Questions en vrac sur la prévision à partir des modèles numériques

[js13120]

Je propose de faire un topic spécialement dédié aux questions sur des points techniques rencontrés au cours des analyse de la rubrique prévision. Car souvent on se trouve en plein HS sur ces rubriques alors thêta E, forçages, advections de TA etc je propose que ce soit regroupé là dessus.

Comme ça, ça éviterait que les explications sombrent dans la partie prévi alors que ce sont des questions qu'on peut tous se poser.

Pour commencer :

Arkus

Comment interprètes-tu les cartes de tourbillon absolu ? J'avais demandé à un prévi de MF, mais lui même ne savait pas trop...

Autre question : quelle différence d'utilisation entre les cartes de TPE et de Thêta'w ?

(j'aurais ptêt du mettre ça dans la partie questions-réponses ... blushing.gif )

Moi :

Les cartes de TA, il faut savoir que dans une perturbation, le TA n'est absolument pas conservatif, la variation d'un noyau de TA dépend en fait de la divergence horizontale., en fait le champs de pression et de vent dans les talweg est très nettment modifié du coup ça se répercute sur le Tr qui va ensuite se répercuter sur le TA.

Quand une isobare prend une tournure plus creuse ça s'accompagne ensuite nécessairement d'un changement au niveau du vent et donc de la divergence associée, le TA va varier brusquement.

De même quand on a un cisaillement horizontal de vent fort, notamment quand tu regardes un jet et son environnement, on a des TR qui sont importants (négatifs ou positifs), ce qui ensuite se répercute sur le TA qui va varier sensiblement...

Concrètement ce champ en BC est un traceur du champ de vent en représentant le cisaillement et la divergence (qu'elle soit négative ou positive).

Prenons un exemple bien théorique (car dans la pratique c'est pas aussi simple car les advections thermiques jouent un rôle important sur les VV) : imagine que tu as un talweg avec un axe de TA fort. Maintenant imagine une particule du côte du cisaillement cyclonique ou l'air froid s'écoule, si tu te places un peu avant l'axe de fort TA, les particules vont arriver avec un TA plus faible qu'à ce niveau. Du coup on a bien une advection de faible TA, maintenant on arrive un peu après l'axe de fort TA donc en avant du tawleg, les particules qui arrivent ont un TA plus élevé qu'à ce niveau d'ou l'advection de fort TA.

En altitude on surveille donc les noyaux de fort TA advecté car on sait qu'ils vont amener à de la divergence.

Je sais pas si j'ai été franchement clair mais j'ai fais ce que j'ai pu sans schémas

Pour la thêta E, Thêta'w c'est la même chose si tu avais les deux paramètres sur la même cartes tu verrais que ça se superposerait. Donc pas de différence d'utilisation.

Arkus :

Je ne sais pas si j'ai parfaitement compris, mais en résumé :

Le TA indique le cisaillement horizontal donc la divergence horizontale. Un noyau de fort TA en basse couche indique une zone de convergence (donc ascendante) par exemple à l'avant d'un talweg. En altitude un TA élevé est synonyme de divergence.

Moi :

Bon désolé ça fait un peu HS, mais tant pis y a pas grand chose d'intéressant à prévoir, j'espère que les modos nous excuserons.

Pour revenir sur le Ta, oui tu as compris qu'il sert à signaler du cisaillement, de la divergence (positive ou négative).

Quand on parle de tourbillon concrètement on parle de deux types de mouvements qui vont permettre la rotation d'une particule d'air.

Ces deux mouvement sont le cisaillement, et le mouvement circulaire.

Pour être plus clair voilà un schéma qui peut aider un peu à comprendre clairement ce dont on parle :

Ici tu vois un une rotation de la masse d'air autour du carré, ce mouvement circulaire se rencontre près des tawleg, en tout cas dès qu'il y a une déformation au niveau des isobares, car le champ de vent est bien entendu lié au champ de pression.

Maintenant on s'intéresse a des lignes de courant parralèles entre elles mais on le voit, les vitesses sont différentes, plus ou moins intense. J'ai tracé une croix pour que ce soit plus facile à capter...

Tu vois qu'en ayant des valeurs de vents différentes sur un plan horizontal, donc du cisaillement horizontal de vent, la croix bouge dans deux sens différent selon là ou l'on se situe par rapport à l'axe de vent fort.

Ce cisaillement se produit au voisinage des jets notamment en BC et en ALT.

En fait le tourbillon sert à mesurer la rotation qu'une particule d'air va avoir, et l'air est est soumis à ces deux mouvements.

Ta et Tr ce sont simplement deux façon de voir. Le plus simple c'est le Tourbillon relatif car en fait il prend en compte simplement ces deux mouvements. Mais dans ce cas tu prends comme référentiel la terre. Maintenant si tu regardes la terre de l'extérieur tu vois qu'elle tourne et qu'elle imprime donc un tourbillon d'entraînement qui correspond en fait à la fameuse force de Coriolis. Quand on parle de tourbillon absolu on fait l'addition du Tr+f

Voilà donc qui devrait plus expliciter ces notions de TA et Tr et permettre de comprendre pourquoi la divergence et le cisaillement jouent.

Sinon attention sur ce dossier on ne parle pas de thêta E mais de thêta qui est différent car thêta c'est la température potentielle et non la température potentielle équivalente...

Je sais avec des noms barbares comme ça c'est facile de s'y perdre. Mais thêta E et thêta'w au final c'est la même chose c'est juste le processus pour y arriver à montrer ce qu'on désire qui est différent.

Le but de la thêta E c'est de rendre visible une partie de l'énergie qu'un thermomètre sensible ne peut mesurer.

Comment on fait?

Imagine une particule d'air, tu la soulève jusqu'au point de condensation ou elle va suivre la pseudo adiabatique, la condensation va libérer de la chaleur et la température va donc baisser moins vite à présent.

C'est la transformation de la chaleur latente en chaleur sensible (celle qui se mesure). On la soulève au maximum jusqu'à ce qu'il n'y est plus de vapeur d'eau à condenser. Là ou les pseudo adiabatiques et les adiabatiques sont quasiment parallèles en haute troposphère. Toute la chaleur latente aura été transformée en sensible. On redescend ensuite au niveau 1000hPa (qui justifie le terme thêta), ça se fait selon l'adiabatique cette fois.

C'est plus simple que la thêta'w où là on fait finalement l'inverse. Puisque pour la thêta'w là lorsqu'on arrive à condensation, on ne va pas transformer la chaleur latente en sensible, au contraire on va redescendre en maintenant la particule saturée comme tu as du le voir sur cette analyse. Ce qui revient à transformer cette fois de la chaleur sensible en latente.

Thêta E et thêta'w sont utiles car elles sont conservatives contrairement à la thêta qui ne prend pas en compte la chaleur latente et ça pose problème dans les systèmes perturbés qui sont associés à la condensation... voilà pourquoi on a besoin de se paramètre pour suivre les fronts... etc

J'espère que ça pourra t'aider

Arkus

D'accord, je comprends de mieux en mieux !

Le tourbillon d'une particule ça n'aurait pas quelquechose à voir avec son moment cinétique en fin de compte ? (terme qui évoque plus de choses pour moi)

Alors pour ta dernière question, j'fais pas de mécanique donc je saurais pas te dire... en espérant que quelqun puisse répondre plus exactement.

[Arkus]

Bonne idée que ce topic. Il fallait bien finir par le créer

[Météofun]

En ce qui concerne les advections de TA, j’avais déjà fait un petit schéma illustré :

http://images.photomania.com/54020/1/rad69A24.gif

La légende est à la fin de ce message : /index.php?s=&showtopic=18073&view=findpost&p=380786'>http://forums.infoclimat.fr/index.php?s=&a...st&p=380786

D'ailleurs, plus généralement, je te conseil la lecture de l'ensemble des 6 pages de ce topic. Il est en partie évolution climatique et non dans la partie question/réponse, mais il est interressant sur le sujet je pense.

/index.php?showtopic=18073'>http://forums.infoclimat.fr/index.php?showtopic=18073

On avait peut-être pas assez insisté sur le sujet à l'origine, mais il ne faut absolument pas confondre advection de TA et déplacement d'une zone de TA : une zone de TA peut se déplacer rapidement dans le flux de grande échelle en ne générant que des forçages limité ...

Du coup, si le TA est un indicateur de cisaillement, c'est l'advection de TA qui est plus un marqueur de la divergence de grande échelle. C'est pourquoi les VV sont généré, en partie, non pas par le champ en 3D du TA mais par le champ en 3D des advections de TA. D'ailleurs, c'est le gradient de TA qui est important, au même titre que c'est le gradient vertical de la divergence qui renseigne sur les VV et n'ont directement la divergence. Exemple, en surface, on a une zone de convergence, on suppose donc que l'on va avoir des ascendances, mais qu'est-ce qui nous dit que dans les BC juste au-dessus la convergence soit encore plus forte et que du coup on a des subsidences ? C'est purement théorique tout ça, dans la pratique il y a des schéma types qui reviennent souvent, mais pas toujours : il est important de ne pas être perdu dans ces cas là.

Encore une fois, dans les 6 pages de cette discussion il y a des choses intéressantes sur le sujet, surtout après le premier tiers de la discussion.

Sinon, oui, l’évolution du tourbillon est, en autre, guidé par la conservation du moment cinétique (angulaire).

car dans la pratique c'est pas aussi simple car les advections thermiques jouent un rôle important sur les VV

Oui, d'ailleurs, comme tu l'as fait très justement remarquer dans ton analyse d'hier, les advections de températures sont positive et importante dans le cas de la nuit dernière et de ce matin. Les forçages d'altitude sont faibles. Les VV étaient principalement dues à l’advection chaude, aidé par l’énergie apportée par la condensation.http://www2.wetter3.de/Archiv/2007051700_9.gif

http://www2.wetter3.de/Archiv/2007051700_8.gif

[Cotissois 31]

Comme j'ai eu l'occasion d'en discuter avec js, on peut préciser un peu le moment cinétique.

Le moment cinétique est une grandeur énergétique qui quantifie la rotation des solides ou particules de fluide, en prenant en compte l'inertie donc la masse. On peut connaître les variations du moment cinétique en fonction des forces exercées : plus on exerce des forces tangentes, plus ça tourne vite, c'est assez logique. Par contre, en l'absence de forces tangentes (plus exactement le moment total des forces est nul), le moment cinétique se conserve, et donc si la particule d'air vient à changer de géométrie, les points qui se rapprochent du centre ou axe d'inertie vont se mettre à tourner de plus en plus vite.

Le tourbillon quantifie simplement la rotation théorique des particules de fluide en fonction du champ de vitesses (le vent)

Il faudrait que je revoie la conservation du tourbillon, mais en fait c'est parce que le moment cinétique se conserve (à peu près) que la rotation se conserve, et donc plus ou moins le TA. Mais Christophe pourra me corriger si besoin

Le TA indique le cisaillement horizontal donc la divergence horizontale. Un noyau de fort TA en basse couche indique une zone de convergence (donc ascendante) par exemple à l'avant d'un talweg. En altitude un TA élevé est synonyme de divergence.

Plus exactement, le TA augmente en cas de convergence. En BC on voit parfois que des noyaux de TA augmentent rapidement, trahissant des périodes de forte convergence. Mais si le TA reste invariant, on ne peut pas en conclure grand chose. En altitude, le TA tend à se conserver et donc un noyau élevé n'indique pas grand chose.

Par contre, grâces aux lois d'équilibre de l'atmosphère, l'étude du vent combinée à celle du tourbillon permet de diagnostiquer là où la convergence/divergence va s'intensifier : c'est subtil, compliqué à comprendre, Météofun peut l'expliquer, comme il l'a déjà fait, mieux que moi /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Météofun]

De façon imagée, on peut relier ça à la « loi des aires ». Autrement dit, imaginons une particule qui tourne autour d’un piquet et relié à celui-ci par une ficelle. Pendent un temps donné, et si on suppose l’absence de frottement (conservation du moment cinétique), la surface matérialisée par le déplacement de la ficelle reste identique. Je m’explique sur ce schéma :

http://www.hiboox.com/image.php?img=1h4uraem.gif

Notre objet part du point A au temps T0. Au temps T1=T0+deltaT, elle arrivera au point B. L’aire correspondante est la surface matérialisée par les traits verts.

Maintenant, on lui laisse finir sont tour et on laisse revenir au point A. Là, d’un coup, on réduit la ficelle pour ce mettre au point A’ au nouveau temps T0. Le moment cinétique est conservé. Lorsque l’objet à parcourue le même angle que précédemment, il se retrouve au point B’, mais là, on voit clairement que l’aire n’est pas la même : il manque la surface avec les points rouge. Au temps T1=T0+deltaT, l’objet se situe au point C’. En effet, il a fallut parcourir en plus la distance nécessaire pour que la surface à points bleu soit la même que celle à points rouge de sorte que la surface à trait jaune soit de même surface que celle à point rouge.

Donc on voit que pour le même temps, la rotation accélère lorsque l’on réduit le rayon de giration par conservation du moment cinétique. C’est la mêm chose pour les parineurs qui ramènent leur bras, ou le bout de ficelle avec un objet au bout que l’on fait tourner autour de son doigt. C’est la même chose pour le tourbillon du lavabo (rien à voire avec Coriolis) ou la tornade. Le principe est donc similaire dans le cas des fluides.

Je trouve l’histoire des aires simple à comprendre.

Et pour faire plaisir à Simon, mais tu sais tout autant l'expliquer, ne charie pas .

Ceci explique donc en partie l’évolution du tourbillon (à grande échelle). On a, en première approximation : dTA/dt = - f*divergence horizontale du vent.

La relation coule de source. Lorsque le TA augmente, on a donc une convergence du vent sur le plan horizontale. La conservation de la masse devant être assuré, on a donc une divergence (un écartement) du vent sur la verticale, et donc un étirement du torbillon. Donc lorsque l’on étire le tourbillon, on augment ce dernier.

Inversement avec la contraction. Pour les schémas, je renvoie à cette page de l’EAO anasyg/presyg : http://www.virtuallab.bom.gov.au/meteofran...b03/ab03310.htm

Elle est disponible içi.

http://www.virtuallab.bom.gov.au/APSATS200...s/resources.htm

Pour aller un brin plus loin, c’est intéressant de voire le lien avec le TP (tourbillon potentiel). On considère le tourbillon d’axe vertical uniquement.

TP = (1/masse volumique) * TA * gradient vertical de thêta.

On suppose le TP complètement conservatif.

On remarque que lorsque le TA augmente, pour que le TP se concerve, le gradient de thêta doit baisser. Et effectivement, on vient de voire qu’une augmentation du TA, c’est aussi, au premier ordre, une divergence verticale. La thêta se conservant (on considère une évolution adiabatique), une divergence sur un plan vertical, signifie donc un espacement des lignes iso-thêta et donc une diminution du gradient de thêta.

C’est exactement la même chose pour la diminution du TA, mais on renverse la situation. On renverse aussi pour trouver l’évolution lorsque l’on a des variations du gradient de thêta.

On peut aller un chouilla plus et comprendre pourquoi en altitude on a de forte anomalies de tourbillon. Imaginons une tropo plate, on y observe une franche discontinuité de TP (fortes valeurs dans la stratosphère) avec le gradient de thêta qui augmente brutalement. Maintenant, les conditions amène à une plongée d’air stratosphérique. La partie basse de stratosphère est la plus concernée : c’est elle qui plonge le plus. Du coup, on observe un desserrement du gradient de thêta, or, le TP se conserve et on observe alors une augmentation du TA. C’est souvent comme cela que ça se passe, et qui explique pourquoi les anomalies de tropo dynamiques sont souvent associé à des fortes anomalies de TA. Si les termes d’advections sont au rendez-vous, les forçages sont conséquents.

Mais attention, une forte anomalies de tropo, bien qu’ayant le nom de dynamique, n’est pas forcément source de forçage si elles n’est pas associées à de l’advection. C’est l’exemple typique de certaines gouttes froide.

Voilà, je trouvais que ce topic était l’occasion de revenir rapidement sur ces points là. mais j'ai été très rapide. Si y'a d'autres questions ou simplement pour préciser ce que je viens de dire avec schémas, j'y reviendrai avec plaisir, mais après mes partiels qui sont en début de semaine prochaine, par ce que pour l'instant mes révisions sur le forum, c'est pas terrible ...

[Cotissois 31]

Merci Christophe

C'est pas que je charie, c'est que j'aime bien donner les explications les plus intuitives possibles, et donc parler de TP là je voulais éviter. Ceci dit tu maîtrises mieux que moi tout çà, donc c'est aussi bien que ce soit toi qui détaille les explications.

Pour le moment cinétique (qu'est pas sans rapport avec le TP d'ailleurs...) j'avais pas pensé à la loi des aires. Intéressant en effet.

On peut aussi formaliser la relation entre la vitesse angulaire a d'un point en rotation autour du centre gravité et le moment cinétique : moment = m r² a

[js13120]

Bon à mon tour de poser une question...

Qu'est-ce qui peut expliquer ce noyau de divergence

qui explose sur l'atlantique à 300hPa?

[Arkus]

dTA/dt = - f*divergence horizontale du vent.

Ha, une bonne formule ça vaut trois phrases d'explications ! (en tous cas pour moi)

Bon je lis et je relis tous ces posts ainsi que les liens. Après, ça cogite dans ma tête et ça finira par faire tilt

[Météofun]

Bon à mon tour de poser une question...

Qu'est-ce qui peut expliquer ce noyau de divergence qui explose sur l'atlantique à 300hPa?

A vrai dire pers j’ai pas trop de réponse mais je me suis aussi souvent posé des questions sur ces genres de brusques créations. J’ai quelques pistes, mais c’est sans garantie … /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">Pour avoir les coupes de Wetter3, j’ai pas pris le même exemple, mais c’est assez semblable … C’est en Espagne :

Divergence 1 : http://www.hiboox.com/image.php?img=8ohrt5v4.gif

Divergence 2 : http://www.hiboox.com/image.php?img=o3w0duzu.gif

En fait, si on regarde les VV à 500 hPa :

http://www.hiboox.com/image.php?img=gu0mdy9y.gif

Gros noyaux, qui ne dit rien de bon sur le comportement du modèle.

A chaque fois d’ailleurs, on a une explosion sur les RR :

http://www.hiboox.com/image.php?img=7btr6329.gif

En gros, le modèle explose à cet endroit. Essayons de voire pourquoi …

Sur les coupes wetter3 (coupe à 45°N)

VV et divergence : http://www.hiboox.com/image.php?img=x6jft6zk.gif

On confirme le gros noyau de VV, et encore, on n’a pas la possibilité de faire la coup sous le maximum …

Forçages : http://www.hiboox.com/image.php?img=yvla5i9a.gif

Et là surprise : aucun forçage, aussi bien themique que dynamque … La seule possibilité pour voire de telles VV est donc uniquement, il me semble, la chaleur latente (rien avoir avec la convection -je ne dis cependant pas qu’il n’y en a pas- , mais c’est un terme similaire à l’advection thermique) libérée par la condensation, ce qui est confirmée par les cumuls de précipitation. La rétroaction est très forte : condensation, chaleur latente libérée, VV plus fortes, et ainsi de suite …

Il convient d’être très prudents : sans forçages nets, c’est très peu fiable, et presque artificiel …

De plus, ce qui peut étonner c’est qu’il n’y ait aucune -ou peu- réaction dans les advections de TA, alors que l’égalité marche dans les eux sens.

http://www.hiboox.com/image.php?img=6x6c2qrb.gif

Hypothèse : Le système est en évolution rapide et l'évolution du tourbillon se fait en-dehors du terme d'advection de tourbillon. Dans ce cas, l’équation quasi-géostrophique du tourbillon (dTA/dt = -f div Uh) est déterminée par les autres forçages : les advections de TA ne sont pas les seuls générateurs de VV (on l'avait d'ailleurs montré dans le cas de l'exemple avec un front chaud dans mon post précédent).

Bon après, je suis peut-être dans les choux, et je serai heureux d’avoir d’autres avis.

[yvo]

J'arrive en retard, mais je voulais remercier en 1er les intervenants pour leurs démos car il y a toujours quelques chose à gratter avec vos explications claires.

Sinon j’ai une question sur la carte de forçage (Forçages : http://www.hiboox.com/image.php?img=yvla5i9a.gif ) j’ai du mal à comprendre celle-ci et qui correspond à quoi

Horiz.Temperaturadvect [k/h] si je traduis ce sont les zones de couleurs qui donnent les Advections de T° Horizontale, c’est-à-dire en clair les masses d’air (chaudes ou froides) ? On voit les différences de T° des masses d’air sur la coupe

Horiz Advect abs Vorticity sont les Advections de Ta horizontaux c’est-à-dire que par rapport à ta coupe en début de tolpics (Meteofun) ce sont les Advections positives ou négatives de Ta. Pour le cas d’ Advection positive de Ta il y a une divergence horizontale en altitude qui donne une convergence au sol.

Ces Adv de Ta sont représentées sur cette carte de coupe de l’atmosphère par les nombres positifs et négatifs.

Là je suis un peu perdu, car on retrouve un peu partout sur cette carte, des nb négatifs ce qui voudrait dire qu’on a de la convergence en altitude (jusqu’à ~700hPa) et donc de la subsidence au sol.

Pour finir les flèches de cette même coupe semblent être les VV , donc convergence au sol. Cela me semble contradictoire avec l’explications des nb négatifs. On a un mélange entre des subsidences au sol représentées par des nb + et les flèches qui symbolisent les VV, convergence.

Je sature un peu désolé /emoticons/tongue@2x.png 2x" width="20" height="20">/emoticons/sleep@2x.png 2x" width="20" height="20"> . Merci encore

[calou34]

Horiz Advect abs Vorticity sont les Advections de Ta horizontaux c’est-à-dire que par rapport à ta coupe en début de tolpics (Meteofun) ce sont les Advections positives ou négatives de Ta. Pour le cas d’ Advection positive de Ta il y a une divergence horizontale en altitude qui donne une convergence au sol.

Ces Adv de Ta sont représentées sur cette carte de coupe de l’atmosphère par les nombres positifs et négatifs.

Là je suis un peu perdu, car on retrouve un peu partout sur cette carte, des nb négatifs ce qui voudrait dire qu’on a de la convergence en altitude (jusqu’à ~700hPa) et donc de la subsidence au sol.

Pour finir les flèches de cette même coupe semblent être les VV , donc convergence au sol. Cela me semble contradictoire avec l’explications des nb négatifs. On a un mélange entre des subsidences au sol représentées par des nb + et les flèches qui symbolisent les VV, convergence.

Je sature un peu désolé . Merci encore

Bonjour Yves, Si les flèches matérialisent les mouvements ascendants et subsidents (les mêmes que sur les coupes de VV), le TA est exprimé ici en terme d’advection (perte ou gain de tourbillon).

A ne pas confondre avec les termes de divergences qui balisent les zones de convergences et de divergences et d'apprécier les variations verticales de pression.

Il n’est donc pas étonnant de trouver de la subsidence là où l’advection de TA est négative (voir ta coupe), et l’ascendance qui se poursuit dans le 2ème noyau d’advection négative en partant de la gauche, peut signifier une déperdition de tourbillon, mais cependant insuffisante pour générer un mouvement subsident.

A confirmer ou infirmer bien sûr.

[yvo]

Bonjour Yves,

Si les flèches matérialisent les mouvements ascendants et subsidents (les mêmes que sur les coupes de VV), le TA est exprimé ici en terme d’advection (perte ou gain de tourbillon).

A ne pas confondre avec les termes de divergences qui balisent les zones de convergences et de divergences et d'apprécier les variations verticales de pression.

Il n’est donc pas étonnant de trouver de la subsidence là où l’advection de TA est négative (voir ta coupe), et l’ascendance qui se poursuit dans le 2ème noyau d’advection négative en partant de la gauche, peut signifier une déperdition de tourbillon, mais cependant insuffisante pour générer un mouvement subsident.

A confirmer ou infirmer bien sûr.

Merci calou34, je comprends mieux /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Cotissois 31]

Je précise rapidement pour l'utilisation des termes d'advection.

Ce sont des outils de diagnostic : le modèle livre les résultats bruts, et c'est au météorologue de voir pourquoi tel noyau de VV et si c'est fiable ou pas, de la même façon que js se pose la question en voyant la prévision de GFS...

Les termes d'advection permettent de faire le diagnostic en isolant différentes influences.

Et si par exemple, GFS voit un noyau de fortes ascendances mais qu'on sait avec les advections de TA qu'il n'y a pas d'influence nette de la dynamique, alors il est vivement conseillé d'aller voir la convection prévue... les VV qui apparaissent d'un coup entre 12 et 18h en situation chaude d'été sont très souvent liées à la prévision convective du modèle et on sait que c'est pas toujours très fiable (tendance à l'exagération). Dans ce cas, la divergence d'altitude que va montrer le modèle est une conséquence de la convection, et non pas l'inverse.

Au contraire, l'influence dynamique est souvent trahie par le fait que les noyaux de fortes VV se déplacent avec le flux (c'est plus visible à 500 qu'à 700 hPa) et peuvent perdurer la nuit.

[chris68]

Et si par exemple, GFS voit un noyau de fortes ascendances mais qu'on sait avec les advections de TA qu'il n'y a pas d'influence nette de la dynamique, alors il est vivement conseillé d'aller voir la convection prévue... les VV qui apparaissent d'un coup entre 12 et 18h en situation chaude d'été sont très souvent liées à la prévision convective du modèle et on sait que c'est pas toujours très fiable (tendance à l'exagération). Dans ce cas, la divergence d'altitude que va montrer le modèle est une conséquence de la convection, et non pas l'inverse.

Au contraire, l'influence dynamique est souvent trahie par le fait que les noyaux de fortes VV se déplacent avec le flux (c'est plus visible à 500 qu'à 700 hPa) et peuvent perdurer la nuit.

Très intéressant ça. Quand tu parle de la divergence montrée par le modèle, tu parle par exemple de celle qui figurerait sur une coupe verticale? J'aimerais juste que tu m'ôte un doute. Tu veux donc dire que, étant le résultat brut de la prévision convective du modèle, la divergence montrée n'existe tout simplement pas, ou voulais tu souligner le rôle de la convection à "créer" de la divergence en altitude? Houlà, je sais pas si c'est clair, j'ai du mal là

[Cotissois 31]

Comme tu dis, la convection force de la divergence en altitude.

Il arrive que les noyaux de divergence prévus soient entièrement liés à une forte convection, et dans ce cas-là, on n'a pas à faire à du forçage d'altitude comme on pourrait le penser.

Souvent, c'est mixte.

Pour départager l'influence de la convection/forçage d'altitude il faut étudier les advections de TA et de température, comme a fait Météofun, et Wetter3 produit des coupes qui répondent justement à ce besoin

http://www2.wetter3.de/Schnitte/5_06_L_-16_31_B_48_48.gif pour VV/advections

http://www2.wetter3.de/Schnitte/4_06_L_-16_31_B_48_48.gif pour la convection (contours gris)

[chris68]

Merci, c'est déjà bien plus clair à présent

[Météofun]

Attention, la plupart du temps ces noyaux ne sont que « pseudo-convectifs ». Autrement dit, je ne sais pas ce qui les déclanche proprement dit, la convection évoqué par Cotissois semble une bonne possibilité, mais une fois formé, il n’est pas forcément lié à de la convection (du moins dans le schéma du modèle). Pour s’en convaincre, il suffit de regarder ces deux cartes (même run, même échéance) :

Précipitation totales : http://www.hiboox.com/image.php?img=jbcuh366.gif

Précipitations convectives uniquement : http://www.hiboox.com/image.php?img=ll5j80tw.jpg

Les VV ne sont pas convectives : la VV convective paramétrée s’annule sur une maille (par définition) donc elle n’apparaît pas (quelque soit la carte des VV). Par contre, la chaleur latente libérée par la convection produit un terme qui favorise les VV « hydrostatiques » (c’est un terme qui agit un peu de la même façon que les advections de températures (advection d’épaisseur) puisque dans les deux cas il s’agit d’un apport thermique).

Donc la divergence produit par les mouvements convectifs n’apparait pas (de la même façon que les VV n’apparaissent pas). Donc la divergence que l’on voit n’est pas convective, mais pour le modèle, elle existe tout à fait (sinon pas de VV et pas de précipitation). Cette divergence d’altitude n’est donc pas directement crée par la convection.

Si la convection est l’élément déclencheur, la divergence n’apparaît que lorsque les VV produites par le terme de libération de la chaleur latente (due à la convection initiale dans ce cas) se met en place. Il faut donc que l’apport de chaleur soit significatif à l’échelle de la maille. C’est un bon exemple de couplage entre un phénomène paramétré qui influence directement (et de quelle façon !) la dynamique du modèle (VV).

Concernant l’influence des termes qui influence les VV je vous propose de regarder ce qui ce fait avec Dyonisos (enregistrement obligatoire mais gratuit)

http://www.dionysos.uqam.ca/

C’est intéressant pédagogiquement, mais un peu juste en prévi car la maile est beaucoup trop large je trouve, les petites anomalies dynamiques ne sont pas représenté (comme les gros noyaux dont on parle actuellement).

Pour finir, et en allant dans le sens de Calou :

http://www.hiboox.com/image.php?img=yvla5i9a.gif

Les VV sont opposé à l’advection de TA sur la coupe : le maximum des VV à lieu juste sous le max d’advection de TA négative, donc plutôt source de convergence. C’est bien la preuve qu’il faut chercher des réponses ailleurs.

J’essaierai de faire les schémas promis avant la fin de la semaine (maintenant que le temps s'est un peu calmé) …

[Cotissois 31]

Aïe, j'ai intérêt à être bon là...

Tu es vraiment certain que la convection est paramétrisée telle que les courants descendants compensent exactement les courants ascendants ?

En observant le GFS sur de nombreuses situations, j'ai franchement l'impression que la convection (sèche ou humide) donne surtout des ascendances. Et ce serait assez logique, car en convection humide, ce sont les ascendances qui provoquent la pluie et ce sont les ascendances qui vont permettre une interaction éventuelle avec un forçage d'altitude.

Je suis d'accord avec toi que la libération de chaleur latente joue un rôle important dans les masses d'air très humides, et peut favoriser de fortes ascendances et donc un noyau de divergence en altitude, mais en fin de compte c'est une caractéristique importante de la convection humide (même si c'est pas propre à la convection), et donc ça revient à dire que la convection favorise la divergence.

Pour ton dernier cas, l'advection de température peut suffire à expliquer les ascendances non ? Mais je n'exclus pas que la convection (humide notamment) participe aux ascendances à se développer malgré cmme tu dis les advections de TA défavorables au niveau du 5W.

Tu n'aurais pas la coupe correspondante de la theta-e/nébulosité ?

[Météofun]

T’inquiète, bien vu … mais c’est moi qui n’avais pas été clair. Dans mon message, j’avais écrit :

il n’est pas forcément lié à de la convection (du moins dans le schéma du modèle)

Et j’aurai en fait largement du plus insister sur ce qu’il y a écrit entre parenthèse ! C’est fondamental pour la suite de mon message. Il ne faut pas confondre les résultats issus de la paramétrisation de la convection du modèle (voire la carte des précipitations convectives), des résultats issus de la dynamique, mais qui peut représenter en partie ce qui est décrit par la partie physique (paramétrée) (voire la carte des RR totale auquel il faut soustraire les précipitations convectives -c’est-à-dire quasiment rien pour le noyau qui nous intéresse-). Comme c’est interressant (comme toutes les discutions que l’on a içi, d'ailleurs /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20"> ), j’ai fait une rapide petite recherche, très révélatrice d’ailleurs.Tiré de la DOC ARPEGE :

http://www.cnrm.meteo.fr/gmapdoc/meshtml/g...ARP/arpege.html

Les effets de la convection ne sont pas directement pris en compte par la dynamique, en effet la maille du modèle étant nettement ( * ) plus grande que l'échelle caractéristique des cellules convectives, il est impossible de déterminer ce qui se passe dans chaque nuage, on élabore donc une paramétrisation de la convection profonde en considérant que les mouvements ascendants au sein de l'atmosphère convective sont compensés par de la subsidence de faible intensité ( car répartie sur tout le domaine ). On fait comme s'il ne pouvait se développer qu'un seul nuage convectif "moyen" par point de grille.

* sauf dans la zone d'intérêt du modèle ARPEGE où la résolution équivalente est de l'ordre de 30 kilomètres ( voir 5.4.4.7.1 Problèmes dus à la résolution variable ).

L’astérix à toute son importance … Mais elle ne concerne pas (ou moins) GFS (maille d’une cinquantaine de km). En-dehors de cet effet, on note que la paramétrisation de la convection est bien un phénomène de moyenne sur la maille.Et on poursuit :

On s'est aperçu que le modèle ARPEGE produisait trop de précipitations convectives dans sa zone de forte résolution.

La raison est que lorsque la résolution augmente, la dynamique commence à traiter les phénomènes de petite échelle et en particulier la convection. Donc, en quelque sorte, les précipitations de nature convective sont comptabilisées deux fois.

Si on fait un petit point à ce niveau, on s’aperçois que si le modèle ARPEGE est bien-entendu incapable de représenter de la convection (hydrostatique), les anomalies de petites échelles et leurs évolutions ont une influence sur les précipitations « dynamiques ». Le souci, c’est que ces même anomalies de petites échelles et leurs évolutions ont une influence dans le traitement de la convection.La solution à ce délicat problème donné juste après, et elle ressemble plus à du bricolage qu’à autre chose …

Une solution qui tient compte de la résolution locale du modèle est à l'étude, mais pour l'instant dans le modèle opérationnel, on a choisi de diminuer ces précipitations en réduisant la convergence d'humidité ( c'est-à dire l'eau disponible ).

Prenant en compte le fait que les schémas convectifs fournissent la seule part des précipitations correspondant aux ascendances non résolues par la dynamique du modèle, les effets convectifs doivent décroitre de la valeur maximale de leur estimation sur une verticale, lorsqu'utilisés sur une maille dynamique lâche jusqu'à une valeur nulle, lorsqu'utilisés sur une maille dynamique dense.

Si, on résume, comme le modèle génère trop de précipitations, on décide de couper l’arrivée d’eau pour la convection au moyen d’un cœfficient ! ! ! /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">Autrement dit, les précipitations convectives données par les sorties modèles ne sont pas toutes les précipitations convectives, puisqu’on en ampute une partie ! Là, j’ai juste cherché rapidement dans la doc ARPEGE (en français), mais ce serait intéressant de voire si le problème est le même dans les autres modèles et si la réponse apporté est la même …

En ce qui concerne le cas de la coupe, je suis navré j’ai pas la coupe thetaE, c’est vrai que c’est dommage.

Effectivement, les advections de températures peuvent expliquer en partie, mais comme tu le suppose, c’est pas forcément suffisent. En effet, plus à l’ouest (sur l’extrême gauche de la coupe), on note qu’on a des subsidences assez franches, mais un peu moins puissantes que les ascendances d’à côté. Pourtant en valeur absolue, les advections thermiques sont dans les deux cas de valeurs assez proches (de signe opposé, bien entendu). Or, et là que c’est important, elles sont terriblement aidé par une franche advection négative de TA. On en déduit qu’il faut chercher autre chose en plus pour justifier des ascendences. On viens de voire que ce n’est pas la convection (au sens paramétré du modèle, pour être clair ! !).il ne peut s’agir que d’autres effets hydrostatique, et je pense donc bien entendu à la libération de chaleur latente.

Sinon, dans mon précédent message, j’ai oublié un truc. La convection agit à plus grande échelle sur la chaleur, sur l’humidité, mais aussi sur le vent grâce au brassage entre les couches.

Donc, au final, même si j’insiste sur mon message précédent, je ne chaerche absolument pasà imposer mon point de vu, je retranscrit ce que j'ai compris et mon point de vue ne demande qu'à évoluer . Mais je suis tout à fait d’accord avec toi (tu ne l’as pas dit, mais j’ai l’impression que c’était sous-entendu …) : la séparation, en terme de précipitation, entre convectif et non convectif par le modèle est assez artificiel et ne correspond pas forcément de l’idée que l’on s’en fait, ni même de la réalité météo. Je m’en doutais un peu au début, mais là je viens de voire que c’est carrément plus criant que ce que je m’imaginais … et c'est ce qui explique peut-être aussiton precédent message. /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

Vive les modèles non hydrostatiques qui permette de lier tout ça de façon plus homogène (mais ils ont un autre problème similaire : ils doivent paramétrer « la convection sous-maille » avant d’être explicité par le modèle … le problème est encore un peu présent enfin de compte, mais d’avantage reporté en amont).

[Cotissois 31]

Ok je crois comprendre... je raisonnais peut-être un peu trop simplement au début en fait, mais que Chris se rassure ça ne change rien à la remarque comme quoi les noyaux de divergence ne sont pas forcément liés aux anomalies de tropopause.

Là où Météofun (je mets le pseudo car vous avez les mêmes prénoms) a raison c'est que plus qu'une simple instabilité, c'est une grosse libération de chaleur latente qui va donner de gros noyaux ascendants, donc ça explique pourquoi GFS dans des masses d'air très chaudes et humides instables va avoir tendance à faire exploser des noyaux ascendants, et donc la divergence.

Pour une telle libération de chaleur latente sans forçage d'altitude, il faut forcément de la convection, mais pas forcément explosive, et donc on en vient à la remarque suivante : les noyaux ascendants intenses ne veulent pas dire une convection explosive. Si la chaleur latente est libérée à grande échelle, alors ça va donner plus des pertubations pluvio-orageuses.

Par contre, j'ai pas bien compris en paramétrisation si la subsidence compense les ascendances convectives de telle sorte que omega (convection seulement) sur la maille = 0 ? Car ils parlent de subsidence de faible intensité...

[Météofun]

Par contre, j'ai pas bien compris en paramétrisation si la subsidence compense les ascendances convectives de telle sorte que omega (convection seulement) sur la maille = 0 ? Car ils parlent de subsidence de faible intensité...

A mon sens la réponse est clairement oui, même s’ils ne le disent pas explicitement. La paramétrisation convective c’est de ne représenter qu’une seule ascendance. Ils parlent bien du terme « compenser » et précisent que les faibles VV subsidentes sont dues à leur répartitions sur tout le domaine (là où y’a pas d’ascendance).Après je fais peut-être une erreur d’interprétation …

EDIT : J'avais pas penser à le dire la dernière fois, mais c'est intressant de ragarder NMM de Météociel pour voire la différence entre convection réelle et la paramétrisation convective. Sur NMM, on voit que quasiment toutes les précipitations convectives réelles passent par la modélisation dans la dynamique du modèle et non par la schéma paramétré qui ne prend en compte que les phénomènes les plus faibles et les plus petits. Du coup, on comprend facilement ce qui ce passe pour les autres modèles, même si c'est moins flagrant à cause des mailles plus grandes et de l'hypothèse hydrostatique.

[Cotissois 31]

C'est vrai qu'avec les mailles fines, la limite convectif/non-convectif devient floue.

Il faut dire qu'un orage en fin de vie donne des pluies d'origine plutôt non-convectives. Et ça se complique avec les pertubations pluvio-orageuses : où est le convectif ?

Donc on est d'accord que convectif pour un modèle c'est paramétrisé

A mon sens la réponse est clairement oui, même s’ils ne le disent pas explicitement. La paramétrisation convective c’est de ne représenter qu’une seule ascendance. Ils parlent bien du terme « compenser » et précisent que les faibles VV subsidentes sont dues à leur répartitions sur tout le domaine (là où y’a pas d’ascendance).

Tu parles de quel domaine ? La maille ?

Qund tu dis là où il n'y a pas d'ascendances c'est une vision physique ou numérique ?

Puisque évidemment il n'y a qu'un seul omega par maille... /emoticons/happy@2x.png 2x" width="20" height="20">

Mon impression en voyant les modèles est claire que la convection donne des omega négatifs, c'est çà que je comprends pas trop...

[Météofun]

Tu parles de quel domaine ? La maille ?

Oui, c’est à l’échelle de la maille.

Qund tu dis là où il n'y a pas d'ascendances c'est une vision physique ou numérique ?

Puisque évidemment il n'y a qu'un seul omega par maille...

C’était une vision qui ne regardait que les ascendances représentées par le schéma convectif. L’influence direct de la convection est nulle sur les VV dynamique (j’en suis intimement persuadé). Là où il y a influence, c’est sur la libération de la chaleur latente ou la redistribution du champ de vent, mais c’est indirect.

Mon impression en voyant les modèles est claire que la convection donne des omega négatifs, c'est çà que je comprends pas trop...

Avec ce que l’on vient de voire, la seule possibilité, si je comprends bien, c’est :1) Ce que je viens de dire à la phrase précédente (chaleur latente et homogénéisation verticale du vent)

2) Influence des anomalies qui favorisent la convection sur la dynamique (discussion avec ARPEGE). Si on est obligé de « couper » les valeurs de précipitations convectives, c’est bien parce que la dynamique produit des précipitations, donc, des VV issus de la dynamique, qui elles apparaissent clairement.

Je ne pense qu’il y ai contradiction.

[Cotissois 31]

C'est d'accord ( je suis long à convaincre dès fois lol...)

Donc en cas de convection sèche, le modèle ne verra pas d'ascendances convectives.

En cas de convection humide, le modèle verra une libération de chaleur latente qui provoque des ascendances et donc augmente la divergence d'altitude.

Si le modèle voit une convection trop forte, il verra une libération de chaleur trop importante d'autant plus que la masse d'air est chaude et humide, des ascendances trop importantes, et donc une divergence trop importante.

D'où l'intérêt de prévoir soi-même la convection, et ne pas trop compter sur le modèle

CQFD /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

Merci Christophe

nb : j'oubliais l'effet de la convection sur le vent en effet, même si je ne sais pas trop la vraie influence sur les ascendances.

Tiens à propos, il y a un modèle c'est une perle : à chaque gros noyau convectif il sort souvent des vents divergents tels des downburts étendus, c'est pas très réaliste :

http://ljk.imag.fr/membres/Florian.Lemarie...a/prec_d01.html

[yvo]

Donc en cas de convection sèche, le modèle ne verra pas d'ascendances convectives.

En cas de convection humide, le modèle verra une libération de chaleur latente qui provoque des ascendances et donc augmente la divergence d'altitude.

Si le modèle voit une convection trop forte, il verra une libération de chaleur trop importante d'autant plus que la masse d'air est chaude et humide, des ascendances trop importantes, et donc une divergence trop importante.

D'où l'intérêt de prévoir soi-même la convection, et ne pas trop compter sur le modèle

CQFD /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

Merci Christophe /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

Merci à vous tous et principalement à vous deux pour vos explications sur le sujet. C'est loin d'être facile à appréhender . Si j'ai bien compris (?), c'est de regarder entre autres s'il y a du forçage en altitude avec la carte de 300hPa Advection Absolu Vorticity. Si oui, alors cela peut laisser présager une perturbation classique. Si non, on peut alors penser à un système plus local, orageux par exemple. Enfin c'est loin d'être facile.

Sinon pour résumer ce qui disait Calou, les valeurs données dans la carte Horizontal Advect Abs Vorticity sont celles des pertes et/ou gains d'Advection de Ta. Par contre dans la carte Horizontale Divergence, ces valeurs expriment les valeurs des VV et des valeurs de subsidences.

Pour Cotissois22, les cartes http://ljk.imag.fr/membres/Florian.Lemarie...a/prec_d01.html sont elles valables à regarder