NOCN03 CWAO 061930 GENOT ADMN NO. 001 BILINGUAL MESSAGE - FRENCH TEXT FOLLOWS ENGLISH TEXT MESSAGE BILINGUE - LE TEXTE FRANCAIS SUIT LE TEXTE ANGLAIS IMPROVEMENT TO THE REGIONAL OPERATIONAL MODEL AMELIORATION AU MODELE GEM REGIONAL NEXT TUESDAY SEPT. 11, IN TIME FOR THE 12Z CYCLE, CMC WILL IMPLEMENT IN THE GEM OPERATIONAL REGIONAL MODEL A NEW SURFACE MODELING SCHEME KNOWN AS ISBA (INTERACTIONS, SURFACE, BIOSPHERE, ATMOSPHERE). THIS IS IN REPLACEMENT OF THE CURRENT "FORCE-RESTORE" MODULE. ISBA TAKES INTO ACCOUNT THE SURFACE FLUXES OF HEAT, MOISTURE, AND MOMENTUM OVER LAND, WATER, SEA ICE, AND GLACIERS. THE FLUXES CALCULATED OVER THESE FOUR LAND TYPES ARE COMBINED OVER EACH GRID TILE ACCORDING TO THEIR RESPECTIVE WEIGHT. THESE FLUXES ARE THEN USED AS A LOWER BOUNDARY CONDITION FOR THE VERTICAL DIFFUSION. FORCE-RESTORE CONSIDERS ONLY ONE LAND TYPE FOR EACH MODEL GRID TILE. OVER LAND, ISBA USES THE FORCE-RESTORE TECHNIQUE FOR THE EVOLUTION OF SKIN AND DAILY MEAN SURFACE TEMPERATURES, AS WELL AS FOR THE SUPERFICIAL AND DEEP SOIL VOLUMETRIC WATER CONTENTS. HOWEVER, ISBA HAS A BETTER REPRESENTATION OF VEGETATION AND SNOW AND MAKES USE OF SIX ADDITIONAL PROGNOSTIC VARIABLES : THE WATER RETAINED ON THE VEGETATION CANOPY, THE FROZEN SOIL WATER, THE SNOW ALBEDO AND DENSITY, THE LIQUID WATER CONTENT IN THE SNOW PACK, AND THE SNOW WATER EQUIVALENT OF SNOW. THE CALCULATIONS FOR THE SURFACE FLUXES OVER WATER ARE UNCHANGED. OVER SEA ICE, THE SURFACE TEMPERATURE AND FLUXES ARE OBTAINED FROM A 3-LEVEL THERMODYNAMIC SEA ICE MODEL (SURFACE AND 2 INTERNAL LEVELS). THE MODEL INCLUDES A SNOW COVER ON TOP OF THE ICE, AND REALISTIC DESCRIPTIONS OF THE SNOW AND ICE PHYSICAL PROPERTIES DURING THE WINTER AND MELTING SEASONS (ALBEDO, CONDUCTIVITY, HEAT CAPACITY, ETC.). THE PRESENCE OF LEADS IN THE ICE AND MELT PONDS ARE ALSO TAKEN INTO ACCOUNT. FINALLY, OVER GLACIERS, AN APPROACH SIMILAR TO ISBA OVER LAND IS TAKEN WITH A 2-LEVEL FORCE-RESTORE METHOD (PROGNOSTIC EQUATIONS FOR SURFACE AND IN-GLACIER TEMPERATURES) WITH PHYSICAL PARAMETERS APPROPRIATE TO THICK ICE AND A POSSIBLE SNOW COVER ON TOP. THE ASSIMILATION OF SOIL VARIABLES HAS ALSO UNDERGONE SIGNIFICANT CHANGES. EXCEPT FOR THE SNOW WATER EQUIVALENT WHICH IS GIVEN BY AN EXTERNAL ANALYSIS, THE INITIAL CONDITIONS FOR ISBA'S OTHER PROGNOSTIC VARIABLES ARE "CARRIED ON", OR "CYCLED", FROM THE PREVIOUS DAY INTEGRATION. THE SAME CYCLING STRATEGY IS USED FOR THE SKIN AND DEEP SURFACE TEMPERATURES OF THE GLACIERS, AS WELL AS FOR THE SUPERFICIAL SURFACE TEMPERATURE OF THE SEA ICE. THE DEPTH OF THE SEA ICE IS CURRENTLY OBTAINED FROM A CLIMATOLOGY. FROM MID-JULY TO THE END OF AUGUST, A+P UNDERTOOK A SUBJECTIVE EVALUATION OF THE PARALLEL GEM REGIONAL MODEL, DESCRIBED BELOW AS THE ISBA RUN. IN THE BOUNDARY LAYER, FORECAST TEMPERATURES ARE CLEARLY IMPROVED IN ISBA, WITH WARMER VALUES THAN IN THE OPERATIONAL MODEL. THE DIFFERENCES EXTEND THROUGH A SURPRISINGLY DEEP LAYER, ESPECIALLY IN WESTERN NORTH AMERICA WHERE THE ADIABATIC LAYER CAN GO TO 700 HPA. SUBJECTIVE VERIFICATIONS OF FORECAST TEMPERATURE PROFILES AGAINST RADIOSONDE OBSERVATIONS SHOWED THE SIGNIFICANT SUPERIORITY OF THE PARALLEL SYSTEM WITH ISBA, WITH GENERALLY WARMER BOUNDARY LAYER TEMPERATURES. AT THE SURFACE, THERE WAS MORE VARIABILITY IN THE FORECASTS, BUT THE PARALLEL MODEL OFTEN FORECAST WARMER TEMPERATURES THAN THE OPERATIONAL GEM AT 00Z, AND THE WARMER FORECASTS WERE OFTEN BETTER. ISBA HANDLES BETTER THE MAXIMUM TEMPERATURE PART OF THE DIURNAL CYCLE AT THE SURFACE. IN FORECASTS VALID AT 12Z, WE NOTED THAT ISBA COULD SOMETIMES BE COOLER THAN THE OPERATIONAL MODEL AT THE SURFACE BUT DID NOT VERIFY AS WELL. IN SOME OF THESE CASES, THE DIFFERENCE WAS DUE TO AN EXTREMELY SHARP INVERSION IN FORECAST TEMPERATURE IN THE VERY LOWEST ETA LEVELS OF THE MODEL. ABOVE THE INVERSION, THE WARMER ISBA FORECAST WAS GENERALLY BETTER. IN THE BOUNDARY LAYER, THERE WAS MORE VARIABILITY IN FORECAST DEW POINTS THAN IN TEMPERATURES. NEVERTHELESS, IT WAS CLEAR THAT THE ISBA SYSTEM OFTEN HAD A BETTER TD FORECAST, WITH LOWER VALUES. AT THE SURFACE, THE ISBA SYSTEM IS GENERALLY DRIER THAN THE OPERATIONAL SYSTEM. WHILE THE OPERATIONAL MODEL HAS A MOIST BIAS, ISBA HAS A DRY BIAS THOUGH OF SMALLER AMPLITUDE. OUR EVALUATION SHOWS THAT THERE ARE OFTEN BIG DIFFERENCES BETWEEN THE INSTABILITY INDICES FORECAST BY THE TWO MODELS (BUOYANT ENERGY, STORM SEVERITY INDEX AND LIFTED INDEX) AND THAT NO DIRECT LINK WAS FOUND BETWEEN THE INDICES AND THE FORECAST PRECIPITATION OF THE TWO MODELS. WORSE INDICES AND BETTER PRECIPITATION FORECAST ARE POSSIBLE. THE PARALLEL MODEL IS ABLE TO GENERATE CONVECTIVE PRECIPITATION DESPITE THE HANDICAP OF SURFACE DEW POINTS WHICH ARE OFTEN TOO LOW. IT ALSO APPEARS TO BE ABLE TO GENERATE MORE PRECIPITATION IN THE SHORT TERM THAN ITS OPERATIONAL COUNTERPART. ISBA ALSO FORECASTS MORE PRECIPITATION BULLS-EYES THAN THE OPERATION MODEL, AT LEAST IN THE SHORT TERM. IN THE LONGER TERM (24-48 HOURS), THE PARALLEL MODEL SEEMS SLIGHTLY BETTER WITH CONVECTIVE PRECIPITATION THAN THE OPERATION MODEL. IN THIS TIME FRAME, IT SOMETIMES FORECASTS CONVECTIVE PRECIPITATION THAT IS MISSED BY THE OPERATIONAL MODEL. IT MUST BE EMPHASIZED, THOUGH, THAT THE PRECIPITATION FORECASTS ARE HIGHLY VARIABLE, AND IT WAS EXTREMELY DIFFICULT TO DRAW CONCLUSIONS ABOUT THE RELATIVE PERFORMANCE OF THE TWO MODELS' QPFS FROM SUBJECTIVE, CASE-BY-CASE, VERIFICATIONS. CONTRARY TO THE OPERATIONAL MODEL, WHICH EXHIBITED TWO CASES OF PRECIPITATION FLIP-FLOP DURING THE STUDY, ISBA SHOWED NO SUCH PATTERN. WE ALSO NOTED THAT THE PARALLEL MODEL TENDED TO FORECAST EAST COAST PRECIPITATION, ASSOCIATED WITH OFFSHORE SYSTEMS, SLIGHTLY FARTHER NORTH OR NORTHWEST THAN THE OPERATIONAL MODEL. NO SIMILAR DIFFERENCES WERE NOTED ELSEWHERE OVER NORTH AMERICA. MSLP DIFFERENCES WERE GENERALLY SMALL AND INSIGNIFICANT. 500 HPA DIFFERENCES WERE ALSO SMALL, ALTHOUGH THE PARALLEL MODEL OFTEN FORECAST SLIGHTLY HIGHER VALUES. THESE HIGHER HEIGHTS OFTEN PROVED INCORRECT. THE PERIOD COVERED DIDN'T ALLOW US TO DRAW ANY CONCLUSION FOR THE SNOW/ICE COVER. WE TOOK ADVANTAGE OF THE SINGLE STATION OVER CENTRAL GREENLAND TO VERIFY GLACIER ICE TEMPERATURES AND WE FOUND THAT THE PARALLEL MODEL FORECASTS WERE CLOSER TO THE OBSERVATION MORE OFTEN THAN THOSE OF THE OPERATIONAL MODEL. LE MARDI 11 SEPTEMBRE, POUR LE CYCLE DE 12Z, LE CMC IMPLANTERA DANS LE MODELE OPERATIONNEL GEM REGIONAL UN NOUVEAU MODULE DE SURFACE CONNU SOUS L'ACRONYME ISBA (INTERACTIONS SURFACE-BIOSPHERE- ATMOSPHERE), LEQUEL REMPLACERA "FORCE-RESTORE", LE MODULE PRESENTEMENT OPERATIONNEL. ISBA TIENT COMPTE DES FLUX DE TEMPERATURE, D'HUMIDITE ET DE MOMENTUM AU-DESSUS DE LA TERRE, DE L'EAU, DES GLACES MARINES ET DES GLACIERS. LES FLUX CALCULES ASSOCIES A CHACUN DE CES TYPES DE SURFACE SONT COMBINES SUR CHAQUE TUILE DU MODELE SELON LEUR POIDS RESPECTIF. CES FLUX SONT ENSUITE UTILISES COMME CONDITIONS DE SURFACE POUR LES CALCULS DE DIFFUSION VERTICALE. LE SCHEMA FORCE-RESTORE NE CONSIDERAIT QU'UN TYPE DE SURFACE CONTINENTALE A CHAQUE TUILE. AU DESSUS DE LA TERRE, LE SCHEMA ISBA CONSERVE LA MEME APPROCHE POUR L'EVOLUTION DE LA TEMPERATURE DE SURFACE ET DU SOL AINSI QUE POUR LE CONTENU VOLUMETRIQUE EN EAU DE LA SURFACE ET DE LA COUCHE PROFONDE. CEPENDANT, ISBA DISPOSE D'UNE MEILLEURE REPRESENTATION DE LA VEGETATION ET DE LA NEIGE ET FAIT APPEL A SIX VARIABLES ADDITIONNELLES, SOIENT L'EAU RETENUE PAR LA VEGETATION, L'EAU GELEE DANS LE SOL, L'ALBEDO, LA DENSITE DE LA NEIGE, LE CONTENU EN EAU DE LA NEIGE ET L'EQUIVALENT EN EAU DE LA NEIGE. AU-DESSUS DE L 'EAU, LE CALCUL DES FLUX DE SURFACE DEMEURE INCHANGE. AU-DESSUS DE LA GLACE MARINE, ON OBTIENT LA TEMPERATURE ET LES FLUX DE SURFACE D'UN MODELE THERMODYNAMIQUE DE GLACE MARINE A TROIS NIVEAUX (LA SURFACE ET DEUX NIVEAUX INTERNES) . LE MODELE TIENT COMPTE DE LA COUVERTURE DE NEIGE SUR LES GLACES ET INCLUT UNE DESCRIPTION REALISTE DES PROPRIETES PHYSIQUES DE LA NEIGE ET DE LA GLACE AUTANT PENDANT L'HIVER QU'EN PERIODE DE DEGEL (ALBEDO, CONDUCTIVITE ET CAPACITE CALORIFIQUE). IL TIENT AUSSI COMPTE DES PERCEES DANS LA GLACE AINSI QUE DES ETENDUES D'EAU SUR LA GLACE. POUR LES GLACIERS, L'APPROCHE EST SIMILAIRE A ISBA SUR TERRE AVEC UN SCHEME FORCE_RESTORE A DEUX NIVEAUX. ON UTILISE DES EQUATIONS PRONOSTIQUES TANT POUR LES TEMPERATURES DE SURFACE QU'A L'INTERIEUR DU GLACIER, AVEC DES PARAMETRES PHYSIQUES APPROPRIES AUTANT A LA GLACE EPAISSE QU'A LA NEIGE SUR LES GLACIERS. L'ASSIMILATION DES VARIABLES DU SOL A AUSSI SUBI DE PROFONDS CHANGEMENTS. SAUF POUR L'EQUIVALENT EN EAU DE LA NEIGE QUI EST FOURNI PAR UNE ANALYSE, LES CONDITIONS INITIALES UTILISEES POUR LES VARIABLES PRONOSTIQUES DE ISBA PROVIENNENT DE L'INTEGRATION DU JOUR PRECEDENT. IL EN EST DE MEME POUR LES TEMPERATURES SUPERFICIELLES ET PROFONDES AU-DESSSUS DES GLACIERS ET DE LA TEMPERATURE SUPERFICIELLE AU-DESSUS DE LA GLACE MARINE. L'EPAISSEUR DE LA GLACE EST PRESENTEMENT OBTENUE DE LA CLIMATOLOGIE. DE LA MI-JUILLET A LA FIN D'AOUT, A ET P A PROCEDE A UNE EVALUATION SUBJECTIVE DU MODELE PARALLELE REGIONAL GEM, CONNU SOUS LE VOCABLE DE PASSE ISBA (INTERACTIONS SOL, BIOSPHERE, ATMOSPHERE). DANS LA COUCHE LIMITE, NOUS AVONS NOTE UNE NETTE AMELIORATION DES TEMPERATURES PREVUES DANS LA PASSE ISBA PAR RAPPORT AU MODELE OPERATIONNEL. CES DIFFERENCES SE FAISAIENT SENTIR SUR UNE EPAISSEUR ETONNAMMENT GRANDE, SURTOUT SUR L'OUEST DE L'AMERIQUE DU NORD OU LA COUCHE ADIABATIQUE PEUT ATTEINDRE 700 HPA. NOS VERIFICATIONS SUBJECTIVES DE PROFILS DE TEMPERATURE PREVUS CONTRE LES RADIOSONDES OBSERVES DEMONTRENT LA NETTE SUPERIORITE DE LA PASSE PARALLELE ISBA AVEC DES TEMPERATURES GENERALEMENT SUPERIEURES DANS LA COUCHE LIMITE. EN SURFACE, NOUS AVONS OBSERVE PLUS DE VARIABILITE DANS LES PREVISIONS MAIS LA PASSE ISBA PREVOYAIT GENERALEMENT DES TEMPERATURES PLUS ELEVEES QUE GEM OPERATIONNEL A 00Z, CE QUI S'AVERAIT GENERALEMENT MIEUX. ISBA PREVOYAIT MIEUX LES TEMPERATURES MAXIMALES ET, AINSI, LE CYCLE DIURNE DU MODELE. A 12Z, NOUS AVONS NOTE QUE LES TEMPERATURES PREVUES PAR ISBA POUVAIENT ETRE PLUS BASSES QUE DANS L'OPERATIONNEL, CE QUI NE SE MATERIALISAIT PAS. PARFOIS, LA DIFFERENCE ETAIT DUE A UNE TRES FORTE INVERSION DANS LES NIVEAUX ETA LES PLUS BAS DU MODELE. AU-DESSUS DE L'INVERSION, LES TEMPERATURES DE ISBA, PREVUES PLUS CHAUDES, ETAIENT GENERALEMENT MEILLEURES. DANS LA COUCHE LIMITE, ON A NOTE PLUS DE VARIABILITE DANS LA PREVISION DES POINTS DE ROSEE QUE DANS LES TEMPERATURES. NEANMOINS, IL EST CLAIR QU'ISBA PREVOIT MIEUX LES POINTS DE ROSEE, AVEC DES VALEURS INFERIEURES POUR CELLES-CI. EN SURFACE, ISBA EST GENERALEMENT PLUS SEC. ALORS QUE LE MODELE OPERATIONNEL A UN BIAIS HUMIDE, ISBA A UN BIAIS SEC MAIS DE PLUS FAIBLE AMPLITUDE. NOTRE EVALUATION A SOUVENT MIS EN EVIDENCE DES DIFFERENCES MAJEURES ENTRE LES INDICES DE STABILITE PREVUS PAR LES DEUX MODELES (ENERGIE HYDROSTATIQUE, INDICE DE TEMPS VIOLENT ET INDICE DE SOULEVEMENT) MAIS AUCUN LIEN DIRECT ENTRE CES INDICES ET LES PRECIPITATIONS PREVUES. AINSI, DE MOINS BONS INDICES ET DE MEILLEURES PREVISIONS DE PRECIPITATIONS SONT POSSIBLES. LE MODELE PARALLELE EST CAPABLE DE GENERER DES PRECIPITATIONS CONVECTIVES MALGRE DES POINTS DE ROSEE DE SURFACE SOUVENT TROP BAS. IL PEUT AUSSI PREVOIR DAVANTAGE DE PRECIPITATIONS A COURT TERME QUE SON EQUIVALENT OPERATIONNEL. EGALEMENT, ISBA PEUT PRODUIRE DAVANTAGE DE PRECIPITATIONS DE POINTS DE GRILLE QUE LE MODELE OPERATIONNEL, AU MOINS A COURT TERME. A PLUS LONG TERME (24 H A 48 H), GEM EN CONFIGURATION ISBA PREVOIT LEGEREMENT MIEUX LES PRECIPITATIONS CONVECTIVES QUE LE MODELE OPERATIONNEL. ISBA PREVOIT MEME DES EPISODES MANQUES PAR LE MODELE OPERATIONNEL. NOTONS CEPENDANT QUE LES PREVISIONS DE PRECIPITATIONS SONT TRES VARIABLES ET QU'IL FUT TRES DIFFICILE DE TIRER DES CONCLUSIONS SUR LE PQP DES DEUX MODELES A PARTIR DES VERIFICATIONS SUBJECTIVES FAITES CAS PAR CAS. PENDANT LA PERIODE D'EVALUATION, ISBA N'A PAS CONNU DE VOLTE-FACE DANS LES PREVISIONS DE PRECIPITATIONS D'UN CYCLE A L'AUTRE, CONTRAIREMENT AU MODELE OPERATIONNEL POUR LEQUEL ON A CONSTATE DEUX TELS CAS. NOUS AVONS AUSSI REMARQUE QU'ISBA AVAIT TENDANCE A PREVOIR LES PRECIPITATIONS DE LA COTE EST, ASSOCIES AUX SYSTEMES COTIERS, LEGEREMENT PLUS AU NORD OU AU NORD-OUEST QUE LE MODELE OPERATIONNEL. NOUS N'AVONS PAS NOTE DE TELS COMPORTEMENT AILLEURS EN AMERIQUE DU NORD. LES DIFFERENCES ENTRE LES CHAMPS DE LA PNM ETAIENT GENERALEMENT DE TRES FAIBLES AMPLITUDES ET NEGLIGEABLES. LES DIFFERENCES DE HAUTEUR A 500 HPA ETAIENT AUSSI FAIBLES QUOIQUE LES HAUTEURS PREVUES PAR ISBA ETAIENT SOUVENT LEGEREMENT SUPERIEURES, CE QUI NE VERIFIAIT GENERALEMENT PAS. LA PERIODE COUVERTE NE NOUS A PAS PERMIS DE TIRER DE CONCLUSIONS CONCERNANT LE COUVERT DE NEIGE OU DE GLACE. NOUS AVONS PRIS AVANTAGE DE LA STATION ISOLEE DU CENTRE DU GROENLAND POUR VERIFIER LES TEMPERATURES PREVUES SUR LA GLACE ET AVONS TROUVE LES PREVISIONS DE ISBA SOUVENT MEILLEURES QUE CELLES DU MODELE OPERATIONNEL. EVERELL / ADMA / TORONTO