Comparaison directe des simulations climatiques de la version 5 du modèle régional canadien du climat (MRCC5) par rapport aux observations brutes

Hachelaf, Rabah (2016). « Comparaison directe des simulations climatiques de la version 5 du modèle régional canadien du climat (MRCC5) par rapport aux observations brutes » Mémoire. Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Maîtrise en sciences de l'atmosphère.

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Résumé

Dans cette étude, l'opérateur d'observation du système d'assimilation de données variationel tridimensionnel (3D-VAR) du Centre Météorologique Canadien (CMC) est utilisé afin d'évaluer la performance de différentes simulations climatiques sur l'Amérique du Nord et durant la période 2009-2013, issues de la 5e Version du Modèle Régional Canadien du Climat (MRCC5) directement contre des observations brutes de différentes plateformes d'observations a savoir : les observations de surface, les radiosondages ainsi que les radiances satellitaires. L'opérateur d'observation est appliqué sur les simulations climatiques et permet de produire un équivalent de ces simulations au même temps et lieu où l'observation est faite, afin d'assurer la cohérence entre l'échantillon de données à valider et la référence. Le but principal de cette étude est de présenter une façon différente de vérifier des simulations climatiques, et d'évaluer la cohérence de cette approche avec les méthodes de validation basées sur la comparaison contre des observations indirectes sur une grille ou des ré-analyses. En général, un bon degré d'accord a été noté entre les deux approches en termes de température, particulièrement sur la partie continentale des États-Unis, qui est caractérisée par un réseau homogène de stations météorologiques de surface. Par contre, un biais chaud systématique des températures à 2m d'environ +1 K a été observé en hiver, entre ERA-Interim et les observations sur le Canada et l'Arctique et conséquemment, la vérification des simulations climatiques contre ERA-Interim au-dessus de ces régions pourrait montrer un biais chaud excessif. Cependant, la température verticale des simulations CRCM5 pilotées par ERA-Interim se compare bien aux radiosondages, alors que les simulations pilotées par les Modèles de Circulation Générale Couplé Atmosphère-Océan (MCGAOs) présentent des grands biais, particulièrement au-dessus du niveau 300 hPa, pouvant être attribués en partie aux biais des MCGAOs ou à la variabilité climatique surtout dans la haute troposphère. Une bonne concordance a été remarquée entre ERA-Interim et les radiosondages pour toutes les saisons et sur toutes les régions de l'Amérique du Nord. La vérification de l'humidité relative par rapport aux radiosondages n'a pas révélé de différences significatives des résultats pour les différentes simulations climatiques MRCC5 et ERA-Interim. On remarque toutefois qu'ERA-Interim a de la difficulté à reproduire le profil observé de l'humidité relative particulièrement aux niveaux moyens et supérieurs de l'atmosphère. Les résultats de comparaison des équivalents-modèle de radiances produites à partir des simulations MRCC5 contre les radiances observées des canaux sensibles à la température dans la haute troposphère ont montré une bonne concordance avec les comparaisons effectuées contre les radiosondages aux mêmes niveaux. Les radiances satellitaires sensibles à la vapeur d'eau de la haute troposphère ont été utilisées pour examiner la performance des simulations MRCC5 à reproduire cette variable. En général, les simulations MRCC5 reproduisent mieux la vapeur d'eau dans la haute troposphère en hiver qu'en été par rapport aux observations satellitaires. Par contre, les biais significatifs observés dans les régions tropicales et subtropicales peuvent être attribués à la capacité du modèle à représenter adéquatement la vapeur d'eau dans l'atmosphère et à la convection qui la transporte vers les niveaux supérieurs de l'atmosphère. Finalement, les observations satellitaires peuvent être une référence pertinente pour évaluer les différentes composantes des modèles climatiques, grâce à leur distribution spatiale qui couvre des régions inaccessibles ou pauvres en termes de disponibilité d'observations conventionnelles. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Assimilation de données, opérateur d'observation, observations météorologiques, radiances satellitaires, validation, modèle régional du climat.

Type: Mémoire accepté
Informations complémentaires: Le mémoire a été numérisé tel que transmis par l'auteur.
Directeur de thèse: Gauthier, Pierre
Mots-clés ou Sujets: Modèle régional canadien du climat / Amérique du Nord -- Climat -- Simulation par ordinateur / Météorologie -- Observations / Assimilation des données
Unité d'appartenance: Faculté des sciences > Département des sciences de la Terre et de l'atmosphère
Déposé par: Service des bibliothèques
Date de dépôt: 26 juill. 2016 17:38
Dernière modification: 26 juill. 2016 17:38
Adresse URL : http://www.archipel.uqam.ca/id/eprint/8701

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