Use of adjoint sensitivity analysis to diagnose the CMC global analysis performance: A case study
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The sensitivity of forecast errors to initial conditions obtained from the adjoint of a numerical weather prediction model provides new insights into the analysis errors responsible for poor short‐range to mediumrange forecasts. In recent years, we have developed a sensitivity analysis system based on the tangent linear and adjoint of the Global Environmental Multiscale model, in which an iterative procedure minimizing the shortrange forecast errors leads to the so‐called key analysis errors. These errors are dominated by a small number of atmospheric structures, those growing the most rapidly. The algorithm has proven very useful in understanding improvements to the three‐dimensional variational data assimilation (3D‐Var) system implemented in the Canadian Meteorological Centre operational suite in December 2001. The main difference between the old and the new 3D‐Var systems is the assimilation of temperature and surface pressure from surface and upper air stations as opposed to geopotential heights, additional Tiros Operational Vertical Sounder channels, new sources of observations such as temperature observations from aircraft, and wind and temperature from dropsondes. In this paper, we examine key analysis errors of the old 3D‐Var analysis, which led to a very poor 3‐day forecast of a severe winter storm that struck eastern Canada on 10 February 2001. In this case, the same 3‐day forecast from the new 3D‐Var analysis is much better. We compare the difference between the two 3D‐Var analyses and the key analysis errors. We find that the main key analysis errors, in terms of potential vorticity, is located along the west shore of southern California and is characterized by a strong baroclinic structure that has its maximum amplitude in the upper part of the troposphere. The difference between the two analyses is three times more energetic than the key analysis errors and its structure is much more barotropic in the troposphere. However, we show that the large improvement in the new 3D‐Var analysis stems mainly from the reduction of the analysis errors that project onto the key analysis structures.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,004 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
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 tête enseignante, 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 ».