Extension of 3DVAR to 4DVAR: Implementation of 4DVAR at the Meteorological Service of Canada
Notice bibliographique
Résumé
Abstract On 15 March 2005, the Meteorological Service of Canada (MSC) proceeded to the implementation of a four-dimensional variational data assimilation (4DVAR) system, which led to significant improvements in the quality of global forecasts. This paper describes the different elements of MSC’s 4DVAR assimilation system, discusses some issues encountered during the development, and reports on the overall results from the 4DVAR implementation tests. The 4DVAR system adopted an incremental approach with two outer iterations. The simplified model used in the minimization has a horizontal resolution of 170 km and its simplified physics includes vertical diffusion, surface drag, orographic blocking, stratiform condensation, and convection. One important element of the design is its modularity, which has permitted continued progress on the three-dimensional variational data assimilation (3DVAR) component (e.g., addition of new observation types) and the model (e.g., computational and numerical changes). This paper discusses some numerical problems that occur in the vicinity of the Poles where the semi-Lagrangian scheme becomes unstable when there is a simultaneous occurrence of converging meridians and strong wind gradients. These could be removed by filtering the winds in the zonal direction before they are used to estimate the upstream position in the semi-Lagrangian scheme. The results show improvements in all aspects of the forecasts over all regions. The impact is particularly significant in the Southern Hemisphere where 4DVAR is able to extract more information from satellite data. In the Northern Hemisphere, 4DVAR accepts more asynoptic data, in particular coming from profilers and aircrafts. The impact noted is also positive and the short-term forecasts are particularly improved over the west coast of North America. Finally, the dynamical consistency of the 4DVAR global analyses leads to a significant impact on regional forecasts. Experimentation has shown that regional forecasts initiated directly from a 4DVAR global analysis are improved with respect to the regional forecasts resulting from the regional 3DVAR analysis.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».