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Montroty, Rémi. Impact d'une assimilation de données à méso-échelle sur la prévision cyclonique

Montroty, Rémi (2008) Impact d'une assimilation de données à méso-échelle sur la prévision cyclonique.

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Résumé en francais

Dans le cadre des responsabilités du CMRS de la Réunion et des axes de recherche du LACy et du CNRMGAME, cette thèse a été proposée pour explorer diverses pistes visant à améliorer la description des cyclones et leur prévision dans un modèle à méso-échelle sur l'océan Indien. Deux axes principaux ont été envisagés : l'utilisation de pseudo-observations de contenu intégré en vapeur d'eau (TCWV) dérivé des analyses du CEPMMT dans les zones nuageuses / pluvieuses conjointement à l'utilisation d'un bogus de vents 3D pour contraindre la position, la taille et l'intensité des cyclones tropicaux et l'utilisation des variances d'erreur "du jour" dans l'algorithme d'assimilation. Tant l'analyse et la prévision de la position que celles de l'intensité nous intéressent : les diagnostics sont donc ciblés sur les améliorations de celles-ci. Attendu que les cyclones tropicaux présentent une large zone nuageuse / pluvieuse dépourvue d'observations assimilées, nous nous intéressons aux impacts des pseudo-données de TCWV dans ces zones, données susceptibles d'apporter une information nouvelle, aidant à mieux contraindre l'analyse. Les pseudo-observations de TCWV en milieu nuageux / pluvieux sont obtenues à partir d'un algorithme construit en corrélant le TCWV des analyses 1D-VAR du CEPMMT avec les températures de brillance microondes des instruments SSM/I sur le sud-ouest de l'océan Indien. Ces données sont assimilées en mode 3D-VAR dans le modèle ALADIN Réunion ainsi qu'un bogus de vents 3D développé à la CRC. L'étude de 5 semaines couvre trois cyclones intenses sur ce bassin, en 2007. Les impacts sont très positifs en terme de réduction d'erreur de position : plus de 75% de réduction de cette erreur à l'analyse et un impact de ce meilleur positionnement dans les prévisions, avec un impact positif et statistiquement significatif jusqu'à 24h. L'apport des données de TCWV est notable en terme d'amélioration structurelle : dans une comparaison aux données de pluies instantanées du satellite TMI, l'expérience assimilant le bogus de vents 3D et les données de TCWV nuageuses / pluvieuses ressort comme étant la plus réaliste. Le rayon des vents maximaux, la position des bandes spiralées périphériques et les asymétries des cyclones tropicaux sont mieux décrits grâce au cyclage du TCWV et sont en meilleur accord avec les observations TMI. Pour explorer les impacts d'une cascade d'échelle d'ALADIN Réunion, une version du modèle AROME a été implémentée sur une partie du bassin du sud-ouest de l'océan Indien et intégrant la Réunion. L'orographie plus réaliste du modèle AROME Réunion à 4 km de résolution horizontale permet de bien capturer les précipitations cycloniques. Les réflectivités radar simulées semblent cohérentes avec les structures observées par le radar du Colorado à l'île de la Réunion et les structures de fine échelle sont moins étalées mais plus intenses dans AROME Réunion. La force des vents semble réaliste et un signal de petite échelle est bien vu par le modèle, en accord avec la meilleure orographie. L'étude sur les variances d'erreur d'ébauche du jour se décompose en deux volets. Dans l'étude diagnostique, on remarque une influence marquée de la position et de l'intensité des cyclones tropicaux au niveau du tourbillon relatif. Dans l'étude d'impact de l'utilisation de ces variances d'erreur du jour durant deux mois de l'année 2008, on constate un impact globalement neutre au niveau des scores moyens. Un impact positif sur la prévision de l'intensité aux longues échéances est noté et peut être imputé aux cyclones tropicaux les plus intenses. Les zones sensibles du modèle sont donc prises en compte et un apport bénéfique sur l'intensité est obtenu

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Rabier, Florence
Ecole doctorale:Sciences de l'Univers, de l'environnement et de l'espace (SDU2E)
laboratoire/Unité de recherche :Centre National de Recherches Météorologiques (CNRM-GAME), URA 1357, Groupe de Modélisation pour l'Assimilation et la Prévision (GMAP)
Mots-clés libres :Cyclones tropicaux - Bogus de vents 3D - Assimilation de Données - Prévision numérique du temps - Radiances pluvieuses
Sujets :Sciences de la terre
Déposé le :20 Sep 2010 15:29