Altitude de l’isotherme 0°C au dessus des Alpes

[Idéfix37]

Comment peut-on expliquer que AROME et ICON-D2 affichent cet isotherme à des altitudes voisines de 2000m sur les Alpes ? Ces cartes ne semblent pas en accord avec les cartes des T2m. 
 

 

[_sb]

As-tu fait une coupe ou un sondage pour voir ?

Les modèles ne se comportent pas de la même façon si l'iso0 est coupé plusieurs fois.

[Cers]

C'est à cause du relief.

 

Pour ICON et ICON-D2, lorsque l'isotherme 0 °C est sous l'altitude modèle, on a ces hachures blanches et l'altitude affichée en couleurs est vraisemblablement celle du sol.

 

Pour ARPEGE et AROME, lorsque l'isotherme 0°C est au-dessous de la surface, on dirait que l'altitude de l'iso-0 °C (fictive) est calculée à partir d'un gradient thermique vertical (fictif) de 6.5 K/km. Ci-dessous par exemple, l'isotherme 0 °C est sous le sol, on l'obtient en prolongeant la courbe d'état jusqu'à 1000 hPa, et on trouve un isotherme 0 °C à environ 1.2 km. 

 

Modifié 27 janvier 2023 par Cers

[Idéfix37]

Le 27/01/2023 à 13:46, _sb a dit :

As-tu fait une coupe ou un sondage pour voir ?

Les modèles ne se comportent pas de la même façon si l'iso0 est coupé plusieurs fois.

Non je ne l’ai pas fait mais j’en avais l’intention. Je n’ai fait que rapprocher ces altitudes de l’iso 0° avec les   températures prévues par les mêmes modèles à ces mêmes altitudes. J’essayerai de voir ce que donne un sondage. 
Merci pour ta réponse. 

[Cers]

Ce que çà donne, à moins de ne pas avoir compris la question, je l'ai expliqué au-dessus. Il n'y a pas d'isotherme 0 °C si la température est négative du sol au "plafond", on peut seulement trouver une isotherme fictive pour réaliser la carte. S'il fait T °C à 2000 m dans les Alpes, l'isotherme 0 °C est sous la surface, mais on peut éventuellement faire 2000 + (T/6.5) * 1000 = altitude de l'iso-0 °C sur la carte.

[Idéfix37]

Le 27/01/2023 à 15:02, Cers a dit :

on a ces hachures blanches

Ces hachures avec ICON je connaissais et ce n’est pas la question que je me posais. 
Je m’interrogeais sur l’apparente incohérence du modèle qui prévoit l’altitude de l’isotherme 0° à 2000m par exemple et qui prévoit à cette même altitude une T2m de -14°. Certes la température près du sol n’est pas la même qu’en atmosphère libre, entre 2 montagnes par exemple, à même altitude. Et puis il peut y avoir des phénomènes d’inversion de température. 
Merci pour ta réponse. 

[Cers]

1 minute ago, Idéfix37 said:

Je m’interrogeais sur l’apparente incohérence du modèle qui prévoit l’altitude de l’isotherme 0° à 2000m par exemple et qui prévoit à cette même altitude une T2m de -14°

 

Ce n'est pas le modèle, c'est sur la carte que tu vois l'isotherme 0 °C à 2000 m.

[Idéfix37]

il y a 1 minute, Cers a dit :

Ce n'est pas le modèle, c'est sur la carte que tu vois l'isotherme 0 °C à 2000 m.

Cette carte qui affiche les altitudes de l’isotherme 0°C, elle est bien générée à partir des données fournies par le modèle pour ce paramètre. Dans certains cas le modèle ne fournit pas l’altitude de cet isotherme par rapport au niveau de la mer, mais par rapport au terrain (au modèle orographique). Mais que ce soit par rapport au niveau de la mer ou par rapport au terrain, c’est bien le modèle qui calcule ces données, non? Et MétéoCiel, ou autres, ne font qu’utiliser ces données pour tracer leur carte iso 0°C. 

[Cers]

C'est calculé à partir des données issues du modèle, mais ce n'est pas une variable modèle à proprement parler. En général, on donne l'altitude de l'iso-0 °C au-dessus du niveau moyen de la mer (AMSL). Je ne comprends pas où est le problème en fait. Si il fait -14 °C ou -5 °C en surface en un point à 2000 m d'altitude, l'altitude représentée sur la carte (pour ICON en tout cas) correspond à celle de la surface et non à l'isotherme 0 °C qui n'existe pas, c'est tout, donc 2000 m.  

 

Voici l'iso-0 °C parmi les champs disponibles en sortie pour ICON, je cite : "si la température est au-dessous de 0 °C sur toute la colonne atmosphérique, HZEROCL est fixé égal à l'altitude topographique".

 

 

source : DWD

Modifié 28 janvier 2023 par Cers

[_sb]

Pour compléter, il y a aussi le cas

Citation

In case of multiple 0◦ C isotherms, HZEROCL contains the uppermost one.

 

Sur le 18z d'ICON-D2 de ce soir pour la fin de nuit par exemple, on a ceci (désolé pour l'échelle de couleurs) : une césure nette entre Nantes et Charleville-Mézières.

 

 

La coupe apporte la solution et montre un autre effet trompeur de l'iso0°C : la mince bande à T>=0 °C vers 850 hPa

 

[Cers]

Tout à fait _sb, car dans ce cas la température s'annule à nouveau au-dessus de 850 mb et l'altitude de l'iso-0 °C retenue est la plus haute.

En revanche, pour les Alpes en particulier, c'est bien lié au fait que la température est négative au-dessus du sol.

[Idéfix37]

Il y a 9 heures, _sb a dit :

La coupe apporte la solution et montre un autre effet trompeur de l'iso0°C : la mince bande à T>=0 °C vers 850 hPa

Effectivement les inversions de température peuvent expliquer cet iso-0° apparement anormalement haut perché.
En revanche je n’adhère pas au fait qu’il serait lié à une température négative à 2m au dessus du sol. L’iso-0° est lié à la température de la masse d’air au dessus d’une région. Quand la station météo de Chamonix donne l’altitude de cet isotherme c’est pour l’ensemble du massif et pas en un point donné. 
https://chamonix-meteo.com/chamonix-mont-blanc/meteo/prevision/matin/previ_meteo_5_jours.php

[Cers]

1 hour ago, Idéfix37 said:

En revanche je n’adhère pas au fait qu’il serait lié à une température négative à 2m au dessus du sol. L’iso-0° est lié à la température de la masse d’air au dessus d’une région. Quand la station météo de Chamonix donne l’altitude de cet isotherme c’est pour l’ensemble du massif et pas en un point donné. 
https://chamonix-meteo.com/chamonix-mont-blanc/meteo/prevision/matin/previ_meteo_5_jours.php

 

Je te pose la question suivante : comment tu traces l'isotherme 0 °C dans une zone géographique où la température est strictement inférieure à 0 °C sur toute la colonne atmosphérique ?

 

Le modèle atmosphérique calcule T, p, q, u, v aux points de grille, à chaque pas de temps. Puisqu'à un instant t donné T est connue entre le sol et le sommet de l'atmosphère, il est possible d'évaluer l'altitude de l'isotherme 0 °C. Le DWD par exemple fournit la variable sous le nom "HZEROCL" (cf. le message précédent), à la résolution horizontale du modèle. Si à la verticale d'un point en surface, la température au sol est positive puis négative à partir d'un niveau Z, elle s'annule forcément et par interpolation l'iso-0 °C peut être évaluée. Si elle s'annule deux fois, par exemple en cas d'inversion thermique, il y a deux valeurs et le choix est fait de retenir la valeur la plus haute (avant l'été 2019 c'était la plus basse). Maintenant, quelle valeur attribuer à la variable "HZEROCL" si la température est strictement inférieure à 0 °C sur la verticale ? Soit c'est NaN, soit il est attribué la valeur 0 (le choix du DWD avant 2019), soit il est juste renseigné l'altitude topographique dans le modèle (le choix actuel, mais la T2M est négative). Un utilisateur peut ensuite récupérer la variable "HZEROCL" dans les data et faire une carte de l'altitude de l'isotherme 0 °C, en gardant à l'esprit que là où la température est négative sur toute la colonne l'isotherme 0 °C coïncide avec la topographie. Pour d'autres modèles, çà peut être différent. L'isotherme 0 °C peut être tracée de sorte qu'elle coupe le terrain. C'est la raison pour laquelle il faut toujours s'interroger sur la représentation de tel ou tel paramètre quand on regarde une carte.

 

Voici un sondage AROME à Chamonix, tu vois bien que malgré l'inversion ici, la température ne s'annule pas sur la verticale :

 

 

 

Modifié 29 janvier 2023 par Cers

[Idéfix37]

il y a 45 minutes, Cers a dit :

Je te pose la question suivante : comment tu traces l'isotherme 0 °C dans une zone géographique où la température est strictement inférieure à 0 °C sur toute la colonne atmosphérique ?

 

Dans une zone géographique où la température est strictement inférieure à 0°C sur toute la colonne atmosphérique, l’iso-0°C est en dessous de l’altitude du lieu, elle recoupe le terrain. Mais si au lieu de cela ICON affiche l’altitude du lieu, l’isotherme 0°C va donc « suivre le terrain » et donner le genre de carte que j’ai postée et qui pour moi est sans grand intérêt en montagne.

Merci pour l’explication.

 

[Cers]

2 minutes ago, Idéfix37 said:

l’isotherme 0°C va donc « suivre le terrain » et donner le genre de carte que j’ai postée

 

Exactement

[_sb]

Je me permets d'ajouter cette variable connexe fournie en opendata par le DWD pour ICON-EU et ICON-D2 déterministes avec prise en compte du relief interne.

 

Citation

SNOWLMT : Height of snow fall limit above MSL. It is defined as the height where the wet bulb temperature Tw first exceeds 1.3◦C (scanning mode from top to bottom). If this threshold is never reached within the entire atmospheric column, SNOWLMT is undefined

 

Modifié 29 janvier 2023 par _sb

[Cers]

Merci, intéressant car ce paramètre est sans doute plus approprié si on cherche à évaluer la limite pluie-neige.

 

Edit : d'ailleurs, c'est probablement ce paramètre qui est affiché par Météociel ici

 

https://www.meteociel.fr/modeles/icon-d2.php?ech=3&mode=55&map=300

 

Modifié 29 janvier 2023 par Cers

[_sb]

C'est un combo me semble-t-il, entre ce paramètre et l'orographie du modèle.

 

 

En effet, SNOWLMT (« limite pluie-neige » chez Meteociel) n'est pas défini lorsque la Tw ne dépasse pas 1.3°C sur la colonne. On obtient alors ceci : SNOWLMT en couleur, orographie en gris. Les zones hachurées correspondent aux zones où SNOWLMT n'est pas défini. Il y a aussi certainement un lissage graphique utilisé par meteociel différent du mien d'où les quelques détails qui varient.

 

 

Si je colorise l'orographie avec la même échelle que celle utilisée pour SNOWLMT, j'obtiens ceci : on tombe sur une carte similaire à celle de meteociel.

 

 

Conclusion : hachurée, zone où la Tw reste < 1.3°C sur toute la colonne -> l'orographie est affichée par meteociel

non hachurée, zone où la Tw est > 1.3°C à au moins une hauteur sur la colonne -> altitude la plus haute détectée

 

SNOWLMT étant par rapport au niveau moyen de la mer (MSL), c'est assez cohérent avec la définition je trouve. En revanche, pour la lecture, ce serait plus lisible de mettre à 0 au lieu de l'orographie.

Autre solution envisageable, afficher SNOWLMT - OROGRAPHY avec un masque pour les valeurs négatives (= 0).

Modifié 29 janvier 2023 par _sb