NOCN03 CWAO 071930 GENOT ADMN NO. 004 BILINGUAL MESSAGE - FRENCH TEXT FOLLOWS ENGLISH TEXT MESSAGE BILINGUE - LE TEXTE FRANCAIS SUIT LE TEXTE ANGLAIS IMPROVEMENTS IN THE GLOBAL DATA ASSIMILATION AND FORECAST SYSTEMS AT CMC. AS OF WEDNESDAY JUNE 14 2000 AT 1200 UTC, THE FOLLOWING CHANGES TO THE GLOBAL DATA ASSIMILATION AND FORECAST SYSTEMS WILL BE IMPLEMENTED AT THE CANADIAN METEOROLOGICAL CENTRE. SUMMARY OF CHANGES THE 3D-VAR (3-DIMENSIONAL VARIATIONAL) DATA ASSIMILATION WILL BE PERFORMED DIRECTLY ON THE GEM MODEL, 28 ETA VERTICAL LEVELS, RATHER THAN ON THE CURRENT 16 STANDARD PRESSURE LEVELS. IN THIS NEW VERSION, TEMPERATURE AND SURFACE PRESSURE ARE ASSIMILATED AS MASS VARIABLES EVEN THOUGH GEOPOTENTIAL HEIGHT FROM RADIOSONDES AND SATEM GEOPOTENTIAL THICKNESS STILL REPRESENT THE MAIN SOURCE OF CONTINENTAL AND REMOTELY SENSED DATA. THIS NEW VERSION OF 3D-VAR USES A COMPLETELY NEW SET OF MODEL-ERROR STATISTICS DERIVED FROM ENSEMBLE PREDICTION OF SHORT-TERM LAGGED FORECASTS (NCEP 24-48 METHOD) INCLUDING BETTER BALANCE CONSTRAINTS. AT THE SAME TIME, A NEW VERSION OF THE GEM MODEL IN THE GLOBAL CONFIGURATION WILL ALSO BE IMPLEMENTED. THE MAIN MODIFICATIONS, MADE TO INCREASE THE LEVEL OF ACTIVITY IN THE MODEL, CONSISTS OF THE ELIMINATION OF FILTERS ON THE TOPOGRAPHY, ELIMINATION OF EXPLICIT HORIZONTAL DIFFUSION (EXCEPT NEAR THE COMPUTATIONAL POLES AND MODEL TOP) AND THE USE OF THE MORE ACCURATE CUBIC SPLINE INTERPOLATION. IN ADDITION, THE HORIZONTAL DIFFUSION AT THE TOP LAYER HAS BEEN INCREASED TO IMPROVE THE EFFECTIVENESS OF THE SPONGE LAYER AT THE MODEL UPPER BOUNDARY. IT MUST BE POINTED OUT THAT AT THIS TIME, THE REGIONAL DATA ASSIMILATION WILL CONTINUE TO BE PERFORMED ON THE STANDARD 16 PRESSURE LEVELS, USING A 12-HOUR SPIN-UP CYCLE INITIATED FROM THE NEW GLOBAL SYSTEM. THE REGIONAL SYSTEM WILL BE MODIFIED AT A LATER TIME. THE NEW 3D-VAR WILL USE THE SAME SET OF OBSERVATIONS AS IS CURRENTLY USED IN THE OPERATIONAL SCHEME. WITH THIS NEW VERSION, THE NECESSARY MODIFICATIONS TO THE DATA ASSIMILATION SYSTEM ARE NOW COMPLETED SO THAT A BETTER USE OF NEW SOURCES OF OBSERVATIONS, INCLUDING REMOTELY SENSED DATA CAN BE MADE IN THE FUTURE. WORK IS ALREADY UNDER WAY TO START INTRODUCING NEW TYPES OF DATA IN THE 3D-VAR ASSIMILATION SYSTEM (ACARS/AMDAR DATA, TOVS RADIANCES, SIGNIFICANT LEVEL DATA FROM RADIOSONDES, ETC.). SIGNIFICANT IMPROVEMENTS ARE THEREFORE EXPECTED FROM THE NEW SCHEME WHEN THESE NEW DATASETS WILL BE IMPLEMENTED IN THE ASSIMILATION SYSTEM IN THE COMING MONTHS. PERFORMANCE EVALUATION THIS NEW GLOBAL DATA ASSIMILATION AND FORECAST SYSTEM HAS BEEN RUN IN PARALLEL FOR THE LAST 3 MONTHS. ANALYSES AND FORECASTS FROM THE PARALLEL GLOBAL SYSTEM HAVE BEEN VERIFIED AGAINST RADIOSONDE DATA OVER SEVERAL OBSERVATIONAL NETWORKS, EVALUATED BY THE CMC OPERATIONAL METEOROLOGISTS AND COMPARED TO THE OPERATIONAL GLOBAL SYSTEM. ASSIMILATION OVERALL, THE QUALITY OF THE ANALYSES OF THE PARALLEL SYSTEM IS CLEARLY IMPROVED. THE FIT OF THE ANALYSES TO THE DATA IS NOTABLY BETTER, ESPECIALLY FOR WINDS AT ALL LEVELS AND IN ALL VERIFICATION AREAS. THE SHORT TERM 6-HOUR FORECASTS (TRIAL FIELDS) ARE ALSO SLIGHTLY BETTER. HOWEVER, GEOPOTENTIAL BIASES ARE SLIGHTLY LARGER ABOVE 400 HPA. SUBJECTIVELY, THE PARALLEL ANALYSIS FITS BETTER WITH THE OBSERVATIONS. THERE WAS ALSO LITTLE DIFFERENCE IN THE DATA REJECTED BY THE QUALITY CONTROL OF THE TWO OBJECTIVE ANALYSES. THERE WAS ONLY ONE DIFFERENCE WORTH MENTIONING, THE 250 HPA JET IS REGULARLY ANALYSED SLIGHTLY MORE INTENSE IN THE PARALLEL ANALYSIS. GLOBAL MODEL FORECASTS BETTER ANALYSES SHOULD LEAD TO BETTER FORECASTS. VERIFICATION RESULTS SHOW THAT INDEED THERE ARE SLIGHT BUT CLEAR IMPROVEMENTS IN THE FORECASTS UP TO 48 HOURS. BEYOND 48 HOURS, RESULTS ARE NEUTRAL FOR THE GEOPOTENTIAL BUT SHOW A SLIGHT DEGRADATION FOR WIND FORECASTS. THERE ARE, HOWEVER, SIGNIFICANT DIFFERENCES ON A DAY TO DAY BASIS BETWEEN THE TWO SYSTEMS, WITH THE PARALLEL VERSION BEING GENERALLY MORE INTENSE. THIS IS MOST LIKELY RELATED TO THE LARGER ACTIVITY IN THE NEW VERSION OF THE FORECAST MODEL. SUBJECTIVELY, IT WAS FOUND THAT THIS VERSION OF THE MODEL IS CLEARLY MORE ACTIVE. THIS IS BY FAR THE MOST IMPORTANT BEHAVIOUR DIFFERENCE OBSERVED. THE NEW VERSION PRESENTS SOLUTIONS CLOSER TO THE LONG RANGE MODELS OF OTHER NMC'S, WHICH CAN BE GENERALLY SEEN AS A STEP IN THE RIGHT DIRECTION. TYPICALLY, THE UPPER AIR PATTERN WAVELENGTHS AT 500 HPA HAS TYPICALLY A LARGER AMPLITUDE AND THE 250 HPA JET IS SLIGHTLY STRONGER. HOWEVER, NO DIFFERENCE IN THE INTENSITY OF THE LOW-LEVEL JET WAS NOTED. PRECIPITATION PATTERNS ARE SIMILAR. SINCE THE NEW MODEL IS MORE ACTIVE THAN THE CURRENT ONE, DEEPER LOWS ARE NOTED AND, CONSEQUENTLY, MORE CASES OF HEAVIER PRECIPITATION. OBJECTIVE VERIFICATIONS INDICATE THAT CASES OF PRECIPITATION HIGHER THAT TEN MILLIMETRES VERIFY BETTER IN THE NEW VERSION. AS INDICATED, LOWS ARE REGULARLY MORE INTENSE BUT SOMETIMES, TOO INTENSE. OVERALL, OPERATIONAL METEOROLOGISTS OF CMC GIVE THE NEW VERSION AN EDGE OVER THE CURRENT ONE. WEATHER ELEMENTS VERIFICATION OF WEATHER ELEMENT FORECASTS WAS ALSO DONE, FOR STATISTICAL FORECASTS AS WELL AS DIRECT MODEL OUTPUT, FOR A TWO MONTH PERIOD. THE PERFECT PROG TEMPERATURE FORECASTS SHOW AN IMPROVEMENT OF 1 PERCENT IN TERMS OF VARIANCE EXPLAINED WITH RESPECT TO CLIMATOLOGY. THE DIRECT MODEL SURFACE TEMPERATURE FORECASTS ARE SLIGHTLY BETTER IN THE PARALLEL SYSTEM, ESPECIALLY FOR MAXIMUM TEMPERATURE. FOR PRECIPITATION, THE TRACE AREA IS SLIGHTLY LARGER IN THE PARALLEL. HOWEVER, THE PROBABILITY OF DETECTION FOR EVENTS OF MORE THAN 10 MILLIMETRES IS HIGHER IN THE PARALLEL WITH A LOWER FALSE ALARM RATIO. REGIONAL MODEL FORECASTS THE REGIONAL SPIN-UP SYSTEM WAS EVALUATED USING A SET OF 32 FORECASTS DURING BOTH SUMMER AND WINTER CASES. RESULTS HAVE SHOWN A NEAR NEUTRAL IMPACT. THIS IS CONSISTENT WITH THE FACT THAT THE REGIONAL SYSTEM REMAINS ESSENTIALLY UNCHANGED IN THIS IMPLEMENTATION. NEXT STEPS ALTHOUGH THE IMPROVEMENTS GAINED WITH THIS IMPLEMENTATION ARE SMALL, THIS STEP IS A VERY IMPORTANT ONE. THIS NEW 3D-VAR DATA ASSIMILATION SYSTEM INCORPORATES MODIFICATIONS WHICH ARE ESSENTIAL TO MAKE BETTER USE OF NEW OBSERVATIONS. THE REAL BENEFITS OF THIS NEW 3D-VAR WILL BE SEEN IN FUTURE MONTHS AS MORE DATA IS GRADUALLY INCORPORATED IN THE SYSTEM, STARTING WITH AUTOMATED AIRCRAFT OBSERVATIONS (ACARS/ AMDAR) AND SATELLITE RADIANCES FROM TOVS/ATOVS. AMELIORATIONS AU SYSTEME GLOBAL D'ASSIMILATION DES DONNEES ET DE PREVISIONS DU CMC. LE MERCREDI 14 JUIN 2000, A 1200 UTC, NOUS INCORPORERONS LES MODIFICATIONS SUIVANTES AU SYSTEME GLOBAL D'ASSIMILATION DES DONNEES ET DE PREVISIONS DU CENTRE METEOROLOGIQUE CANADIEN. SOMMAIRE DES CHANGEMENTS L'ASSIMILATION 3D-VAR (3-D VARIATIONNEL) S'EFFECTUERA DORENAVANT DIRECTEMENT SUR LES 28 NIVEAUX ETA DU MODELE GLOBAL GEM AU LIEU DES 16 NIVEAUX DE PRESSION ACTUELS. DANS CETTE NOUVELLE VERSION, LES VARIABLES DE MASSE SONT LA TEMPERATURE ET LA PRESSION DE SURFACE, BIEN QUE LES OBSERVATIONS DE GEOPOTENTIEL DES RADIOSONDAGES AINSI QUE LES EPAISSEURS DES SATEM DEMEURENT LA SOURCE PRINCIPALE D'OBSERVATIONS CONTINENTALES ET DE TELEDETECTION. CETTE NOUVELLE VERSION FAIT APPEL A UN NOUVEAU JEU DE STATISTIQUES D'ERREURS DE PREVISIONS CALCULEES A PARTIR D'UN ENSEMBLE DE PREVISIONS A COURT TERME DECALEES (METHODE 24-48 DE NCEP) ET INCLUANT DE MEILLEURES CONTRAINTES D'EQUILIBRE. EN MEME TEMPS, NOUS INSTALLERONS UNE NOUVELLE VERSION DU MODELE GEM EN CONFIGURATION GLOBALE. LES MODIFICATIONS PRINCIPALES, SOIENT L'ELIMINATION DU FILTRAGE DE LA TOPOGRAPHIE, L'ELIMINATION DE LA DIFFUSION HORIZONTALE EXPLICITE (SAUF PRES DES POLES DE CALCULS ET DU TOIT DU MODELE) ET L'UTILISATION DE L'INTERPOLATION PLUS PRECISE PAR SPLINES CUBIQUES, SONT EFFECTUEES AFIN D'AUGMENTER LE NIVEAU D'ACTIVITE DANS LE MODELE. EGALEMENT, LA DIFFUSION HORIZONTALE AU TOIT DU MODELE A ETE AUGMENTEE AFIN D'AMELIORER L'EFFICACITE DE LA COUCHE EPONGE A LA LIMITE SUPERIEURE DU MODELE. IL EST IMPORTANT DE SOULIGNER QU'A CETTE ETAPE, LE SYSTEME REGIONAL D'ASSIMILATION DES DONNEES (SPINUP) CONTINUERA DE TOURNER SUR LES SEIZE NIVEAUX DE PRESSION, AVEC LE CYCLE DE SPINUP DE DOUZE HEURES INITIALISE A PARTIR DU NOUVEAU SYSTEME GLOBAL. NOUS MODIFIERONS LE SYSTEME REGIONAL ULTERIEUREMENT. LE NOUVEAU 3D-VAR UTILISERA LE MEME JEU D'OBSERVATIONS QUE LE SYSTEME OPERATIONNEL. AVEC CETTE MISE EN PLACE, NOUS COMPLETONS UNE SERIE DE MODIFICATIONS AU SYSTEME D'ASSIMILATION DES DONNEES VISANT A UNE MEILLEURE UTILISATION, DANS L'AVENIR, DES NOUVELLES SOURCES D'OBSERVATIONS, INCLUANT LES OBSERVATIONS DE TELEDETECTION. DU TRAVAIL EST DEJA EN COURS AFIN D'ASSIMILER DE NOUVELLES DONNEES DANS L'ANALYSE 3D-VAR (DONNEES ACARS/AMDAR, RADIANCES TOVS, NIVEAUX SIGNIFICATIFS DES RADIOSONDAGES, ETC.). NOUS NOUS ATTENDONS A DES AMELIORATIONS IMPORTANTES DANS LES PROCHAINS MOIS AVEC L'INTRODUCTION DE NOUVELLES DONNEES DANS LE SYSTEME D'ASSIMILATION. EVALUATION DE LA PERFORMANCE NOUS AVONS TOURNE CE NOUVEAU SYSTEME GLOBAL D'ASSIMILATION ET DE PREVISION EN PASSE PARALLELE AU COURS DES TROIS DERNIERS MOIS. LES ANALYSES, AINSI QUE LES PREVISIONS DU MODELE GLOBAL ONT ETE VERIFIEES CONTRE LES DONNEES DE RADIOSONDAGES DE PLUSIEURS RESEAUX D'OBSERVATIONS, EVALUEES PAR LES METEOROLOGISTES OPERATIONNELS DU CMC ET COMPAREES AUX SORTIES OPERATIONNELLES ACTUELLES. ASSIMILATION EN GENERAL, LA QUALITE DES ANALYSES DU SYSTEME PARALLELE EST NETTEMENT AMELIOREE. LA CONCORDANCE DES ANALYSES AUX DONNEES D'OBSERVATIONS EST CLAIREMENT MEILLEURE, EN PARTICULIER POUR LES VENTS A TOUS LES NIVEAUX ET DANS TOUTES LES REGIONS DE VERIFICATION. LES PREVISIONS A COURT TERME (CHAMPS D'ESSAI DE SIX HEURES) SONT AUSSI LEGEREMENT AMELIOREES. TOUTEFOIS, LES BIAIS DU GEOPOTENTIEL SONT UN PEU PLUS GRANDS AU DESSUS DE 400 HPA. SUBJECTIVEMENT, NOUS AVONS OBSERVE QUE LA NOUVELLE ANALYSE S'AJUSTAIT MIEUX AUX OBSERVATIONS. NOUS AVONS AUSSI REMARQUE QUE LE COURANT JET ANALYSE A 250 HPA EST REGULIEREMENT UN PEU PLUS INTENSE DANS LA NOUVELLE ANALYSE. NOUS AVONS AUSSI NOTE PEU DE DIFFERENCES ENTRE LES DONNEES REJETEES PAR LE CONTROLE DE QUALITE DES DEUX ANALYSES OBJECTIVES. PREVISIONS DU MODELE GLOBAL DE MEILLEURES ANALYSES DEVRAIENT MENER A DE MEILLEURES PREVISIONS. LES RESULTATS DES VERIFICATIONS INDIQUENT QU'EFFECTIVEMENT, LES PREVISIONS SONT LEGEREMENT AMELIOREES JUSQU'A 48 HEURES. AU-DELA, LES RESULTATS SONT NEUTRES POUR LE GEOPOTENTIEL MAIS LEGEREMENT MOINS BONS POUR LES VENTS. NEANMOINS, IL Y A DES DIFFERENCES IMPORTANTES AU JOUR LE JOUR ALORS QUE LES SYSTEMES METEOROLOGIQUES SONT PLUS INTENSES DANS LE SYSTEME EN PARALLELE. CECI EST VRAISEMBLABLEMENT RELIE AU NIVEAU D'ACTIVITE PLUS ELEVE DANS LA NOUVELLE VERSION DU MODELE DE PREVISION. SUBJECTIVEMENT, CETTE VERSION DU MODELE EST BIEN PLUS ACTIVE QUE LA PRECEDENTE. C'EST DE LOIN LA PLUS GRANDE DIFFERENCE OBSERVEE EN CE QUI A TRAIT AU COMPORTEMENT. ON A AUSSI REMARQUE QU'ELLE PRESENTE DES SOLUTIONS QUI SE RAPPROCHENT DAVANTAGE DE CELLES D'AUTRES MODELES A MOYEN TERME, CE QUI EST BIEN SOUVENT UN PAS DANS LA BONNE DIRECTION. PRATIQUEMENT, LE PATRON D'ONDES LONGUES A 500 HPA A UNE pluS GRANDE AMPLITUDE ET LE COURANT JET PREVU EST UN PEU PLUS INTENSE A 250 HPA. CEPENDANT, NOUS N'AVONS PAS NOTE DE DIFFERENCES D'INTENSITE DANS LES COURANTS JETS DE BAS NIVEAUX. LES PATRONS DE PRECIPITATIONS SONT SIMILAIRES. PUISQUE LE NOUVEAU MODELE EST PLUS ACTIF QUE LA VERSION COURANTE, ON OBSERVERA DAVANTAGE DE SYSTEMES PLUS CREUX ET DONC, DE PREVISIONS DE PRECIPITATIONS IMPORTANTES. LES VERIFICATIONS OBJECTIVES INDIQUENT D'AILLEURS QUE LES CAS DE PRECIPITATIONS SUPERIEURES A DIX MILLIMETRES SONT MIEUX PREVUS DANS LA NOUVELLE VERSION. LES PERTURBATIONS SONT REGULIEREMENT PLUS INTENSES MAIS IL ARRIVE A L'OCCASION QU'ELLES LE SOIENT UN PEU TROP. GLOBALEMENT, LES METEOROLOGISTES OPERATIONNELS DU CMC ACCORDENT UNE LEGERE PREFERENCE A LA NOUVELLE VERSION DU GLOBAL. ELEMENTS DU TEMPS NOUS AVONS AUSSI VERIFIE LES PREVISIONS D'ELEMENTS DU TEMPS (STATISTIQUES ET SORTIES DIRECTES DU MODELE) PENDANT UNE PERIODE DE DEUX MOIS. LES PREVISIONS STATISTIQUES (PERFECT PROG) DES TEMPERATURES INDIQUENT UNE AMELIORATION DE 1 POURCENT DE LA VARIANCE EXPLIQUEE PAR RAPPORT A LA CLIMATOLOGIE. LES PREVISIONS DES TEMPERATURES DE SURFACE DU MODELE SONT LEGEREMENT MEILLEURES POUR LE SYSTEME PARALLELE, PARTICULIEREMENT AU TEMPS DE LA TEMPERATURE MAXIMALE. QUANT AUX PRECIPITATIONS, LA TRACE EST LEGEREMENT PLUS GRANDE DANS LE SYSTEME PARALLELE. AUSSI, LA PROBABILITE DE DETECTION DES EVENEMENTS DE DIX MILLIMETRES OU PLUS EST PLUS ELEVEE POUR LE PARALLELE ALORS QUE LE TAUX DE FAUSSES ALERTES EST PLUS BAS. PREVISIONS DU MODELE REGIONAL LE SYSTEME REGIONAL DE SPINUP A ETE EVALUE AVEC UN ENSEMBLE DE TRENTE DEUX PREVISIONS COMPORTANT UN NOMBRE EGAL DE CAS D'ETE ET DE CAS D'HIVER. LES RESULTATS ONT DEMONTRE UN IMPACT PRESQUE NEUTRE. CECI EST CONSISTANT AVEC LE FAIT QUE LE SYSTEME REGIONAL DEMEURE PRATIQUEMENT INCHANGE. PROCHAINES ETAPES MEME SI LES AMELIORATIONS OBTENUES AVEC CETTE NOUVELLE VERSION DU SYSTEME GLOBAL SONT FAIBLES, CETTE ETAPE REPRESENTE NEANMOINS UNE MISE EN OEUVRE IMPORTANTE. LE NOUVEAU SCHEMA D'ASSIMILATION 3D-VAR INCORPORE LES MODIFICATIONS REQUISES AFIN DE BENEFICIER DES NOUVELLES OBSERVATIONS. NOUS OBTIENDRONS LES VERITABLES BENEFICES DANS LES PROCHAINS MOIS ALORS QUE NOUS INTRODUIRONS GRADUELLEMENT PLUS D'OBSERVATIONS DANS LE SYSTEME. NOUS DEBUTERONS AVEC LES OBSERVATIONS PRISES DE FACON AUTOMATIQUE PAR AVIONS (ACARS/AMDAR) AINSI QUE LES RADIANCES SATELLITAIRES TOVS/ATOVS. MCBEAN / ADMA / TORONTO