CMC

Mise à jour: avril 2008

CMC

TEMPS VIOLENT D’ÉTÉ

DESCRIPTION DES CARTES SUR LE “WEB”

CARTES OBJECTIVES DE CONVECTION

HEURES D’ÉMISSION

Cartes émises à 0400Z- basées sur GEM régional 00Z

- Période 15-27h - Valide de 15Z/j à 03Z/j+1

- Période 18-30h - Valide de 18Z/j à 06Z/j+1

- Période 27-36h - Valide de 03Z/j+1 à 12Z/j+1

- Période 12-30h - Valide de 12Z/j à 06Z/j+1

- Période 12-36h - Valide de 12Z/j à 12Z/j+1

- Période 36-48h - Valide de 12Z/j+1 à 00Z/j+2

Cartes émises à 1600Z- basées sur GEM régional 12Z

- Période 03-15h - Valide de 15Z/j à 03Z/j+1

- Période 06-18h - Valide de 18Z/j à 06Z/j+1

- Période 15-24h - Valide de 03Z/j+1 à 12Z/j+1

- Période 27-39h - Valide de 15Z/j+1 à 03Z/j+2

- Période 30-42h - Valide de 18Z/j+1 à 06Z/j+2

- Période 24-48h - Valide de 12Z/j+1 à 12Z/j+2

DESCRIPTION

^{ORAGES
ORDINAIRES}

^{ORAGES
MARGINALEMENT VIOLENTS}

^{ORAGES
VIOLENTS}

^{DÉTERMINATION DES
ZONES}

^{Une zone d'orages
(ordinaires, marginalement violents ou violents) pour une période de temps
donnée est déterminée à partir de l'évaluation des critères énoncés plus loin à
intervalles de 3 heures durant la période considérée. Par exemple, pour la
période 12-36h, les critères sont évalués à T0+12, T0+15, T0+18, T0+21, T0+24,
T0+27, T0+30, T0+33 et T0+36.}

^{Pour un point de grille donné, il suffit
qu'un critère, soit par exemple un critère d'orages violents, soit rencontré à
l'un de ces 9 moments d'évaluation durant la période, pour faire partie d'une
zone rouge potentielle d'orages violents pour cette période.}

^{D'autre part, que ce soit pour les orages
violents, marginalement violents ou ordinaires, les critères sont examinés dans
l'ordre indiqué et aussitôt qu'un critère est rencontré, on arrête la
recherche. Ainsi, le critère 1 est examiné et s'il est satisfait, alors on a
dès lors déterminé un potentiel en ce point et on arrête la recherche.
Cependant si le critère 1 n'est pas satisfait, alors on vérifie si le critère 2
est satisfait, et ainsi de suite jusqu'au dernier critère.}

^{La recherche est
d'abord faite pour les critères d'orages violents. Ensuite, si les critères
n'ont pas été rencontrés, alors on examine si le potentiel de
"marginalement violent" peut être satisfait. Bien entendu, si un
critère d'orage violent ou marginalement violent est satisfait en un point,
alors on a automatiquement un potentiel d'orage ordinaire en ce point. Si les
critères d'orages violents ou marginalement violents n'ont pas été rencontrés,
alors on examine si les critères d'orages ordinaires sont rencontrés.}

CRITÈRES (Voir définition des variables plus bas)

ORAGES VIOLENTS

1- UV-500 >= 20 kts

SWEAT >= 300

[BE >= 1000 J/kg ET LI (567 + syno) <= 0] OU LI (567 + syno) <= -4

BE-579 >= 1000 J/kg OU LI (579 + syno) <= -4

2- EHI >= 1 ET LI (567 + syno) <= 0

EHI -579 >= 1 ET LI (579b + syno) <= 0

3- SSI >= 100 ET LI (567 + syno) <= 0

SSI-579 >= 100 ET LI (579b + syno) <= 0

4- Petits cb’s

UV-500 >= 50 kts ET SWEAT >= 200 ET DZ5 <= 0

LI (567 + syno) <= 0

BE >= 500 J/kg OU (BE >= 300 J/kg ET dThetaE >= 12C)

LI (579b + syno) <= 0

BE-579 >= 500 J/kg OU (BE-579 >= 300 J/kg ET dThetaE >= 12C)

5- Masse d’air

EP >= 40 mm

PC (T-3 à T+3) >= 15 mm

BE >= 1000 J/kg OU LI (567 + syno) <= -4

BE-579 >= 1000 J/kg OU LI (579 + syno) <= -4

6- Schème de convection

PC (T-3 à T+3) >= 25 mm

Explication sommaire - Critères d'orages violents

Critères #1-2-3

Les trois premiers critères sont basés sur les principaux éléments observés dans la structure des orages violents et dans leur environnement, i.e. fort cisaillement et forte énergie hydrostatique / instabilité.

Critère #4

Le quatrième critère, nommé "Petits cb's", réfère à des cas où le potentiel thermodynamique (humidité / instabilité) est moins prononcé mais où la dynamique et les vents forts en altitude jouent un rôle important. C'est pourquoi on exige des baisses de hauteurs à 500 mb (DZ5 <= 0) dans les dernières 3 heures, ce qui peut être indicatif d'une onde courte qui s'approche. D'autre part ce type de temps violent se manifeste souvent par de fortes rafales d'orages dû au rabattement des vents à moyens niveaux vers la surface, d'où le critère des vents de 50 noeuds ou plus à 500 mb. Aussi on comprendra assez bien l'utilisation du dthetae, indice développé comme indicateur de potentiel de microrafales humides ("Wet Microbursts").

Critère #5

Le cinquième critère, nommé "masse d'air", réfère davantage à un potentiel de crue subite causée par un fort orage se produisant dans une situation où l'instabilité et l'humidité sont importantes mais où la dynamique est déficiente. On a exigé ici que le schème de convection du modèle déclenche et donne au moins 15 mm en 6 heures (PC >= 15), ce qui fait que ce critère "masse d'air" sera en fait surtout détecté dans les zones de "marginalement violent" où il n'y a aucun PC exigé, ce qui convient probablement mieux pour ces zones humides et instables parfois très étendues mais où le déclenchement est plus douteux.

Critère #6

Ce dernier critère donne la voie libre au schème de convection du modèle. Si aucun des 5 premiers critères n'a été rencontré, alors on s'en remet en dernière instance au schéma de convection du modèle pour voir si lui a détecté de la convection importante ailleurs.

CRITÈRES (Voir définition des variables plus bas)

ORAGES MARGINALEMENT VIOLENTS

1- ORAGE VIOLENT

2- UV-500 >= 20 kts

SWEAT >= 250

{BE >= 900 J/kg ET [LI (567 + syno) <= 0 OU DZ5 <= 0 ]}

LI (567 + syno) <= -4

BE-579 >= 900 J/kg OU LI (579 + syno) <= -4

3- Petits cb’s

UV-500 >= 40 kts ET SWEAT >= 150 ET DZ5 <= 0

LI (567 + syno) <= 0

BE >= 400 J/kg OU (BE >= 200 J/kg ET dThetaE >= 12C)

LI (579b + syno) <= 0

BE-579 >= 400 J/kg OU (BE-579 >= 200 J/kg ET dThetaE >= 12C)

4- Petits cb’s - FZLVL

SWEAT >= 150 ET BE >= 300 J/kg ET LI(5678 + syno) <= -3 ET DZ5 <= 0

6000 <= FZLVL <= 9000

5- Masse d’air

EP >= 30 mm

LI (567 + syno) <= -4 OU LI (579 + syno) <= -4

BE >= 900 J/kg ET LI (567 + syno) <= 0

BE-579 >= 900 J/kg ET LI (579 + syno) <= 0

6- Schème de convection

PC (T-3 à T+3) >= 15 mm

Explication sommaire - orages marginalement violents

Tel que mentionné plus haut, les critères pour le "marginalement violent" sont examinés seulement si les critères d'orages violents n'ont pas été rencontrés. Il s'agit simplement ici de critères légèrement relaxés par rapport aux précédents.

Le but est de permettre une certaine marge d'erreur ou de manoeuvre étant donné qu'il s'agit d'une évaluation objective de la convection. Ainsi il serait probablement dommage d'indiquer un potentiel de temps violent avec une énergie hydrostatique de 1000 J/kg et de ne rien indiquer du tout pour un point où cette énergie serait de 999 J/kg.

D'autre part on notera que les critères de EHI et de SSI ne sont pas considérés pour le "marginal" étant donné que ces indices sont assez catégoriques quant à leurs valeurs "seuils" utilisées pour déterminer le potentiel de tornades ou d'orages violents et ne se prêtent donc pas vraiment à une relaxation.

À noter aussi que le critère de "Petits cb’s - FZLVL" constitue un cas particulier puisqu’il n’apparaît pas dans les critères d’orages violents. Ce critère permet ou tente de détecter des orages produisant de la grêle dans une masse d’air relativement froid, d’où le critère pour des niveaux de congélation assez bas, entre 6000 pieds et 9000 pieds. Il n’y a pas de restriction sur l’intensité du vent à 500 mb comme pour le cas de "Petits cb’s" plus classiques et détectés juste avant les "Petits cb’s - FZLVL" dans la boucle de recherche. En fait, si on ne détecte pas de "Petits cb’s" classiques, on vérifie le critère de "Petits cb’s - FZLVL" qui réfère davantage à des cas de petite grêle dans une masse d’air froid, à l’intérieur d’une dépression froide, par exemple. Et comme c’est de la petite grêle qu’on retrouve généralement dans ces situations, c’est pourquoi ce critère n’apparaît que dans les orages marginalement violents.

CRITÈRES (Voir définition des variables plus bas)

ORAGES ORDINAIRES

1- ORAGE VIOLENT

2- ORAGE MARGINALEMENT VIOLENT

3- Instabilité à partir de la surface

LI (567 + syno) <= 0

4- Instabilité à partir de 900-850-800 mb

LI (579b + syno) <= 0

5- Instabilité à partir de 750-700-650-600 mb (ACC / ACB)

LI (579h + syno) <= 0

6- Orage potentiellement violent mais déclenchement peu probable

UV-500 >= 20 kts

SWEAT >= 250

BE >= 900 J/kg

LI (567 + syno) > 0 ET DZ5 > 0

Explication sommaire - critères d'orages ordinaires

Tel que mentionné plus haut, si un critère d'orage violent ou marginalement violent a été rencontré, alors on décrète automatiquement un potentiel d'orage ordinaire en ce point, d'où les deux premiers critères.

Si 1 ou 2 n'ont pas été rencontrés, alors on examine systématiquement les critères 3 à 5 dans l'ordre. On commence avec le bas de l'atmosphère avec le "lifted index", plus spécifiquement le (LI-567 + syno) dont l'explication suit plus loin. Si ce critère n'est pas satisfait, alors on tente des soulèvements à tous les 50 mb entre 900 et 600 mb et on calcule des LI pour ces soulèvements.

Ainsi le (LI-579b + syno), également explicité plus loin, est relié à une particule soulevée à partir d'un des 3 niveaux suivants: 900-850-800 mb et est utilisé comme quatrième critère.

Finalement le (LI-579h + syno), explicité plus loin, est relié à une particule soulevée à partir d'un des 4 niveaux suivants: 750-700-650-600 mb et est utilisé comme cinquième critère pour la détection des ACC/ACB.

Un sixième critère a été ajouté pour des situations où on a suffisamment d’énergie hydrostatique et de cisaillement pour expliquer un orage violent ou marginalement violent mais où la dynamique est déficiente (DZ5 > 0) et l’inhibition à bas niveau relativement grande (LI(567+syno) > 0), de sorte qu’il est peu probable qu’un orage soit déclenché dans ces conditions. Cependant, considérant le fait qu’un orage qui se produirait quand même dans cet environnement pourrait être fort, voire violent, on laisse au moins la possibilité d’un orage ordinaire.

DÉFINITION DES VARIABLES

- UV-500... module du vent à 500 mb

- DZ5... changements de hauteurs des

3 dernières heures à 500 mb

- EP... quantité d'eau précipitable

de la surface à 400 mb

- PC... quantité de précipitations convectives

(schéma convectif du modèle) pour une

période de 6 heures centrée sur l'heure

du diagnostic.

- BE....... Énergie hydrostatique calculée pour une particule soulevée à partir de la couche près de la surface, soit de la surface à environ 925 mb.

- BE-579... Énergie hydrostatique calculée pour une particule soulevée à partir d'un des niveaux suivants: 900-850-800-750-700-650-600 mb.

- EHI....... "Energy Helicity Index" calculé avec "BE"

- EHI-579... "Energy Helicity Index" calculé avec "BE-579".

- SSI....... "Severe Storm Index" calculé avec "BE"

- SSI-579... "Severe Storm Index" calculé avec "BE-579"

- SWEAT... "Severe Weather Threat Index"

- dThetaE = DeltaThetaE... Indice de microrafales d'orages

DÉFINITION DES VARIABLES (suite)

- LI-rég... "Lifted Index" régulier, i.e. standard.

- LI-567... "Lifted Index" considérant des soulèvements

jusqu'à 700, 600 et 500 mb. (Voir plus bas)

- LI-5678..."Lifted Index" considérant des soulèvements

jusqu'à 800,700,600 et 500 mb. (Voir plus bas)

- LI-579... "Lifted Index" calculé à partir d'un des niveaux 900-850-800-750-700-650-600 mb et considérant si la particule demeure à droite de la courbe de l'environnement dans son ascension jusqu'à 500 mb. (Voir plus bas)

- LI-579b... LI-579 "b-bas", i.e. pour des niveaux de soulèvement de 900-850-800 mb.

- LI-579h... LI-579 "h-haut", i.e. pour des niveaux de soulèvement de 750-700-650-600 mb.

- LI+syno... "Lifted Index" considérant certaines

"conditions synoptiques". (Voir plus bas)

- LI(rég+syno)... "LI-rég" satisfaisant les

"conditions synoptiques"

- LI(567+syno)... "LI-567" satisfaisant les

"conditions synoptiques"

- LI(5678+syno)... "LI-5678" satisfaisant les

"conditions synoptiques"

- LI(579+syno)... "LI-579" satisfaisant les

"conditions synoptiques"

- LI(579b+syno)... "LI-579b" satisfaisant les

"conditions synoptiques"

- LI(579h+syno)... "LI-579h" satisfaisant les

"conditions synoptiques"

LIFTED INDEX

1- "LI rég"... "Lifted Index" régulier / standard

Le "lifted index" standard est calculé en soulevant une particule de la surface jusqu'à 500 mb. La valeur de l'indice est alors déterminée par la différence de température entre la particule soulevée et l'environnement, soit T_env - T_part.

En fait, le "lifted index" calculé par le modèle considère des soulèvements à partir des 5 ou 6 premiers niveaux du modèle. L'indice est calculé pour chacun de ces soulèvements et le modèle retient la valeur minimum à ce point, i.e. le "lifted" le plus instable.

2a- "LI-567"... "Lifted Index" (500-600-700 mb)

L'utilisation du "lifted index" standard tel quel entraîne des difficultés puisque le soulèvement est forcé et il peut donc s'avérer que la particule soit plus froide que l'environnement sur une grande partie de son ascension pour terminer plus chaude à 500 mb, donnant ainsi un indice de soulèvement négatif laissant croire à un potentiel orageux plutôt douteux.

Pour contourner quelque peu ce problème, on a conçu des "lifted index" "maison" au CMC en essayant de tenir compte de la température de la particule "vs" l'environnement à différents niveaux lors de son ascension forcée.

C'est ainsi qu'on a programmé des soulèvements de particules à différents niveaux, créant des "lifted index" à 600,700 et 800 mb. Ainsi un "lifted" négatif à 600 mb indique que la particule est plus chaude que l'environnement à ce niveau, et de même pour un "lifted" négatif à 700 ou 800 mb.

Ces indices sont calculés de la même façon que pour le "lifted" standard, c'est-à-dire que si on continue l'ascension jusqu'à 500 mb, on obtient alors le "lifted" standard.

Avec l'information obtenue de ces multiples "lifted index", on a concocté un "lifted" qu'on a baptisé "LI-567" et qui est construit de la façon suivante.

Le "LI-567" prend au départ la même valeur que le "LI standard". Mais ensuite on examine les "LI-600" et "LI-700" pour tous les points où le "LI standard" est <= 0. Et en ces points, si le LI-600 ou le LI-700 est positif, alors on force une valeur arbitraire de +4 dans le LI-567. Sinon, la valeur (négative ou nulle) de départ du LI standard est copiée dans le LI-567. Il en résulte donc que le LI-567 est £ 0 seulement si les LI-600 et LI-700 sont aussi £ 0 en un point.

C'est-à-dire qu'un LI-567 négatif implique que la particule était plus chaude que l'environnement à chacun des niveaux 700, 600 et 500 mb lors de son ascension. On élimine ainsi les LI standard négatifs avec des profils où l'inhibition est importante.

2b- "LI-5678"... "Lifted Index" (500-600-700-800 mb)

Le "LI-5678" est similaire au "LI-567" ci-haut mais comporte une restriction supplémentaire liée à la valeur du "LI-800".

Ainsi, le "LI-5678" prend au départ la même valeur que le "LI standard". Mais ensuite on examine les "LI-600", "LI-700" et "LI-800" pour tous les points où le "LI standard" est <= 0. Et en ces points, si le LI-600 ou le LI-700 ou le LI-800 est positif, alors on force une valeur arbitraire de +4 dans le LI-5678. Sinon, la valeur (négative ou nulle) de départ du LI standard est copiée dans le LI-5678. Il en résulte donc que le LI-5678 est <= 0 seulement si les LI-600 et LI-700 et LI-800 sont aussi <= 0 en un point.

C'est-à-dire qu'un LI-5678 négatif implique que la particule était plus chaude que l'environnement à chacun des niveaux 800, 700, 600 et 500 mb lors de son ascension.

Le LI-5678 est donc plus restrictif que le LI-567 et élimine les LI standard négatifs avec inhibition à plus bas niveau. À noter qu’on utilise surtout les valeurs du LI-567 pour la détermination des zones d’orages ou d’orages violents. En effet le LI-5678 étant plus restrictif à bas niveau, son utilisation pourrait entraîner la non-détection d’orages qui pourraient même être violents dans les cas où on a une inversion de bas niveau qui permet d’accumuler l’énergie durant la journée ("capping inversion").

2c- "LI-579"... "Lifted Index" pour soulèvements 900-600 mb

Le LI-579 est apparenté au LI-567 (ou LI-5678) défini plus haut, mais pour des soulèvements au-dessus de la surface, soit à tous les 50 mb entre 900 et 600 mb.

Pour un point de grille donné et un temps de projection donné, on tente des soulèvements à chacun des niveaux 900-850-800-750-700-650-600 mb. En fait un soulèvement est effectué seulement si T-Td <= 1°C au niveau considéré. Si c'est le cas, on fait comme si c'était complètement saturé et on soulève selon l'adiabatique humide. De tous les soulèvements ainsi considérés, on retient la valeur du LI la plus basse à 500 mb. De plus, un LI-579 demeure négatif seulement si la particule demeure à droite de la courbe de l'environnement lors de son soulèvement à chacun des niveaux à intervalles de 50 mb ici considérés, et ce, depuis le niveau de base du soulèvement.

3- "LI+syno"... "lifted index" + conditions "synoptiques"

Les LI-567/5678/579 s'avèrent très utiles mais leur évaluation dans le contexte opérationnel nous a montré qu'ils pouvaient eux aussi être négatifs dans des situations où le potentiel orageux est plutôt douteux. Par exemple, on peut avoir des LI-567 négatifs dans le milieu d'une crête, là où on a de la subsidence en altitude et de l'air très sec à moyens niveaux.

Pour circonscrire davantage les zones potentielles d'orages, on a donc ajouté des conditions dites "synoptiques" aux LI-rég ou LI-567/5678/579, obtenant ainsi des "LI(rég+syno)", des "LI(567+syno)", des "LI(5678+syno)" et des "LI(579+syno)".

Voici les conditions dites "synoptiques" imposées et la façon dont elles sont considérées.

CONDITIONS "SYNOPTIQUES"

Les "lifted index" de départ (LI-rég, LI-567, LI-5678, LI-579, LI579b, LI579h) seront identifiés ici par "LI" alors que les "lifted" résultants seront identifiés par "LI+syno".

Ainsi,

si LI = LI-rég, alors LI+syno = LI(rég+syno)

si LI = LI-567, alors LI+syno = LI(567+syno)

si LI = LI-5678,alors LI+syno = LI(5678+syno)

si LI = LI-579, alors LI+syno = LI(579+syno)

si LI = LI-579b,alors LI+syno = LI(579b+syno)

si LI = LI-579h,alors LI+syno = LI(579h+syno)

D'autre part, on applique seulement les conditions aux points où le LI de départ (LI) est <= 0. Et si on décide de conserver le "lifted" résultant (LI+syno) négatif ou zéro, il conserve tout simplement sa valeur de départ. Autrement on force la valeur +4 dans le "lifted" résultant (LI+syno).

CONDITIONS “SYNOPTIQUES”

A- LI : bases de soulèvement : sfc-925 + 900-850-800 mb

(LI-579b)

1) Si LI <= 0

Si EP < 5.0 mm alors LI+syno = +4

Si 5.0 mm <= EP < 10 mm

alors LI+syno = +4

sauf si

LI <= -2

2) Si -1 <= LI <= 0

. Si BE < 100 J/Kg et DZ5 > 0 alors LI+syno = +4

. Si HR-700 <= 20% alors LI+syno = +4

. 3) Si LI < -1

. SI HR_700 <= 20% et DZ5 > 0 alors LI+syno = +4

B- LI : bases de soulèvement : 750-700-650-600 mb (ACB)

(LI-579h)

1) Si LI <= 0

Si EP < 10.0 mm

Si (T-Td)600 >= 15 C lorsque bases = 750-700 mb

Si (T-Td)500 >= 15 C lorsque bases = 650-600 mb

Alors, si l'une des 3 conditions ci-haut est rencontrée, on pose LI+syno = +4

2) Si -1 <= LI <= 0

. Si BE < 100 J/Kg alors LI+syno = +4

Explication sommaire des conditions "synoptiques"

La condition (A-1) coupe le LI négatif de départ lorsque l'air est trop sec. Mais en s'approchant de EP=10 mm, i.e. entre 5 et 10 mm, on veut conserver un LI négatif suffisamment instable (<= -2) comme indiquant un potentiel orageux.

Les conditions en (A-2) ont pour but de couper les LI faiblement négatifs (-1 <= LI <= 0) dans les cas où c'est très sec à moyens niveaux (HR-700 <= 20%) et dans les cas ou la situation est favorable à la subsidence (DZ5 > 0) et que l'instabilité est marginale (BE < 100 J/Kg).

La dernière condition (A-3) coupera les LI plus fortement négatifs (LI < -1) si on a à la fois l'air sec à moyens niveaux et la subsidence. On est plus exigeant car un LI plus négatif au départ implique davantage d'instabilité alors que de l'air sec à moyens niveaux est un indicateur de potentiel de forte convection. Par contre si l'environnement est subsident (DZ5<=0), ce potentiel devient à peu près nul.

----------------------------------------------------

Les conditions en (B) sont semblables mais légèrement modifiées par rapport à celles en (A) afin de mieux convenir à la convection en altitude (ACC/ACB).

----------------------------------------------------