINIR LES SYSTEMES
NUAGEUX A PLUS FINE ECHELLE, ET A MIEUX REPRESENTER
DANS L'ANALYSE LES CHAMPS D'HUMIDITE QUI Y SONT
ASSOCIES.


MCBEAN/ADMA/TORONTO