Comprendre les modèles météo

[Cotissois 31]

Bonsoir,

J'avais commencé depuis déjà très longtemps à faire une synthèse sur le fonctionnement des modèles numériques, car j'ai l'impression que c'est un sujet souvent délaissé au profit de l'interprétation pure des modèles (et aussi parce que faire une synthèse aide à clarifier ses connaissances).

J'ai voulu expliquer les inévitables équations de la dynamique sans les écrire explicitement. Je ne rentre pas dans les détails, mais essaie de pointer tous les termes importants à la compréhension de base de la dynamique atmosphérique. (et j'ai évité de parler du TP ! /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20"> )

Sont évoqués les problèmes habituels mais parfois mal compris d'une modélisation numérique.

Voilà, j'ai finalisé ça dernièrement. C'est disponible ici :

http://meteocotissois.free.fr/accueil/modeles.html

Si vous avez des questions/critiques, n'hésitez pas.

[CFR]

Elle est pas mal du tout ta page, je l'ai parcourue rapidement.

Juste une précision au passage : le CEP a fait très fort puisque son modèle global depuis quelques mois a une résolution de 25km environ...

[Damien49]

Intéréssant cotissois, bravo. J'l'avais lut hier. Oublié de te féliciter. Certains du forum prévision devraient le lire je pense...

[orage30]

merci cotissois pour ton dossier tres interessant /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Météofun]

Merci Cotissois pour cet excellent dossier : concis très instructif !

[Cotissois 31]

Merci d'avoir donné votre avis /emoticons/sleep@2x.png 2x" width="20" height="20">

Pour les chiffres à la fin, j'ai fait les estimations moi-même donc j'espère ne pas me tromper. Je me suis quand mêm trompé sur le nombre d'itérations pour une prévision à 24h : 24 x 6 ça ne fait pas 850...

Et le CEP, il est à 25km pour tout le globe ?

Sinon j'ai lu que GFS avait un pas de temps élevé par rapport à la moyenne mais j'ai pas trouvé combien...

Je me suis beaucoup documenté sur http://www.meted.ucar.edu/ mais surprise, maintenant il faut s'enregistrer /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

par contre j'ai trouvé pour le pas de GFS : 7.5minutes, bon ben c'est pas révolutionnaire finalement...

Plus de précisions sur http://www.emc.ncep.noaa.gov/gmb/moorthi/gam.html

[Météofun]

Ben je comprend pas trop là : sur le lien il me semble lire que c’est 12 minutes :

Computational Performance

About 12 minutes computation time on the IBM per one-day forecast at T254.

Pour comparaison, en 2005 s’était (selon les FdM) :

15 minutes pour le CEP

16 minutes pour ARPEGE

7 minutes pour ALADIN

Actuellement, le CEP est passé à 12 minutes.

Sinon, c’est vrai que c’est nouveau cet enregistrement. Mais il semble que ce soit gratuit si j’ai bien compris. Bon, je verrai ça un peu plus tard.

[Cotissois 31]

Ben je comprend pas trop là : sur le lien il me semble lire que c’est 12 minutes :

Pour comparaison, en 2005 s’était (selon les FdM) :

15 minutes pour le CEP

16 minutes pour ARPEGE

7 minutes pour ALADIN

Nein c'est le temps de calcul pour une prévision à un jour si j'ai bien compris, computation c'est le temps de l'ordinateur.

mais le pas de temps du schéma dynamique est bien précisé 7.5 minutes.

Merci pour les infos, finalement il est en retard sur la concurrence le GFS

[CFR]

Et le CEP, il est à 25km pour tout le globe ?

Oui, et c'est tout a fait remarquable... Sinon pour info les previsionnistes locaux en Alaska utilisent au moins autant CEP que GFS, car CEP semble donner de meilleurs resultats sur la zone Pacifique Nord, notamment en representant mieux les trajectoires des depressions. /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Météofun]

Nein /emoticons/happy@2x.png 2x" width="20" height="20"> c'est le temps de calcul pour une prévision à un jour si j'ai bien compris, computation c'est le temps de l'ordinateur.

mais le pas de temps du schéma dynamique est bien précisé 7.5 minutes.

Houuuu ! T’es trop naze Christophe ! J’ai trop honte … Bon, ça m’apprendra à lire les trucs en diagonale et à m’arrêter au premier chiffre … Merci Par contre, je ne sais pas si on peut dire en retard par rapport à la concurrence. Par exemple, le CEP a diminué son pas de temps.

Merci CFR pour cet exemple (vive le model Européen ! ). D’ailleurs, si j’ai bien compris tu t’es vendu à l’ennemie pour améliorer ces piètres performances, traître ! /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

[CFR]

Merci CFR pour cet exemple (vive le model Européen ! /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20"> ). D’ailleurs, si j’ai bien compris tu t’es vendu à l’ennemie pour améliorer ces piètres performances, traître ! /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">/emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

Tu as a demi compris /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20"> En fait je bosse en utilisant GFS mais pas sur GFS lui-meme, donc ce n'est pas grace a moi qu'il refera son retard sur le CEP. D'autre part je suis toujours employe par MF (je termine ma formation d'ingenieur), donc je suis plutot ici en sous-marin espion... /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

[ferenc]

Bravo et merci Cotissois22 pour toutes ces explications très intéressantes. /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

[yvo]

J'arrive en retard, je n'avais pas fait attention à ce tolpic. Bravo, il fallait s'y attaquer car c'est un sujet très difficile et qui permet de comprendre un peu plus le monde des modèles, un grand merci

[sirius]

Bonjour

Je découvre ce thème au hasard d'une pérégrination.

Il est pas mal du tout, ton dossier.

Tu parles de pas de temps, peut être devrais tu dire que pas de temps et résolution spatiale sont intrinséquement liés: plus la résolution est grande, plus le plas de temps doit être petit , tout simplment pour véiter qu'un évènement surgi dans la maille A ne file dans la maille C sans être détecté (calculé) dans la maille B.

Autre chose, j'ai peut être lu trop vite mais il me semble que tu parles peu de la résolution verticale. Elle est pourtant essentielle.

Enfin, il me semble que le prochain modèle de MF et de ECMWF seront non hydrostatiques. Je me demande d'ailleurs où on en est.

[sylvainmeteo]

peut pas y accéder!

[Cotissois 31]

Bah zut j'avais écrit un message je croyais...

Bon je recommence

Merci sirius. Oui j'aurais pu préciser le lien entre taille de la maille et pas de temps /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

Pour la résolution verticale c'est normal, je maîtrise pas trop. En quoi ça joue vraiment ? Je veux dire, est-ce qu'il faut faire des choix très précis (à part mettre le plus de niveaux possibles...). Je sais qu'on peut utiliser des coordonnées "sigma", mais je sais pas ce que font vraiment les modèles.

Oui le prochain modèle de MF sera non-hydrostatique, CEP je l'apprends

Ca va pas forcément être très utile en prévision amateur, car on n'a pas beaucoup de données, mais peut-être ça se verra sur la justesse des prévisions de MF ?

[sirius]

Bah zut j'avais écrit un message je croyais...

Bon je recommence

Merci sirius. Oui j'aurais pu préciser le lien entre taille de la maille et pas de temps

Pour la résolution verticale c'est normal, je maîtrise pas trop. En quoi ça joue vraiment ? Je veux dire, est-ce qu'il faut faire des choix très précis (à part mettre le plus de niveaux possibles...). Je sais qu'on peut utiliser des coordonnées "sigma", mais je sais pas ce que font vraiment les modèles.

Oui le prochain modèle de MF sera non-hydrostatique, CEP je l'apprends

Ca va pas forcément être très utile en prévision amateur, car on n'a pas beaucoup de données, mais peut-être ça se verra sur la justesse des prévisions de MF ?

Désolé, je n'avais pas vu cette réponse.

Résolution verticale: les coordonnées sigma ont pour objectif de ne pas être dépendant de l'orographie (sigma = p/p_surface), autremant dit les niveaux épousent l'orographie et se resserrent au dessus des montagnes comme le fait l'air, en fait; En qq sorte, on conserve les tubes de courant (bien qu'on soit loin du régime laminaire évidemment, ce n'est qu'une image)

Il faudrait une très grande résolution verticale dans la couche limite , ça serait encore le meilleur moyen de simuler les stratocumulus qui restent difficiles à pronostiquer

une bonne résolution autour de la tropopause et aussi dans la strato de façon à traiter correctement les échanges radiatifs et à amortir les ondes de gravité (pour ce dernier point, c'est ce que j'ai cru comprendre parce qu'on commence à être bien loin de mes compétences)

Les modèles du CEPMMT et de MF ont le même noyau et le développement est donc commun.

L'intérêt du modèle non hydrostatique est, je crois, dans ses possibilités quant aux mouvements verticaus et donc pour la convection. C'est vrai que pour les amateurs, ça va être peu utile si les données sont inaccessibles.

[Météofun]

Juste pour préciser un peu …

Beaucoup de modèles (dont GFS et le IFS du CEPMMT) sont en fait des modèles en coordonnées mixtes sur la verticale.

Elles sont en coordonnées sigma dans les BC et bascule progressivement vers les coordonnées pression, ce qui permet de réhomogénéiser la distribution des mailles de calcul à plus haute altitude.

En ce qui concerne les modèles Non-Hydrostatiques, c’est vrai que j’ai découvert ça dernièrement. Mais il n’y pas vraiment de publication public dessus. Les liens que j’ai pu trouver sur le cite su CEPMMT renvoient tous sur des pages à accès restreint … Je pense que c’est pas pour tout de suite qu’on va avoir une version NH d’IFS en opérationnel …

http://www.cnrm.meteo.fr/gmapdoc/spip.php?article155

Sinon, pour le rôle de la tropopause, c’est vrai que la rupture de stabilité statique apporte nombre de conséquences. Tu as cité l’amortissement des ondes de gravité, et les échanges radiatifs (probablement là plus à cause de la rupture dans la composition chimique -ozone et vapeur d’eau notamment- sauf si je me trompe). Mais la plupart des perturbations dynamiques ont une amplitude bien plus forte à la tropopause qu’au milieu de la tropo, à cause de cette rupture.

Ceci dit, je ne connais pas plus que ça les divers problèmes engendré (tu sites par exemple les ondes de gravité).

A noter aussi qu’il existe des modèles de prévision de couche limite à très haute résolution (parfois uniquement à 1D) destiner à privilégier le traitement de l’humidité ou de la turbulence pour les zones critiques -tels que les aéroports-).

[sirius]

Juste pour préciser un peu …

Beaucoup de modèles (dont GFS et le IFS du CEPMMT) sont en fait des modèles en coordonnées mixtes sur la verticale.

Elles sont en coordonnées sigma dans les BC et bascule progressivement vers les coordonnées pression, ce qui permet de réhomogénéiser la distribution des mailles de calcul à plus haute altitude.

En ce qui concerne les modèles Non-Hydrostatiques, c’est vrai que j’ai découvert ça dernièrement. Mais il n’y pas vraiment de publication public dessus. Les liens que j’ai pu trouver sur le cite su CEPMMT renvoient tous sur des pages à accès restreint … Je pense que c’est pas pour tout de suite qu’on va avoir une version NH d’IFS en opérationnel …

http://www.cnrm.meteo.fr/gmapdoc/spip.php?article155

Sinon, pour le rôle de la tropopause, c’est vrai que la rupture de stabilité statique apporte nombre de conséquences. Tu as cité l’amortissement des ondes de gravité, et les échanges radiatifs (probablement là plus à cause de la rupture dans la composition chimique -ozone et vapeur d’eau notamment- sauf si je me trompe). Mais la plupart des perturbations dynamiques ont une amplitude bien plus forte à la tropopause qu’au milieu de la tropo, à cause de cette rupture.

Ceci dit, je ne connais pas plus que ça les divers problèmes engendré (tu sites par exemple les ondes de gravité).

A noter aussi qu’il existe des modèles de prévision de couche limite à très haute résolution (parfois uniquement à 1D) destiner à privilégier le traitement de l’humidité ou de la turbulence pour les zones critiques -tels que les aéroports-).

Si tu veux des références de modèle non hydrostatique vois un peu Meso NH , ça ne manque pas de publis . Mais comme son nom l'indique, c'est un modèle méso échelle (3D évidemment). C'est quand même ce modèle qui constitue la base pour le futur d'ARPEGE. J'imagine cependant que la transformation ne se fait pas en changeant simplment le nb de mailles .

Les modèles de couche limite ne manquent pas non plus , tout comme les modèles qui résolvent les nuages (Cloud Resolving Model) , la difficulté réside

1 dans la fermeture (quelle que soit la résolution, on ne décrit évidemment pas la turbulence à l'échelle moléculaire)

2 dans les transferts d'échelle: ce qui est résolu à l'échelle d'un nuage avec des pas de l'orde de qq m ou moins ne l'est plus quand on passe à une échelle plus grande , même si les mailles font 10 km.

[Météofun]

Si tu veux des références de modèle non hydrostatique vois un peu Meso NH , ça ne manque pas de publis . Mais comme son nom l'indique, c'est un modèle méso échelle (3D évidemment). C'est quand même ce modèle qui constitue la base pour le futur d'ARPEGE. J'imagine cependant que la transformation ne se fait pas en changeant simplment le nb de mailles . /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

Oui, effectivement, Sirius. Quand je parlais d’une absence de documents public c’était uniquement pour le développement d’une version NH d’IFS. Donc si tu en connais (liens Internet ou références), je suis preneur. /emoticons/ohmy@2x.png 2x" width="20" height="20"> zSinon, effectivement sur Meso-NH, on a tout ce que l’on veut sur le net …

Pour compléter la discussion, je me permets simplement de remettre les deux liens de base sur le sujet :

http://mesonh.aero.obs-mip.fr/mesonh/

http://www.cnrm.meteo.fr/gmapdoc/

Sinon, je pense que ça t’avait échappé, mais Meso-NH sert de base à AROME et non ARPEGE. D’ailleurs, c’est un peu plus compliqué que ça puisque si l’essentiel des paramétrisations physiques du futur modèle de prévision opérationnel AROME provient bien de Méso-NH, il n’en va pas de même pour la dynamique (voire pour cela le dernier numéro de la Météorologie).En effet, la dynamique de Meso-NH est trop lourde en temps de calcul pour l’opérationnel étant donnée son objectif de souplesse expérimentale. AROME part donc de la dynamique d’ALADIN, sur lequel à d’ailleurs été développé une version NH.

Sinon, juste pour compléter, même si ça sort un peu du sujet, ce n’est pas désintéressant. AROME ne remplacera pas une nouvelle du système en place, mais est un nouvel élément en bout de chaîne. Si on résume la chaîne de prévi de MF, une fois la mise en place d’AROME on aura :

1) L’ensemble du CEPMMT

2) Les prévi déterministes d’ARPEGE et d’IFS

3) La prévi d’ALADIN pour l’échelle régionale

4) La prévi d’AROME pour l’échelle locale

Prochains développements majeurs en vues (de ce que je sais) :

1) Poursuite de l'assimation par les RADAR, sat, profileurs de vent, ...

2) Prévi d'ensemble pour la courte échéance

[Cotissois 31]

2) Les prévi déterministes d’ARPEGE et d’IFS

IFS ? c'est quoi çà ?

[gerardlh]

Auriez-vous les liens , adresses , des différents modèles SVP .Merci .

[le-an]

IFS ? c'est quoi çà ?

IFS pour "Integrated Forecasting System" est le modèle du Centre Européen pour les Prévisions Météorologiques à Moyen Terme (CEPMMT), d'où l'autre nom courant de ce modèle, "le CEP".

[roumaniak25]

perso j'utilise GFS car c est le logiciel le plus simple (pour moi) comment acceder aux autres et existe t il dautre logiciel

du genre ???

[sirius]

Auriez-vous les liens , adresses , des différents modèles SVP .Merci .

Que cherches tu?

La description du modèle ou ses prévisions?

Pour ce qui est des prévis, tout est dispo depuis la page d'accueil d'IC me semble t il

moi, je préfère regarder les cartes du CEP directement mais c'est une question d'habitude;

http://www.ecmwf.int/products/forecasts/d/...msl_uv850_z500/