srpd / rdps v4.0.0 séminaire pré-cpop - 11 avril 2014

SRPD / RDPS v4.0.0 Séminaire pré-CPOP - 11 Avril 2014

Jean-François Caron

+ L'équipe d'assimilation régionale: Luc Fillion, Thomas Milewski, Mateusz Reszka, Stephen Macpherson et Judy St-James

+ Invité spécial: Mark Buehner

+ ARMA: Ervig Lapalme, Stéphane Laroche et Sylvain Heilliette

+ CMDN: Alain Patoine +A&P: Allan Rahill et Charles Creese + USTAT: Marcel Vallée

+ GEM: Nathalie Gauthier et Michel Desgagné + Aide de la moitié de l'édifice

– 4/16/14

Le plan de match

1) Résumé des systèmes actuel et proposé

2) RDPS 4.0.0 basé sur l'EnVarhttps://wiki.cmc.ec.gc.ca/wiki/RDPS_4.0.0

a)4D-EnVar vs 4D-Var dans le Régional (Preuve de faisabilité)

b)Les mises à jour additionnelles (Cycles pré-finaux)

c)Cycles finaux

3) RDPS vs GDPS: La bataille du court-terme

4) Assimilation de données pour le HRDPS 2.5km

– 4/16/14

1) Le système actuel (RDPS 3.0.1)

• Cycle intermittent basé sur le 4D/3D-Var

G2

P2

R2

P1

R1

TT-6h T+48h

Global 25km

inte

rpo

latio

n

LAM-Reg 10km

4DVar Xa=100km

Global 33 km Global 33km

3DVar Xa=100km

LAM-Reg 10 km4DVar Xa=100km

– 4/16/14

• Cycle intermittent basé sur le 4D-EnVar utilisant les prévisions du EnKF global

G2

P2

R2

P1

R1

TT-6h T+48h

Global 25km

inte

rpo

latio

n

LAM-Reg 10km

EnVar Xa=50 km

Global 33 km Global 33km

EnVar Xa=50km

LAM-Reg 10 kmEnVar Xa=50km

* Configuration du EnVar dans P1 et R1 identique à celle du GDPS (G2)

1) Le système proposé (RDPS 4.0.0)

Également inclus (comme dans le GDPS)

•Nouvelle correction de biais•Radiosondes 4D•Ajout de canaux IR•Ground-based GPS•Etc…

– 4/16/14

4D-EnVar vs 4D/3D-Var

Configuration isolant l'impact des analyses RDPS•G2t-6h identiques (33km; 4D-Var)•Observations prétraitées par le cycle 4D/3D-Var•Mêmes champs de surface (15km) au temps initial•EnKF 66km, 192 membres

• 118 cas (00Z+12Z) d'été et d'hiver 2011

2) RDPS 4.0.0 basé sur l'EnVar

Preuve de faisabilité

– 4/16/14

LAM TL/Adj 100-km trajectoire provenant du pilote (global)

RDPS 4D-Var RDPS 4D-EnVar

Incréments d’analyse:100-km sur une grille gaussienne globale

Incréments d’analyse:65-km sur une grille gaussienne globale

Bens = EnKF 65-km

Hybride: 50% B_ens + 50% B_clim

Bclim = Matrice Bclim globale "à la Mark"

Bclim = Matrice Bclim hémisphérique "à la Luc"

LAM 10km

LAM 100km

Global 100km / 65km

Modèle non-linéaire

TLM/Adjoint

Incréments d’analyse

– 4/16/14

Vérification en Altitude – Hiver 2011Radiosondes – Amérique du Nord

T+24hNorth America

U |Vh|

Z T

T-Td

U

Z T

T-TdT+48hNorth America

|Vh|

10

250

500

1000

10

250

500

1000

10

250

500

1000

10

250

500

1000

1000

250

1000

25070 70

– 4/16/14

Vérification en Altitude – Été 2011Radiosondes – Amérique du Nord

T+24hNorth America

U |Vh|

Z T

T-Td

U

Z T


|Vh|

10

250

500

1000

10

250

500

1000

10

250

500

1000

10

250

500

1000

1000

250

1000

25070 70

– 4/16/14

Cycles Pré-Finaux vs RDPS 3.0.1-

Nouveautés p/r à la preuve de faisabilité•Nouvelles corrections de biais•Radiosondes 4D•Ajouts d'obs (gb-GPS + sat)•Correction de bogues dans l'analyse•Etc...



– 4/16/14


T+24hNorth America

U |Vh|

Z T

T-Td

U

Z T


|Vh|

10

250

500

1000

10

250

500

1000

10

250

500

1000

10

250

500

1000

1000

250

1000

25070 70

– 4/16/14

Cycles Finaux vs RDPS 3.0.1

Nouveautés p/r aux cycles antérieurs•G2t-6h des cycles finaux GDPS•EnKF à 50km et avec 256 membres•Cyclage de la surface•Prise en compte du temps de lancement des ballons sondes•Correction du bogue de DN dans GEM 3.3.8.1 et 3.3.7.3



– 4/16/14


T+24hNorth America

U |Vh|

Z T

T-Td

U

Z T


|Vh|

10

250

500

1000

10

250

500

1000

10

250

500

1000

10

250

500

1000

1000

250

1000

25070 70

– 4/16/14

Vérification en Surface – Hiver 2011Température 2m – Amérique du Nord

RMSE Écart-Type Biais

00 Z

12 Z

0.5

0.0

0.6

0.0

0.8

0.0

0.6

0.0

0.8

0.5

0.50.5

0.5

0.5

0.0

0.0

0.0

0.0

0.4

0.4

– 4/16/14

Vérification en Surface – Hiver 2011Température du point de rosée 2m – Amérique du Nord


00 Z

12 Z

0.5

0.1

0.5

0.1

0.7

0.1

0.5

0.2

0.8

0.5

0.50.5

0.5

0.5

0.0

0.0

0.0

0.00.3

0.6

– 4/16/14

Vérification en Surface – Été 2011Température 2m – Amérique du Nord


00 Z

12 Z

0.5

0.0

0.5

0.0

0.4

0.0

0.5

0.0

0.4

0.5

0.50.5

0.5

0.5

0.0

0.0

0.0

0.0

0.4

0.4

– 4/16/14

Vérification en Surface – Été 2011Température du point de rosée 2m – Amérique du Nord


00 Z

12 Z

0.5

0.1

0.4

0.0

0.2

0.1

0.4

0.0

0.2

0.5

0.50.5

0.5

0.5

0.0

0.0

0.0

0.00.1

0.1

– 4/16/14

Vérification de l'EP (PW) – Été 2011stations GPS en surface – Amérique du Nord

– 4/16/14

Vérification de la Précip. – Hiver 2011SYNOP – Amérique du Nord

00-24h 24-48h

– 4/16/14

Vérification de la Précip. – Hiver 2011SHEF – États-Unis

00-24h 24-48h

– 4/16/14

Vérification de la Précip. – Été 2011SYNOP – Amérique du Nord

00-24h 24-48h

– 4/16/14

Vérification de la Précip. – Été 2011SHEF – États-Unis

00-24h 24-48h

– 4/16/14


00-12h 24-36h12-24h 36-48h

00 Z

12 Z

Biais – Accumulation sur 12h

0.50 2 5 10 15

– 4/16/14


00-12h 24-36h12-24h 36-48h

00 Z

12 Z

Equitable Threat Score – Accumulation sur 12h

0.50 2 5 10 15

– 4/16/14


La nouvelle version du RDPS proposée offre des prévisions globalement meilleurs que la version actuelle

Amérique du Nord

Arctique Canada USA

Radiosondes Hiver ++ + ++ +Été ++ + + ++

Surface (T et Td) Hiver ++ ++ ++ +Été + + + =

Eau Précipitable Hiver n/a n/a n/a n/a

Été ++ = + ++

Accumulations de Précipitation sur 12 et 24h

Hiver + = n/a n/a + = + =Été + - n/a n/a + - + -

BiaisPosition

– 4/16/14

R.I.P.

4D-Var2005-2014

2) Conclusion

– 4/16/14

Est-ce que le GDPS est vraiment meilleur que le RDPS?

3) RDPS vs GDPS

Vidons-la don' la question!

– 4/16/14

Comment vérifier des prévisions de résolution différente?

3) RDPS vs GDPS

Observations

Prévision à haute résolution = Observations décalées vers la gauche

Prévision à basse résolution = Prévision à haute rés. après lissage

RMSE

1461

1139

– 4/16/14

Vérification en Altitude – Été 2011RDPS vs GDPS – Amérique du Nord – Grilles Natives

T+24hNorth America

U |Vh|

Z T

T-Td

U

Z T


|Vh|

10

250

500

1000

10

250

500

1000

10

250

500

1000

10

250

500

1000

1000

250

1000

25070 70

– 4/16/14

Vérification en Altitude – Été 2011RDPS vs GDPS – Amérique du Nord – Grilles LU 100km

T+24hNorth America

U |Vh|

Z T

T-Td

U

Z T


|Vh|

10

250

500

1000

10

250

500

1000

10

250

500

1000

10

250

500

1000

1000

250

1000

25070 70

– 4/16/14

Vérification en Altitude – Hiver 2011RDPS vs GDPS – Amérique du Nord – Grilles Natives

T+24hNorth America

U |Vh|

Z T

T-Td

U

Z T


|Vh|

10

250

500

1000

10

250

500

1000

10

250

500

1000

10

250

500

1000

1000

250

1000

25070 70

– 4/16/14

Vérification en Altitude – Hiver 2011RDPS vs GDPS – Amérique du Nord – Grilles LU 100km

T+24hNorth America

U |Vh|

Z T

T-Td

U

Z T


|Vh|

10

250

500

1000

10

250

500

1000

10

250

500

1000

10

250

500

1000

1000

250

1000

25070 70

– 4/16/14

Vérification en Altitude – Hiver 2011RDPS LAM vs PILOT – Amérique du Nord – Grilles LU 100km

T+24hNorth America

U |Vh|

Z T

T-Td

U

Z T


|Vh|

10

250

500

1000

10

250

500

1000

10

250

500

1000

10

250

500

1000

1000

250

1000

25070 70

– 4/16/14

3) RDPS vs GDPS

Dans un contexte où les 2 systèmes assimilent les mêmes observations

Été: le RDPS fait globalement mieux que le GDPS

Hiver: A t+24h, le RDPS est marginalement meilleurA t+48h, le GDPS est globalement meilleur

Vérification contre Radiosondes

Le désavantage du RDPS en hiver est fort probablement liéà l'utilisation de la version 3 de GEM (grille verticale non-décalée)

Après avoir dégradées les prévisions sur une grille commune

En ne considérant que la troposphère

– 4/16/14

4) Un plan pour le HRDPS 2.5km

Phase 1: Conditions initiales et aux frontières proviennent du RDPS

Phase 2: S'affranchir du RDPS (et faire mieux que le RDPS)

– 4/16/14

Le portrait officiel des systèmes d'assimilation de données pour des systèmes de prévision opérationnels à l'échelle convective

Nous on est quelque part par là…

– 4/16/14


Phase 2a (2014-2015): Un début modeste4D-EnVar basé sur les prévisions 50 km du EnKF global

1)Cycle intermittent au 6h + 80 niveaux verticaux (pas de pilotage par le toit) + IAU (i.e. initialisation incrémentale) + Recyclage des variables clés de le physique + LBCs et champs de surface venant du RDPS

1)On passe à un cycle continu

2)Couplage avec CaLDAS

3)LBCs provenant du GDPS 15 km Yin-Yang

Transfert aux opérations jumelé avec le GDPS 15 km?

– 4/16/14


Phase 2b (2015-2016): Là on commence à parler!4D-EnVar basé sur les prévisions 10 km du EnKF régional

1)Pilotage par le toit et adoption des niveaux verticaux du REnKF

2)On passe à un cycle d'assimilation de 3h

3)Ajouts d'obs (minimum: rapports de surface horaire)

4)Localisation dépendante des échelles

5)(Légère) Expansion du domaine horizontal?

– 4/16/14

Questions?

srpd / rdps v4.0.0 séminaire pré-cpop - 11 avril 2014

Documents