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Les modèles régionaux COSMO-2 et COSMO-7 et leurs produits

Les modèles régionaux COSMO-2 et COSMO-7 et leurs produits. Francis Schubiger Journée Energies 19 mai 2009 . COSMO CO nsortium for S mall-scale MO delling. Objectifs:

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Les modèles régionaux COSMO-2 et COSMO-7 et leurs produits

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  1. Les modèles régionauxCOSMO-2 et COSMO-7et leurs produits Francis Schubiger Journée Energies 19 mai 2009

  2. COSMOCOnsortium for Small-scale MOdelling Objectifs: • Développement, amélioration et maintenance d‘un modèle numérique (non-hydrostatique) COSMO à très haute résolution sur un domaine limité • Pour des applications opérationelles et pour la recherche • Site web:www.cosmo-model.org

  3. COSMOCOnsortium for Small-scale MOdelling Sont membres les services météorologiques nationaux de: Allemagne Deutscher Wetterdienst Suisse MeteoSuisse Italie Ufficio Generale Spazio Aereo e Meteorologia Grèce Hellenic National Meteorological Service Pologne Institute of Meteorology and Water Management Roumanie National Meteorological Administration

  4. COSMOCOnsortium for Small-scale MOdelling Candidat officiel: Russie Roshydromet

  5. COSMOOrganisation

  6. La chaîne des modèles COSMO CEPMMT / IFS maille 25 kméchelle synoptique COSMO-7: maille 6.6 km, 60 niveaux assimilation et 2x / jour prévisions à +72h COSMO-2: maille 2.2 km, 60 niveaux assimilation et 8x par jour prévisions à +24h

  7. Paramétrisation Cellule de calcul • Beaucoup de choses ont lieu à l’intérieur d’une cellule de calcul: • Formation de nuages • Turbulence • Rayonnement • Ces processus sont représentés de façon grossière par ces formulations simplifiées (paramétrisées) • Haute résolution: moins de paramétrisation Maille

  8. observations Analyse état du modèle Wetter Radar prévision temps Assimilation • Assimilation = introduction des observation dans le modèle numérique • Analyse = „Etat optimal de l’atmosphère rapporté à la grille de calcul“ • Conditions initiales pour la prévision

  9. Sondages Stations au sol Avions Images radar Observations

  10. COSMO-2 COSMO-2: prévision de précipitation de +6h à +12h Radar Radar Sans Radar Ass. Avec Radar Ass. Assimilation de données radar (COSMO-2) • Les radar fournissent des informations de précipitation à haute résolution • Assimilation dans COSMO-2

  11. Carte de couverture neigeuseà partir de l’image satellite Hauteurs de neige mesurées Hauteurs de neige sur la grille de calcul [cm] Carte de couverture neigeuse à partir d’images satellites

  12. Résolution du système (passé) • Première tentative de prévision numérique du temps par Lewis F. Richardson (1881-1953). • 64‘000 „calculateurs“ était nécessaires (Richardson, 1922) • Sa première (et unique) prévision fut inexacte.

  13. Résolution du système (aujourd’hui) • Superordinateur au Centre Suisse de calcul scientifique à haute performance CSCS à Manno (Lugano) • CRAY XT4 • 448 processeurs dual core • ~15 min. pour 72h COSMO-7 • ~20 min. pour 24h COSMO-2 • CRAY XT3 • Système de secours • Ces machines rendent la prévision avec COSMO-2 possible!

  14. 12 15 18 21 00 03 06 09 12 15 18 COSMO-7 COSMO-2 Prévision .. +72h .. +72h Déroulement de la production Cycle d’assimilation Temps UTC

  15. 1er juin 2008 17 UTC Champsde vent COSMO-2 Une flèche chaque 2.2 km COSMO-7 Une flèche chaque 6.6 km

  16. Vérification de la température à 2m Mars, avril, mai 2008 Domaine COSMO-2 ~400 stations STD (K) COSMO-7 COSMO-2 Échéance de prévision

  17. Vérification de la vitesse du vent à10m Mars, avril, mai 2008 Domaine COSMO-2 ~400 stations STD (m/s) COSMO-7 COSMO-2 Echéance de prévision

  18. COSMO-2 COSMO-7 Vérification avec les radiosondages de Payerne: hiver 08/09, prévis +24h

  19. Formats de distribution & produits • Tableaux ASCII (csv, XML) pour des points de grille, des extraits du domaine et des profils verticaux • Format GRIB1 binaire (standard OMM) pour le domaine entier ou des extraits • Graphiques/animations, météogrammes: http://intranet.meteoswiss.ch/modelbrowser

  20. Exemple d´une tabelle ASCII

  21. Exemple d´un format csv

  22. Nowcasting & courte échéance: COSMO-2

  23. Nowcasting & courte échéance: COSMO-2

  24. Courte échéance: COSMO-7

  25. Postprocessing: Filtre de kalman • opérationnel pour la température et l‘humidité à 2m • utilise les dernières prévisions pour calculer des coefficients de correction • correction horaire avec des différences filtrées entre le modèle et l‘observation: Zeit

  26. Postprocessing: Filtre de kalman (2) • corrige très bien les erreurs systématiques du modèle aux endroits où des observations sont disponibles • inconvénient: changement de type de temps • Exemple: T_2M COSMO-7 Printemps 2007, CH < 800 m. T_2M T_2M_K observation

  27. Livraison des données • Contact et offres:osm@meteoswiss.ch / 044 256 92 42 • Livraison automatique par e-mail ou ftp (sftp, scp) • 7 x 24-h surveillance de la production et livraison • Annonce de problèmes en dehors des heures de travail: Operating IT: 044 256 92 29

  28. Segment des clients: • Prévisions, alarmes, médias • Hydrologie • Prévision aéronautique & sécurité de la navigation aérienne • Environnement • (Ré-) Assurances

  29. Segment de clients: Prévisions • MeteoSuisse • Institut fédéral pour la neige et les avalanches • Service météorologique coordonné (armée) • SSR (médias) • ….

  30. Segment de clients: Hydrologie • Office fédéral de l‘environnement (OFEV/Hydrologie) • Prévisions d‘écoulement et optimisation: e-dric • Canton Valais, Groupe e • Canton du Tessin & SUPSI • AWEL (Amt Wasser, Energie, Luft) Canton de Zurich • CFF Projet „Durchmesserlinie“ gare centrale Zurich • …….

  31. Segment de clients: Energie • Automation des bâtiments • Siemens Schweiz AG (projet de recherche OptiControl) • Immeubles commerciaux • Nouvelle cabane du CAS Monte Rosa (2885 m) • Prévisions de charge d‘électricité – Marché de l‘énergie • Entreprises de gas (durant l‘hiver) • …..

  32. Autres segments de clients: • Prévision aéronautique & sécurité aérienne • skyguide : système d‘approche à Genève et Kloten • Swiss, REGA, … • Environnement • EMPA, IFSN, CENAL, PSI, SEDE, … • (Ré-) Assurances • PartnerRe: Simulation de tempêtes du passé

  33. Tempête Daria 25.01.1990 „footprint“: rafales de vent maximale [m/s]à chaque point de grille

  34. Futures améliorations de COSMO • Amélioration de la résolution verticale dans les basses couches • Amélioration de l’écoulement (vent) autour/au-dessus de la topographie • Amélioration du traitement du sol (neige, lacs, type de sol) • Assimilation de nouveaux types d’observationsp.ex. profils d’humidité à partir de données GPS et de satellites Le développement deCOSMO continue !

  35. On peut calculer le temps avec l‘ordinateur !

  36. Merci pour votre attention ! Questions?

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