1 / 29

H. Brenot, V. Ducrocq et A. Walpersdorf

Simulateurs d’observations GPS dans Méso-NH et potentiel de ces mesures dans la prévision des pluies intenses. H. Brenot, V. Ducrocq et A. Walpersdorf. présentation des journées Méso-NH des 7-8 mars 2002. PLAN. I. Potentiel de la mesure GPS

river
Download Presentation

H. Brenot, V. Ducrocq et A. Walpersdorf

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Simulateurs d’observations GPS dans Méso-NH et potentiel de ces mesures dans la prévision des pluies intenses H. Brenot, V. Ducrocq et A. Walpersdorf présentation des journées Méso-NH des 7-8 mars 2002

  2. PLAN I. Potentiel de la mesure GPS I.1 Principe de la mesure du Délai Zénithal Total (ZTD) I.2 Principe de l’extraction de l’eau précipitable (IWV) à partir du ZTD I.3 Principe de la mesure du Gradient de Délai (G ,G ) II. Simulateurs Méso-NH (cas du 8-9 septembre 2002) II.1. Simulateur de ZTD (« Zenith Total Delay ») II.2. Simulateur de STD (« Slant Total Delay ») II.3. Simulateur de Gradients(G ,G) Conclusions et perspectives NS EW NS EW

  3. I. Potentiel de la mesure GPS • Constellation d’une trentaine de satellites (rotation terrestre en 12h) • Mesure de la vitesse de propagation des signaux GPS • Conversion de la vitesse de propagation en une distance induite par l’atmosphère (délai) • Délai = distance différentielle par rapport à la propagation dans le vide, pour un même temps de parcours (exprimée en m) • Mesures de STD (délais obliques en direction des satellites visibles par un récepteur) STD Slant Total Delay STD n(s): indice de réfraction de l’atmosphère

  4. I. Potentiel de la mesure GPS I.1 Principe de la mesure du Délai Zénithal Total (ZTD) • Le système d’inversion (résolution 4D) restitue un ZTD moyen tous les quarts d’heure • Précision centimétrique du ZTD _____________________________________ ZTD = STD .projection (satellite i) i zénith Satellite dans une direction i STD Slant Total Delay STD n(s): indice de réfraction de l’atmosphère

  5. I. Potentiel de la mesure GPS I.1 Principe de la mesure du Délai Zénithal Total (ZTD) • Le système d’inversion (résolution 4D) restitue un ZTD moyen tous les quarts d’heure • Précision centimétrique du ZTD • ZTD = ZHD + ZWD de 0,05 m à 0,40 m environ 2,20 m délai hydrostatique délai humide STD Slant Total Delay STD n(s): indice de réfraction de l’atmosphère

  6. I. Potentiel de la mesure GPS I.1 Principe de la mesure du Délai Zénithal Total (ZTD) • Le système d’inversion (résolution 4D) restitue un ZTD moyen tous les quarts d’heure • Précision centimétrique du ZTD • ZTD = ZHD + ZWD + ZHmD + ZCO2D de 0,05 m à 0,40 m de 0,00 m à 0,07 m de 0,001 m à 0,005 m environ 2,50 m délai hydrostatique délai humide délai hydrométéores délai CO ² STD Slant Total Delay STD n(s): indice de réfraction de l’atmosphère

  7. I.2 Principe de l’extraction de l’eau précipitable (IWV) à partir du ZTD GPS + Mesures de Mesures de P et T sol sol

  8. I.2 Principe de l’extraction de l’eau précipitable (IWV) à partir du ZTD GPS + Mesures de Mesures de P et T sol sol f (P , lat, alt) sol

  9. I.2 Principe de l’extraction de l’eau précipitable (IWV) à partir du ZTD GPS + Mesures de Mesures de P et T sol sol f (P , lat, alt) sol

  10. I.2 Principe de l’extraction de l’eau précipitable (IWV) à partir du ZTD GPS + Mesures de Mesures de P et T sol sol f (P , lat, alt) sol

  11. I.2 Principe de l’extraction de l’eau précipitable (IWV) à partir du ZTD GPS + Mesures de Mesures de P et T sol sol f (P , lat, alt) sol ZWD (m) IWV (kg/m²)

  12. I.2 Principe de l’extraction de l’eau précipitable (IWV) à partir du ZTD GPS + Mesures de Mesures de P et T sol sol f (P , lat, alt) sol 6 mm de ZWD 1 kg / m² de IWV

  13. I.3 Principe de la mesure du Gradient de Délai Gradient = G u + G u STD(10°) NS NS EW EW ___________ ___________ G = STD (10°) – STD (10°) NS N S ___________ ___________ G = STD (10°) – STD (10°) EW E W STD Slant Total Delay ___________ ___________ STD (10°) E STD (10°) W

  14. II. Simulateurs Méso-NH (cas du 8-9 septembre 2002) Observables GPS codés dans DIAG (Méso-NH) II.1. Simulateur de ZTD II.2. Simulateur de STD II.3. Simulateur de Gradient • position du site GPS (latitude, longitude, altitude) • position du site GPS i • azimut et élévation du tir, déduits éventuellement de la position du satellite visible • position du site GPS • azimut et élévation des satellites visibles

  15. II.1.Simulateur de ZTD domaine Méso-NH extérieur du modèle f (P , lat, alt) top ~ 0.15 m P top z ~20 km top ~ m 5 n i v e a u M é s o N H orographie Méso-NH I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I X

  16. II.1.Simulateur de ZTD domaine Méso-NH extérieur du modèle f (P , lat, alt) top ~ 0.15 m P top z ~20 km top ~ m 5 n i v e a u M é s o N H orographie Méso-NH position GPS I x I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I X

  17. II.1.Simulateur de ZTD domaine Méso-NH extérieur du modèle f (P , lat, alt) top ~ 0.15 m P top z ~20 km top ~ m 5 n i v e a u M é s o N H orographie Méso-NH position GPS I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I x I I I I I I I I X

  18. II.1.Simulateur de ZTD Calculs de ZTD dans trois simulations Méso-NH sur le cas des inondations du Gard (8-9 sept. 2002) ARP12 : initialisation par l’analyse ARPEGE à 12 UTC le 8 septembre 2002 RAD12 : méthode d’initialisation (Ducrocq et al., 2000) par analyse à méso-échelle des observations de surface et ajustements de l’humidité et des hydrométéores basés sur l’imagerie RADAR et satellitaire infrarouge AMA12 : identique à RAD12 sans les ajustements de l’humidité et des hydrométéores

  19. II.1.Simulateur de ZTD Simulation à 2.5 km de résolution du cas du Gard Précipitations Précipitations . CHRN [Delrieu et al. 2004] [Brenot et al., 2004], soumis à JGR

  20. II.2.Simulateur de STD élévation fixe azimut variable - Orographie non rencontrée - Hauteur de 9 km atteinte en sortie du domaine fils

  21. II.2.Simulateur de STD . CHRN élévation fixe azimut variable - Orographie non rencontrée - Hauteur de 9 km atteinte en sortie du domaine fils

  22. II.2.Simulateur de STD . CHRN élévation fixe azimut variable

  23. II.2.Simulateur de STD . CHRN élévation et azimut en direction des satellites (ramenés à 10° d’élévation par la fonction de projection)

  24. II.2.Simulateur de STD . CHRN problème de la fonction de projection pour les élévations proches de la verticale

  25. II.2.Simulateur de STD . CHRN

  26. II.3.Simulateur de Gradient 2 types de simulateurs de Gradients à partir des STD intégrés [Niell, 1996] [Chen and Herring, 1997] h int h > 9 km int Stratégie à 96 tirs . 8 directions azimutales . sous 12 élévations Stratégie de tirs en direction des satellites . ajustement par moindre carré

  27. II.3.Simulateur de Gradient Stratégie à 96 tirs Stratégie à 96 tirs . . . AIGL CHRN SOPH Stratégie à 96 tirs

  28. II.3.Simulateur de Gradient Stratégie à 96 tirs Stratégie à 96 tirs . . . AIGL CHRN SOPH Stratégie à 96 tirs

  29. Conclusions • Trois observables GPS (ZTD, STD et gradients) bientôt disponibles dans Méso-NH • Tests de sensibilité sur la formulation de ces observables • Intérêt des observations GPS pour la Validation des simulations Méso-NH • Sur le cas du 8-9 sept. 2002 : meilleure correspondance des observations • et des observables pour la simulation démarrant d’une analyse à méso-échelle • (RAD12) qui fournit aussi la meilleure simulation des précipitations Perspectives • Gradients : comparaison observables Méso-NH et traitements GPS à améliorer, avec prise en compte de l’effet de lissage spatio-temporel • Assimilation hybride 3D-Var ALADIN/Méso-NH de ZTD (collaboration GMAP-GMME) : opérateur ZTD développé, test de l’impact de l’assimilation des ZTD sur le cas du 8-9 septembre à venir

More Related