Comment lire correctement des modèles, les indices

[Pierre]

THE 540 LINE AND PRECIPITATION TYPE

http://www.theweatherprediction.com/habyhints/97/

 

 

METEOROLOGIST JEFF HABY

 

The 540 line is in reference to a 5,400 geopotential meter thickness between 1000 and 500 millibars. Thickness is a primary function of the temperature of the air and a secondary function of the moisture content of the air. Temperature and moisture are combined together to produce the virtual temperature. The average virtual temperature from 1000 to 500 millibars determines the thickness displayed on analysis and model progs. Warming the temperature or adding moisture to the air will increase the virtual temperature and will therefore increase the 1000 to 500 mb thickness. When the thickness becomes low enough, snow can reach the surface. Through researching the correlation between thickness and precipitation type, the 540 thickness is used "generally and loosely" as the non-snow / snow line. Thicknesses of 540 or lower indicate snow is most likely (50% of time a 540 thickness will produce snow at elevations below 1000 feet) and thickness values of greater than 540 most likely indicate non-snow precipitation. There are many circumstances in which a lower than 540 thickness can produce rain and a higher than 540 thickness can produce wintry precipitation. NEVER should a forecaster determine the precipitation type solely by the thickness value. Here are a few items the forecaster must also consider:

 

(1) Elevation

(2) Warm biasing of 540 thickness

(3) Cold biasing of 540 thickness

(4) Temperature in the PBL

(5) Evaporative cooling potential and

(6) Forecast model error

 

In high elevation regions, snow is common even when the 1000 to 500 millibar thickness is 546 or 552. This is because high elevation regions are located at lower pressure levels closer to mid-level colder air (precipitation does not have to fall as far to reach the surface as compared to low elevation regions).

 

A 540 thickness can have a warm or cold bias. Generally, temperatures decrease with height in the troposphere. However, differential advection can cause layers in the troposphere to be warmer or colder than they otherwise would be. For example, WAA can occur between 800 and 650 millibars, which causes the temperature in that layer to increase and thus results in the thickness increasing above 540. If the temperature between the surface and 650 millibars continues to stay below freezing, the precipitation will fall as snow. Whether the 700 mb temperature is -20 C or -5 C, the precipitation will fall as snow if the temperatures are below freezing at all levels aloft in the troposphere. WAA in the mid-levels of the troposphere can cause the temperature to remain fairly constant with height, from the surface to 700 millibars instead of the "normal" decrease of temperature with height. This is an example of a warm thickness bias.

 

As a second example of biasing, in this case cold thickness biasing, a shallow layer of warm air in the PBL can melt snow before it reaches the surface. The thickness may be 540 because of plenty of cold air aloft, but the precipitation still reaches the ground in the form of rain because of the shallow warm air in the PBL. Click here for an example of cold thickness biasing.

 

Temperatures in the PBL are critical to the precipitation type. A shallow layer of polar air at the surface can cause freezing rain or sleet when the thickness is well above 540. This is because deep layers of the troposphere will have more "weight" at determining the thickness than shallow layers.

 

Evaporative cooling causes the thickness value to decrease. If precipitation falls into a deep layer of dry air, expect thicknesses to lower. Lastly, there is forecast model error. It is wise to check several forecast models for the positioning of the 540 line. Use the model guidance plus your meteorology knowledge of the biases of the 540 line and the mechanisms that cause thicknesses to lower or rise when making a precipitation type forecast.

 

On the forecast models, thickness (thik) is plotted with surface standardized pressure and precipitation. The 540 line is not dashed such as the other lines of thickness are (except 510 and 570 lines are also solid).

Modifié le 4 mars 2008 par Pierre

[Pierre]

QUOTE (Regg001 @ Mardi 4 Mars 2008 11:38)

Une bonne explication se retrouve sur THE 540 LINE AND PRECIPITATION TYPE. (texte précédent)

 

ATTENTION : je le répete, le thickness 540 c'est une indication de plus à tenir compte - ce n'est pas une certitude à lui seul.

 

 

Merci Regg !

 

Écrit par WAVE:

 

O.K. Voyons si on peut rendre ça encore plus clair. L'épaisseur d'atmosphère entre les niveaux à 1000 mb et 500 mb représente la température moyenne de l'air entre ces niveaux. Il s'agit d'une moyenne pondérée par la densité de l'air, l'air étant plus dense dans le bas de l'atmosphère car la pression y est plus forte.

 

Dans le calcul des épaisseurs, les modèles utilisent en fait la température virtuelle, qui fait intervenir la température réelle et le contenu en humidité de l'air, de façon à tenir compte du réchauffement de l'air dû à la condensation (relâchement de chaleur latente) et de son refroidissement dû à l'évaporation (phénomène inverse du précédent).

 

On se sert de l'épaisseur 540 (qui signifie 5400 mètres) comme ligne de démarcation entre la neige et les mélanges, mais cette convention doit être appliquée de façon élastique, par exemple en prenant 540±6. L'incertitude ici dépend du contexte.

 

Ce qu'on appelle un "biais" ("bias" en anglais) est une erreur systématique qu'engendre cette règle du 540 lorsque l'épaisseur moyenne calculée ne représente pas bien la température réelle de la couche aux différents niveaux, en supposant un profil vertical de température décroissant (profil adiabatique humide).

 

Un biais froid signifie que l'atmosphère ne supporte pas des précipitations de neige au sol, tandis qu'il devrait neiger selon la règle du 540. Cette règle est alors biaisée vers le froid, en ce sens que c'est comme si le modèle voyait une atmosphère plus froide qu'elle ne l'est en réalité. Cela se produit par exemple lorsque la couche limite atmosphérique (les premiers 1000 mètres) est trop chaude pour supporter la neige, alors qu'il fait beaucoup plus froid au-dessus. En effet, dans ces conditions, la température moyenne entre 1000 et 500 mb peut être plutôt basse et donner l'impression qu'elle supporte la neige, alors que la couche limite est trop chaude et que, par conséquent, la neige fond avant d'avoir atteint le sol. Plus généralement, cela se produira s'il existe une couche d'air chaud suffisamment épaisse entre 1000 et 500 mb pour faire fondre les précipitations, alors que le reste de la colonne d'air (toujours entre 1000 et 500 mb) a une température très inférieure à zéro.

 

Un biais chaud signifie que l'atmosphère supporte la neige, alors que la règle du 540 prétend le contraire, comme si l'atmosphère était trop chaude. Cela se produit lorsque le profil vertical de température entre 1000 et 500 mb est relativement uniforme, la température ne diminuant pas autant que d'habitude en fonction de l'altitude. Plus la température est constante en fonction de l'altitude (entre 1000 et 500 mb), plus le biais chaud est important. En effet, la règle du 540 a été établie pour fonctionner dans la plupart des cas, ce qui suppose que la température doit décroître avec l'altitude.

 

Souvent la règle du 540 ne fonctionne pas en montagne, car une partie des épaisseurs calculées est fictive, le niveau situé à 1000 mb se situant en dessous du niveau du sol !!

 

En espérant que ce soit assez clair !

Modifié le 4 mars 2008 par Regg001

[jmdb]

J'ai trouvé ce lien cette semaine: http://www.meteociel.fr/Arnaud/Dossier_Modeles_Num.pdf en format PDF. Un bon résumé ( je crois) de l'interprétation de différent modèles météo.

 

Source: www.meteociel.fr

Auteur : Arnaud M.

 

a+

[Wave]

QU'EST-CE QU'UN PHASAGE ET QUELLE EN EST L'IMPORTANCE DANS L'ÉVOLUTION DES SYSTÈMES SYNOPTIQUES ?

 

C'est ce que j'explique dans le texte qui suit, qui prend pour exemples le système du 26 janvier 2011 et celui que montrent les modèles pour le 2 février 2011.

 

***

 

Dans le cas de la tempête actuelle (26 janvier), le phasage est partiel. En effet, il y a bien un creux planétaire qui s'est développée à l'arrière à 500 hPa et une crête thermique à l'avant, c'est pourquoi elle a pris la direction nord-est au lieu de poursuivre son chemin vers l'est. Cette crête et ce creux en altitude sont évidemment le résultat de la descente d'air froid sur le continent et de la montée d'air chaud sur l'océan associés au développement de la tempête et des hautes pressions situées à l'avant et à l'arrière.

 

Hier et aujourd'hui, nous avons reçu une petite neige passagère sur le sud et le centre du Québec, c'est parce qu'une première onde courte (à 500 hPa) est passée hier arrivant de l'ouest, puis une autre aujourd'hui. À la première onde courte est associé le creux actuel (trowal) qui s'est développé et s'étire maintenant vers le nord-est à l'avant de la tempête côtière. Cette onde courte et ce "trowal" ont devancé la dépression du GOM. S'ils avaient été en phase avec elle, alors la tempête serait remontée vers le sud du Québec. C'est ce que montraient les modèles il y a quelques jours.

 

Règle générale, la mise en phase des ondes nord-sud représente la situation optimale, celle qui favorise le plus le développement d'une dépression. Suite à une telle mise en phase, il se développe un creux au nord (ou nord-ouest) de la dépression, un anticyclone à l'avant et un autre à l'arrière. La circulation provoquée par la conjugaison de la dépression et des anticyclones provoque le creusage de l'onde planétaire à l'arrière et son "crêtage" à l'avant, déviant le courant jet vers le sud à l'arrière et vers le nord à l'avant, de sorte que la trajectoire de la tempête courbe vers le nord (en l'absences d'autres facteurs important comme un dégagement de chaleur latente). Lorsqu'il n'y a pas mise en phase mais que l'onde au nord devance l'onde au sud, alors il se développe une zone frontale le long de laquelle la dépression est forcée de se déplacer. Dans ce genre de situation, l'advection froide au nord-est du centre dépressionnaire inhibe son développement; le système tend à s'allonger le long du front et à "s'aplanir" sur son flanc nord.

 

Maintenant qu'il y a un trowal vers le nord-est de la tempête côtière, la dépression va emprunter ce chemin, car la pression y est déjà plus basse qu'autour et parce que les isothermes y sont plus rapprochées : c'est la principale zone barocline, le front chaud.

 

***

 

Au sujet de cette trajectoire que montre le ECMWF 12Z pour le système du 2 février (voir l'image ci-dessous; merci à Mizar), ce que j'en comprends est qu'une partie de l'énergie en altitude (jet streak) est emportée vers l'est par le fort courant jet avant d'avoir pu être absorbée et utilisée pour creuser le centre dépressionnaire, provoquant la formation d'un important "trowal". Autrement dit, ou bien le phasage n'est pas parfait, ou bien l'énergie est dispersée, ce qui revient au même. Ce trowal est aussi favorisé par la concentration de la zone barocline (ici un front chaud), car l'advection d'air chaud fait chuter la pression. Le centre dépressionnaire prend la route du front chaud, ce qui est naturel, puisque que la pression y est déjà basse. De plus, l'advection froide de bas niveau (le vent qui s'engouffre dans le système par le nord) est un facteur qui s'oppose au creusage du système vers le nord. Enfin, les isobares sont probablement parallèles aux isothermes de ce côté, ce qui n'aide pas. Le système emprunte la voie de la facilité (comme mes étudiants), c'est pourquoi il se dirige davantage vers l'est que vers le nord.

Modifié le 11 février 2011 par Wave