Titre du projet Origine, évolution et organisation des - INSU

PROGRAMME NATIONAL ATMOSPHERE ET OCEAN A DE MULTIPLES ECHELLES
(PATOM)
Fiche bilan, période 1999-2002
Titre du projet
Origine, évolution et organisation
des cyclogenèses de seconde génération,
le projet FASTEX.
Responsables scientifiques du projet :
Alain JOLY
Groupe d’étude de l’Atmosphère Météorologique (URA 1357),
42 avenue G. Coriolis,
31057 Toulouse cedex 1
Tlc. :05 61 07 96 26 ; Mél : [email protected]
ainsi que :
Yvon LEMAITRE,Centre d’étude des Environnements Terrestre et Planétaires du CNRS,
Jean-Pierre CAMMAS,Laboratoire d’Aérologie de l’Université Paul Sabatier et
Chantal CLAUD,Laboratoire de Météorologie Dynamique du CNRS.
Durée du projet : 1999–2003
Rapports sur le projet :
Joly, A., 1998.
Fiche bilan du projet FASTEX. Evaluation du programme PATOM, 12p.
Joly , A., Y. Lemaître, S. Clough, K. Commins, F.H. Sigurdsson, J.P. Cammas, 1999.
The Fronts and Atlantic Storm-Track Experiment (FASTEX) : final report on the field phase.
Météo-France, Toulouse, mars 1999 (livre en couleurs disponible sur le site de la Base de
Données FASTEX), 267p.
Thorpe A.J., K. Browning, J.P. Cammas, P. Mascart, C. Claud, H. Olafsson, P. Lynch, A. Joly,
Ph. Lopez, Y. Lemaître, P. Clark, T.E. Nordeng, 2001.
Fronts and Atlantic Storm-Track Experiment, Cloud System Study.
Project ENV4-CT97-0625, Final Report, 108p.
(La nécessité d’un nouveau rapport pour 2004 sera examinée par l’équipe de projet à partir des
commentaires motivés du Comité Scientifique sur les documents juste cités.)
1
2
Projet FASTEX – bilan 1999–2002
Projet
annuel
Responsable/
Laboratoire
Equipes
concernées
Subvention
Titre
abrégé
k€
Chercheurs
Ingénieurs
p.×an.
p.×an.
1999-17
A. Joly, GAME
GMME/RECYF,
55,6
FASTEX
18,2
0,7
2000-18
A. Joly, GAME
CETP/ABM,
48,8
FASTEX
18,0
0,3
2001-07
A. Joly, GAME
LA
43,5
FASTEX
11,9
0,8
2002-01
A. Joly, GAME
LMD/ARA.
36,5
FASTEX
7,7
0,4
55,8
2,2
184,4
Rappel des objectifs et synthèse des résultats
Le projet international FASTEX (Expérience sur le rail des dépressions Atlantique et les fronts)
étudie différents aspects d’un unique phénomène, les dépressions météorologiques de l’Atlantique Nord. Les objectifs sont présentés dans Joly et al. (1997) et résumés par Joly et al. (1999) :
(i) organisation des systèmes nuageux associés, échelles d’organisation et processus ; (ii) utilisation de la télédétection spatiale pour décrire et étudier la cyclogenèse ; (iii) intégration des
observations de la campagne par assimilation variationnelle ; (iv) exploration de nouvelles techniques pour améliorer les prévisions de tempêtes : l’observation et l’assimilation adaptatives ;
(v) enfin, examen, en fait réfutation plutôt de la plupart des théories linéaires de cyclogenèses
proposées au moment du lancement du projet, au profit des bases d’une nouvelle formalisation
de l’approche des grands synopticiens comme Petterssen ou Kleinschmidt.
Les résultats de FASTEX sont nombreux. Ils sont souvent originaux, dans le sens où ils ne
vont pas dans la direction attendue. Petit à petit, leur importance s’imposera dans les progrès
de la communauté scientifique sur ces questions, et ce projet marquera un vrai grand tournant
dans la manière d’observer, d’expliquer et de prévoir les tempêtes.
Description détaillée des systèmes nuageux et de leurs processus dynamiques
Une des signatures essentielles des dépressions aux latitudes tempérées est leur système
nuageux et les précipitations associées. Dans ce domaine, les objectifs de FASTEX s’appuyaient
sur la reflexion collective du groupe de travail dédié à ces systèmes dans le cadre du vaste
projet GEWEX (Global Energy and Water Bugdet Experiment) Cloud System Study (Stewart et
al., 1998). Ce groupe avait en particulier noté le manque d’observations détaillées de la structure
et des bilans des systèmes nuageux franchement maritimes, du fait de limitations logistiques
évidentes, alors que ces systèmes sont omniprésents dans le climat de ces latitudes.
La campagne
FASTEX
a mis en œuvre loin des côtes d’Irlande et de manière répétée une
Projet FASTEX – bilan 1999–2002
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rare combinaison de mesures in-situ (dropsondes, radiosondes, traces aux niveaux des vols
des avions) et de télédétection aéroportée. Dans ce dernier domaine, ce sont principalement
les observations des radars Doppler qui ont été exploitées, non sans d’importantes difficultés
techniques.
Ainsi, le CETP et le LA ont réalisé d’énormes progrès d’une part en achevant la mise au
point d’algorithmes d’inversion adaptés au radars aéroportés et d’autre part en réalisant des
algorithmes de restitution de champs associant radars Doppler et dropsondes (et radiosondes
le cas échéant). Le CETP opère dans un cadre spectral, le LA travaille plutôt directement sur une
grille. On dispose donc de champs inversés renouvelant, par leur grande extension spatiale en
particulier, la description détaillée des systèmes nuageux dépressionnaires et cela pour toute
une série de cas.
Là où le groupe de travail de GEWEX/GCSS attendait une variabilité sur la verticale, les observations de FASTEX révèlent une étroite combinaison de variabilités combinées sur la verticale et
l’horizontale au sein du système nuageux (Bouniol et al., 1999 ; Moine, 2001). Des structures
précipitantes sont identifiables à moyenne échelle ainsi qu’à l’échelle convective, elles marquent
fortement son organisation. Clairement visibles dans les champs restitués, elles permettent de
donner une dimension verticale et d’associer une circulation à ce qui, vu de satellite, donne une
simple texture aux nuages.
Les champs restitués permettent de confirmer l’importance de la retro-action de la sublimation sur la dynamique, le vent horizontal, au sein de la tête nuageuse (mécanisme de Clough
et Franks, 1991). Ils nourissent aussi par des éléments objectifs les schémas conceptuels de
circulation frontale.
Des bilans thermodynamiques et dynamiques ont été effectués, distinguant différentes échelles de mouvement : synoptique, moyenne échelle et convective. A l’échelle synoptique, le couplage avec l’altitude dans le développement de la dépression 39A de la POI 16 a bien été identifié
(Bouniol et al., 2002). L’essentiel des flux doivent être associés à la moyenne échelle, sauf pour la
quantité de mouvement en altitude, pilotée par l’échelle synoptique. Le bilan de chaleur indique
un réchauffement de la troposphère, sauf dans les cas intenses où l’on observe un refroidissement des basses couches. Les ordres de grandeur des sources de chaleur sont comparables
à ceux observés dans les cyclones tropicaux, mais la hiérarchie des sources est différente. Le
bilan d’humidité indique un assèchement. Le bilan de tourbillon confirme par mesures directes
que l’étirement domine, comme le supposent toutes les théories de cyclogenèse.
Une nouvelle paramétrisation nuageuse
Bien que le travail de quantification de bilans en énergie et en eau couvrant un plus grand
nombre de cas se poursuive, FASTEX a permis l’élaboration d’un nouveau schéma de condensation permettant de prévoir explicitement l’évolution des contenus en eau nuageuse et, originalité
majeure, en eau précipitante d’origines stratiformes. Il a été introduit dans le modèle Arpège. Il
a fait l’objet d’une validation sur des systèmes nuageux de FASTEX, au moyen de différents types
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Projet FASTEX – bilan 1999–2002
de données observées (satellites, radar, avion ; Lopez 2002) ou simulées par des modèles à
haute résolution (Lopez et al., 2003b). La version adjointe du schéma a été ensuite utilisée pour
mener à bien des expériences de sensibilité mettant en jeu les nouveaux processus incorporés
au schéma.
Utilisation de la télédétection satellitaire
Dans la phase de définition du projet, la direction de l’INSU a insisté pour qu’une attention
particulière soit portée à l’utilisation des données de satellites. Pour cela, le projet s’est associé
à l’équipe ARA du LMD, en particulier à C. Claud.
Ainsi, l’approche modèle vers satellite (ou par opérateur d’observation) a été mise en œuvre
pour évaluer la qualité des simulations du modèle Meso-NH (Chaboureau et al., 2000). Cette
approche a révélé un défaut dans le schéma de nuage de ce modèle et en a permis la correction de manière objective (Chaboureau et al., 2002). Toujours grâce à cette opérateur, une
paramétrisation simple de nuage a été développée et validée (Chaboureau et Bechtold, 2002).
Par ailleurs, Fourrié et al. (2000) ont montré comment détecter des précurseurs de cyclogenèse situés au voisinage de la tropopause à partir des sondages du TOVS. Ces sondages
donnent accès à la structure horizontale de ces précurseurs, ils permettent de les suivre dans
le temps, tout cela indépendamment de tout système de prévision numérique. Fourrié et al.
(2003) identifient ainsi des éléments importants de la dynamique des tempêtes de la fin décembre 1999.
Des typologies des cas de FASTEX déduites d’observations mais surtout d’analyses ont été
avancées (Joly et al., 1999 ; Baehr et al., 1999). En fait, nombre de caractéristiques synoptiques
clés différenciant les différents types de cyclogenèses sont accessibles à partir des sondages
du TOVS, c’est à dire directement observables, ainsi que l’ont montré Chaboureau et al. (2001).
Aussi, cette approche a été étendue avec succès à des périodes plus longues par Chaboureau
et Claud (2003), offrant une possibilité de « vérité observée » aux approches par suivi au sein de
longues ré-analyses (comme celle de Ayrault et Joly, 2000a) et permettant de relier circulation
de moyenne échelle et structure des tempêtes.
Pour connaître l’impact des données du sondeur satellitaire opérationnel défilant TOVS sur
les prévisions des dépressions, on a utilisé un outil de caractérisation de la sensibilité aux
observations, dans le cadre de la technique d’assimilation 3D-VAR, développé à l’origine pour
l’observation adaptative (Doerenbecher and Bergot, 2001). En effet, cet outil linéaire permet de
connaître le comportement d’un type d’observation en présence des autres données. Il complète
ainsi ce que l’on peut apprendre d’expériences plus classiques de suppression de données. Un
résultat important apparaît sur la norme des impacts des canaux du TOVS sur la modification de
la prévision de cyclogenèses. Les canaux sondant dans la stratosphère n’ont pas d’impact alors
que les canaux micro-ondes ont le plus d’effet devant les canaux infrarouges de la troposphère.
Ce résultat est dû à l’information apportée par ces canaux quelle que soit la nébulosité de
l’observation. Cette caractéristique des canaux micro-ondes se révèle particulièrement utile
Projet FASTEX – bilan 1999–2002
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dans les zones sensibles de la prévision liées au guide d’onde barocline et souvent recouvertes
de nuages (Fourrié et al., 2002).
Assimilation 4D-Var en géométrie étirée ; impact des données de FASTEX
La campagne FASTEX a fait l’objet de plusieurs ré-analyses 3D-VAR et 4D-VAR de l’ensemble
des deux mois de mesures effectuées en janvier et février 1997. La ré-analyse 4D-VAR avec
les données de la campagne corrigées constitue en particulier une description de référence
de l’ensemble des cyclogénèses sur l’Atlantique Nord de cette période. Avec l’utilisation de la
géométrie étirée qui permet une résolution fine sur le Proche Atlantique, on tire pleinement
bénéfice du jeu exceptionnel de mesures supplémentaires collectées durant cette période : les
radiosondages plus fréquents sur le pourtour du bassin Nord Atlantique ou ceux fournis par les
quatre bateaux déployés durant l’expérience, auxquels s’ajoutent les lâchers de dropsondes
effectués durant les différentes phases du cycle de vie des systèmes observés.
FASTEX offre une occasion absolument unique et exceptionnelle d’étudier l’impact d’une assez
longue période de concentration d’observations tout au long du rail de dépressions, c’est à dire
de la « zone sensible » moyenne de cette zone. En effet, après assimilation, il reste assez
de données indépendantes pour comparer analyses et prévisions à des mesures. On entend
souvent dire qu’en augmentant en moyenne la quantité de données dans une zone sensible
moyenne, on devrait améliorer (en moyenne) les prévisions. FASTEX permet, sans doute pour
la première fois, de vérifier cette idée. Elle se révèle fausse. En termes de comparaison aux
données, les observations supplémentaires ont un fort impact positif sur les analyses. Mais
cet impact se réduit rapidement pour s’annuler entre 24 h et 36 h d’échéance selon le champ
(Desroziers, Hello and Thépaut, 2003). Autre élément tout aussi essentiel de ce résultat, les
prévisions ne deviennent pas aussi mauvaises avec ou sans les données supplémentaires :
elles restent aussi bonnes, que les données en plus soient présentes ou pas.
Techniques avancées pour réduire l’effet de la faible prévisibilité des tempêtes : observation et assimilation adaptatives
Le concept d’observation adaptative, aussi appelé observation ciblée, vise à minimiser l’erreur initiale sur un système météorologique prévu bien identifié en ajoutant des observations à
des emplacements fonctions de la situation (Bergot et al., 1999 ; voir aussi Joly, 2003 pour une
présentation en français de ce sujet). Ce concept a été testé pour la première fois au cours de
la campagne de mesures FASTEX dans la perspective d’améliorer les prévisions de cyclogenèse.
L’évaluation de ce type de données sur FASTEX a montré l’importance de la méthode utilisée
pour les assimiler. En particulier, il a été montré que l’apport des observations ciblées pour
la prévision des dépressions est globalement nul avec une assimilation 3D-VAR et globalement
positif avec une assimilation 4D-VAR (Bergot, 2001).
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Projet FASTEX – bilan 1999–2002
Après la phase d’évaluation, l’objectif devenait donc de concevoir de nouvelles approches
associant dynamique de la situation, observations habituelles et propriétés de l’assimilation.
Moyennant quelques hypothèses raisonnables, on peut estimer à l’aide d’une équation matricielle la réduction de la variance de l’erreur de prévision liée à l’introduction d’un jeu d’observations supplémentaires. Cette équation prend en compte de manière explicite les propriétés
du système d’assimilation (les statistiques d’erreur). On peut ainsi déterminer un déploiement
optimal d’observations supplémentaires au sens de la réduction maximale de la variance de
l’erreur de prévision effectuée sur la propriété en question (Bergot et Doerenbecher, 2002).
Dans le cadre d’un projet coopératif avec le Centre Européen financé par la marine des EtatsUnis d’Amérique, un visiteur scientifique a conçu une approche qui généralise d’une certaine
manière cette méthode. Le cadre reste statistique : la nouvelle technique prévoit toujours une
réduction de la variance d’erreur de prévision sur une zone due à chaque déploiement possible
testé. Toutefois, au lieu d’une seule direction sensible, elle en utilise plusieurs, représentées par
des vecteurs singuliers (Leutbecher, 2003). Pas plus de trois ou quatre centres de recherches
et de prévisions dans le monde maîtrisent ces techniques.
Une autre approche consiste à tenter d’améliorer l’impact des données disponibles dans
une région sensible en prenant en compte une information de prévisibilité locale ignorée du
système d’assimilation standard.
C’est dans cet esprit que l’on teste une modification du 3D-VAR qui permette d’optimiser
la prise en compte de ces observations. L’idée est d’introduire localement dans le 3D-VAR une
structure dite « sensible » dont l’importance dans l’analyse est réglée par les données. Cette
structure projette l’information des observations d’une manière adaptée à l’évolution de la dépression visée, et non d’une manière climatologique. On peut donc bien dire que l’on adapte
l’analyse 3D-VAR à la prévision de la dépression. On retrouve alors le résultat établi en 4D-VAR :
une prise en compte optimale pour la prévision des dépressions de FASTEX de ces observations
mais au coût plus modique d’un 3D-VAR (Hello and Bouttier, 2001). En apparence peu orthodoxe,
cette correction est en fait équivalente à la résolution d’un problème d’assimilation variationnel
dans lequel on modifie à la fois la matrice de variance et covariances des erreurs de l’ébauche
(on augmente la variance dans la zone sensible) et de la variance et covariance des erreurs
d’observation (elle est diminuée) (Hello, 2002).
Mécanismes fondamentaux de la cyclogenèse : vers une nouvelle description
La Laboratoire d’Aérologie a mené à bien des travaux combinant de manière exemplaire
utilisation des mesures (sondages et données de satellites surtout), modélisation détaillée au
moyen de Meso-NH et diagnostiques de dynamique synoptique sur les premières parties des
cycles d’évolution des dépressions 41 (POI 17) et 44 (POI 18). Ainsi, si de nombreux travaux n’ont
cessé d’améliorer notre compréhension du premier de ces cas, les bases en sont jetées par la
description de référence de Cammas et al. (1999). Mallet et al. (1999b) montrent l’importance
des processus nuageux dans la première phase de croissance (vitesse de phase et taux de
creusement) qui vont dans le sens d’associer le noyau dépressionnaire à sa seule partie de
Projet FASTEX – bilan 1999–2002
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basses couches. Ce dernier se comporte comme une onde de Rossby évoluant dans un milieu
saturé. Donnadille et al. (2001a et b) décomposent la circulation verticale autour de l’anomalie
de tourbillon potentiel de plus grande amplitude observée directement au cours de FASTEX et
identifient les forçages principaux à différentes étapes clés.
Voilà que s’introduit le tourbillon potentiel. Dans un article rapidement devenu un classique,
Hoskins et al. (1985) rappelent que, moyennant une condition d’équilibre entre champ de masse
et champ de vent, une seule variable, le tourbillon potentiel, suffit à décrire complètement l’état
de l’atmosphère sèche.
L’axe qui se révèle le plus fécond dans l’étude des mécanismes de la cyclogenèse consiste
à l’expliquer à partir de décompositions du seul champ de tourbillon potentiel en éléments
identifiables, en « anomalies » de différentes échelles. En effet, grâce à l’inversion du tourbillon
potentiel il est possible d’attribuer le vent et la température ici à un élément de tourbillon potentiel
situé là. On peut ainsi quantifier les relations de cause à effet que l’on échafaude (Chaigne
and Arbogast, 2000). Cette approche fait l’objet d’un transfert vers le Laboratoire d’Aérologie.
Lambert et al. (2003) concrétise ce transfert.
Dans le cadre de FASTEX, on a d’abord travaillé sur la technique d’inversion elle-même.
Ainsi, une nouvelle méthode d’inversion du tourbillon potentiel utilisant implicitement la condition
d’équilibre la plus générale et la moins filtrante que l’on puisse imaginer a été développée. En
pratique, l’utilisation de l’initialisation dynamique du modèle Arpège au sein même de l’inversion
permet à la solution d’être dans le même état d’équilibre que si elle était le résultat d’une prévision
ou d’une assimilation de ce modèle. Autre caractéristique, grâce à cette nouvelle méthode on
obtient directement la vitesse verticale associée à un élément de tourbillon potentiel (Arbogast,
2002a).
Avec différentes versions de l’algorithme d’inversion, le mécanisme très précis de déclenchement de la dépression 41 de FASTEX a été ré-examiné et une analyse définitive et originale
a été obtenue.
Il nous a en effet fallu remettre en question l’accord, en fait superficiel, entre les premières
études de cette partie du cycle d’évolution et la théorie de Bishop et Thorpe (1994) (Mallet et
al., 1999a). Cette théorie est celle d’une instabilité contrariée par un champ de déformation :
selon elle, là où le champ de déformation est faible, l’instabilité potentielle de la structure moins
contrainte se développe selon son mécanisme propre.
Le nouveau mécanisme mis en avant est celui d’une interaction constructive entre un tourbillon pré-existant, d’amplitude finie, situé dans les basses couches à distance du lieu de naissance et une autre structure, un front disons pour faire court. Ce mécanisme explique un lieu
et un moment d’apparition du nouveau système, propriétés essentielles à une prévision mais
laissées de côté par les théories d’instabilités. Le vent que l’on peut attribuer (grâce à l’inversion
du tourbillon potentiel) au tourbillon pré-existant extrait par interaction barotrope de l’énergie
cinétique du front de manière locale, ce qui donne naissance, le long du front, au nouveau
système.
8
Projet FASTEX – bilan 1999–2002
L’étude, transposée à un cadre générique idéalisé, a permis d’éliminer les théories habituelles d’instabilité, car leurs résultats ne peuvent se comparer au mécanisme d’interaction
proposé. Ni le développement de modes normaux, ni celui de vecteurs singuliers, mis en avant
plus récemment, n’expliquent ainsi la croissance permise par le mécanisme d’interaction (Arbogast, 2002b). En particulier, « l’excitation », c’est à dire la projection de la signature du tourbillon
précurseur sur les vecteurs singuliers du problème conduisent à un développement insignifiant. Le rôle du champ de déformation de l’environnement n’est pas forcément de s’opposer au
développement (comme dans la théorie de Bishop et Thorpe), il peut l’aider.
Cette analyse apporte un éclairage détaillé, proche des observations, à la synthèse renouvelée des différents types de dépressions présents sur l’Atlantique obtenus à partir de la ré-analyse
ERA15 (Ayrault et Joly, 2000a et b). Cet autre travail classant plusieurs milliers de cas permet
de donner une signification statistique aux cas individuels de FASTEX. Sans nier l’importance de
l’instabilité barocline dans la cyclogenèse, il en désigne toutefois clairement les limites, montrant
entre autre l’indépendance statistique entre les phases de création d’un noyau dépressionnaire
et celle de son amplification maximale. L’importance des éléments organisés d’amplitude finie
dans les différents types de dépression dans l’une comme l’autre de ces phases va dans le sens
de l’étude détaillée de la naissance de la POI 17. Il est préférable de parler d’interaction barocline
pour la phase d’amplification ultime, plutôt que d’instabilité, de même que la naissance de la
POI 17 est due à une interaction barotrope. L’ensemble esquisse le remplacement de la notion
d’instabilité linéaire, propriété intrinsèque d’un état de base plus ou moins aisé à définir, par une
transposition à la météorologie du concept de structure cohérente élaboré dans les approches
récentes de la turbulence et l’étude des systèmes dynamiques. Dans cette perspective, l’évolution est due aux interactions entre les structures cohérentes : l’inversion et la décomposition
du champ de tourbillon potentiel permettent d’identifier ces structures, et donc de quantifier les
interactions. Cette perspective constitue le principal résultat de dynamique de FASTEX.
Bibliographie
Bishop, C.H. and A.J. Thorpe, 1994 : Frontal wave stability during moist deformation frontogenesis. part
II. the suppression of non-linear wave development. J. Atmos. Sci., 51, (6), 874–888.
Clough S.A. and R.A.A. Franks, 1991. The evaporation of frontal and other stratiform precipitation. Quart.
J. Roy. Meteor. Soc., 117, 1057–1080.
Hoskins, B.J., M.E. Mc Intyre, and R.W. Robertson, 1985 : On the use and significance of isentropic
potential vorticity maps. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 111, 877–946.
Joly, A., D. Jorgensen, M.A. Shapiro, A.J. Thorpe, P. Bessemoulin, K.A. Browning, J.P. Cammas, J.P.
Chalon, S.A. Clough, K.A. Emanuel, L. Eymard, R. Gall, P.H. Hildebrand, R.H. Langland,Y. Lemaitre,
P. Lynch, J.A. Moore, P.O.G. Persson, C. Snyder, and R.M. Wakimoto, 1997 : The Fronts and
Atlantic Storm-Track Experiment (FASTEX) : scientific objectives and experimental design. Bull.
Amer. Meteor. Soc., 78, (9), 1917–1940.
Stewart, R.E., K.K. Szeto, R.F. Reinking, S.A. Clough, and S.P. Ballard, 1998 : Midlatitude cyclonic cloud
systems and their features affecting large scales and climate. Reviews of Geophysics, 36, (2),
245–273.
Projet FASTEX – bilan 1999–2002
9
Vue d'ensemble
Inversion des mesures
synoptique dynamique
Doppler et dropsondes,
Cammas et al., 1999
Moine, 2001 (thèse)
Analyse 4D-Var
de la tête nuageuse
Desroziers et al., 1999
La dépression 41 de FASTEX
16-203février 1997
2
22
Identification des
structures d'altitude
dans les mesures TOVS
Fourrié et al., 2000
9
8
4
3
6
33
9
5
8
6
6
4
8
<
=
<
6
Identification de
précurseurs par inversion,
Arbogast et Joly, 1998
Rôle des processus nuageux
dans la 1ère phase
de développement,
Mallet et al., 1999b
1ère approche du
mécanisme de création, Mécanisme détaillé
Mallet et al., 1999a
de création de la dépression,
Arbogast, 2002b
Figure 1: Exemple de dépression (représentée par le champ de tourbillon relatif à 850 mbar en isolignes
noires, sa trajectoire en trait noir épais et sa vitesse de déplacement en vecteurs blancs) et de système
nuageux (représenté par l’image composite GOES et Météosat) visés et étudiés aux cours de FASTEX. Il s’agit
du système ayant fait l’objet de la POI 17. Cette figure n’illustre pas un résultat scientifique particulier
(elle en recèle plus d’un), mais plutôt l’approche multivariée et multidisciplinaire du projet ainsi que
l’effort coopératif entrepris pour aborder les questions autour d’un même système. Les articles indiqués
privilégient les thèmes de connaissance et d’observation ; il convient d’indiquer que plusieurs articles
sur le thème de la prévisibilité s’appuient beaucoup sur ce cas. Alternativement, noter qu’une étude
systématique de l’ensemble des cas a été réalisée, ce qui n’est pas coutumier pour un tel projet, par Baehr
et al., 1999. De même, d’importants travaux sur les systèmes nuageux, représentés ici par Moine (2001)
ont été menés sur le cas précédent, POI 16, au CETP comme Bouniol et al. (2002).
10
Projet FASTEX – bilan 1999–2002
Valorisation des résultats
Poursuite du projet ou définition d’un nouveau projet
Des travaux utilisant les données de la campagne FASTEX ou bien consacrés aux objectifs
directs du projet se poursuivent au sein des équipes impliquées.
Ainsi, au CETP, une thèse est consacrée à une intercomparaison de bilans dynamiques et
thermodynamiques de différents systèmes nuageux. Des observations issues du radar ASTRAIA,
en particulier, s’ajoutent aux données radar inversées déjà disponibles.
Au GAME, il existe un certain nombre de résultats en cours d’approfondissement ou de mise
en forme portant sur la nouvelle description des dépressions types obtenues à partir de la réanalyse ERA15 (alors que de nouveaux travaux commencent à exploiter ERA40) ainsi que sur les
tempêtes de décembre 1999. Les outils et connaissances rassemblées permettent d’apporter
une contribution à l’estimation de l’évolution du risque de tempêtes dans un climat modifié par
les gaz à effet de serre (dans le cadre de la Gestion des Impacts du Changement du Climat par
le Ministère de l’Environnement). Surtout, cette équipe envisage de pousser le plus loin possible
la recherche d’une description des processus de cyclogenèse en termes d’interactions entre
structures cohérentes plutôt qu’en termes d’instabilités linéaires.
Les savoir-faire acquis ou échangés entre équipes, comme par exemple sur l’inversion du
tourbillon potentiel ou la classification des systèmes nuageux à partir de données télédétectées,
sont utiles à de nouveaux projets comme par exemple MEDEX, pour l’étude de la cyclogenèse
en Méditerranée. L’observation adaptative reste un sujet de recherche utilisant des techniques
élaborées mais auquel un programme de coordination des moyens d’observation des services
météorologiques européens comme EUCOS (European Composite Observing System) semble
porter de l’intérêt. Un cadre pour la poursuite de ces travaux combinant recherche algorithmique,
essais et mise en œuvre de nouveaux moyens de mesure comme des ballons dérivants largueur
de sondes et assimilation de données devrait être fourni par le projet international THORPEX, projet
phare de la communauté américaine dans le domaine des phénomènes d’échelles synoptique
et saisonniere, en particulier les plus intenses. THORPEX a l’ambition d’être l’équivalent à ces
échelles du Programme mondial de recherches sur le climat.
Utilisation des résultats de manière opérationnelle
Les travaux en assimilation de données, qui ont permis de réaliser sur les seules forces du
projet une ré-analyse complète de la campagne avec une méthode en avance sur l’opérationnel,
fait rarissime pour ne pas dire unique dans les annales du Programme, ont été conduits en étroite
collaboration avec le groupe de prévision numérique, de sorte que le système d’assimilation
opérationnel actuel en est directement issu.
Projet FASTEX – bilan 1999–2002
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En fait, depuis ses débuts, le projet FASTEX consacre une partie de son potentiel à du transfert
vers l’opérationnel : développement de diagnostics dans ARPEGE, nouvelles sorties sur la station
de travail du prévisionniste SYNERGIE, nouvelle synthèse graphique de la situation à l’échelle
synoptique (Santurette and Joly, 2002), petite révolution actuellement en cours de mise en
œuvre.
Il convient aussi de noter qu’une nouvelle paramétrisation physique des processus nuageux
a été conçue et testée dans le cadre de FASTEX (Lopez, 2002, Lopez et al., 2003). Cette paramétrisation doit pouvoir être employée en assimilation de données pour utiliser des observations
de nuages ou de précipitations (son adjoint existe, Lopez, 2003) ainsi que pour les simulations
du climat. De fait, reprise par P. Marquet de l’équipe Arpège-Climat, elle devrait figurer dans une
prochaine version de ce modèle.
Le projet le plus ambitieux dans ce domaine consiste à mettre des outils de modification des
conditions initiales comme la correction par les gradients ou l’inversion du tourbillon potentiel
à la disposition des prévisionnistes. L’ambition est de leur permettre de tirer la prévision vers
le scénario qui leur semble le plus probable non pas à travers des bulletins ou même des graphiques de synthèse indépendants des champs de modèle, mais sous la forme d’une trajectoire
prévue complète (Joly and Santurette, 2001).
L’opération la plus concrète menée dans le cadre de ce projet a conduit à organiser avec le
Laboratoire de Prévision et les prévisionnistes du Centre National une expérimentation de six
mois d’hiver en semi-temps réel de ces deux outils développés et essayés dans le cadre de
FASTEX. Un membre de l’équipe, Ph. Arbogast, a pris la responsabilité de ce projet.
Il faut bien voir que toutes ces actions représentent de nombreuses heures de travaux en
tous genres, au détriment de l’activité de publication.
Algorithmes
Voici les principaux algorithmes conçus et réalisés spécifiquement à l’occasion du projet
FASTEX :
— Méthode de restitution spectrale de champs à partir de mesures Doppler aéroportées
(ou non) et de profils de sondages vent, température et humidité ; acronyme : MANDOPA,
réalisation : CETP ;
— Méthodes d’inversion du tourbillon potentiel travaillant sur les champs globaux d’Arpège/IFS
(algorithme basé sur un équilibre quasi-géostrophique étendu à la sphère ; algorithme
variationnel utilisant une condition d’équilibre implicite quelconque) ; réalisation : Ph. Arbogast, GAME ;
— Opérateur « modèle vers satellite » pour l’évaluation objective de simulations numériques
pour le modèle Meso-NH ; réalisation : J.P. Chaboureau, LMD et LA ;
— Méthode d’identification et de classification de systèmes nuageux à partir d’observations
du sondeur TOVS ; réalisation : J.P. Chaboureau, LMD et LA ;
12
Projet FASTEX – bilan 1999–2002
— Paramétrisation des nuages stratiformes pour l’assimilation de données de nuages et de
précipitations et la simulation du climat ; réalisation : Ph. Lopez, GAME ;
— Méthode d’estimation optimale des paramètres statistiques nécessaires à l’assimilation
variationnelle ; réalisation : G. Desroziers, GAME ;
— Calcul de sensibilité d’une propriété prévue aux observations initiales, généralisation du
calcul de sensibilité aux conditions initiales impliquant l’adjoint de l’assimilation ; réalisation : A. Doerenbecher, GAME ;
— Calcul de l’impact sur la variance d’erreur de prévision d’une propriété d’un déploiement
d’observations supplémentaires ; acronyme : SKFS (simplified Kalman filter sensitivity),
réalisation : Th. Bergot et A. Doerenbecher, GAME ;
— Calcul généralisé de l’impact sur la variance d’erreur de prévision d’une propriété d’un
déploiement d’observations supplémentaires ; acronyme : RRKF (reduced rank Kalman
filter), réalisation : M. Leutbecher, GAME et Centre Européen ;
— Utilisation d’un champ de sensibilité comme fonction de structure en assimilation 3D-Var ;
réalisation : G. Hello, GAME sur une base de M. Fisher du Centre Européen ;
— Méthode de suivi automatique de noyaux dépressionnaires dans de longues réanalyses ;
méthode de classification automatique de dépressions types ; réalisation : F. Ayrault, GAME ;
Base de données
L’ensemble des données corrigées, à différentes résolutions (pour les sondages, par exemple)
a été mis rapidement à la disposition de la communauté scientifique internationale (Jaubert et
al., 1999) via INTERNET. La principale base se trouve à l’adresse :
http://www.cnrm.meteo.fr/fastex/
Le site contient une partie de présentation générale du projet brève et illustrée.
On peut trouver des données élaborées à partir des algorithmes du CETP (exploitant radars
Doppler et dropsondes) à l’adresse :
http://dataserv.cetp.ipsl.fr/FASTEX/
Autres
Dans le domaine de la pédagogie et du transfert de connaissance, un Enseignement assisté par ordinateur (EAO) a été réalisé par Météo-France pour former ses prévisionnistes à la
nouvelle synthèse graphique de la situation synoptique testée au cours de FASTEX. La partie
dite « théorique » de cet EAO, réalisée par S. Malardel et A. Joly, s’appuie sur les résultats et les
idées issus de FASTEX.
Dans cet esprit, un article de synthèse sur les dépressions des latitudes tempérées soumis à
l’invitation du comité de rédaction d’une encyclopédie des sciences de l’atmosphère a été rédigé
Projet FASTEX – bilan 1999–2002
13
et accepté : il s’appuie largement sur l’examen d’un cas de FASTEX d’une part et la nouvelle vision
climatologique d’ensemble due à F. Ayrault d’autre part (Joly, Ayrault and Malardel, 2002).
Toujours dans ce domaine, les travaux sur FASTEX nous ont bien préparés à mettre rapidement en ligne, à destination d’un large public, quelques éléments de connaissance et de
compréhension juste après les tempêtes de décembre 1999. L’adresse de ce site :
http://www.cnrm.meteo.fr/fastex/recyf_temp/
Ce site se trouve physiquement dans le dispositif de la Base de Données FASTEX. Gràce
aux indices de consultation, on peut affirmer que c’est le document produit par le projet qui a
véritablement touché le grand public. Mise sous une autre forme (discutable), les pages ont été
copiées dans le site principal de Météo-France.
Publications issues du projet, 1999–2003
Articles publiés dans des revues à comité de lecture
Ayrault, F. and A. Joly, 2000a : Une nouvelle typologie des dépresssions météorologiques :
classification des phases de maturation. Compte-Rendus à l’Académie des Sciences,
Sciences de la Terre et des planètes, 330, 167–172.
Ayrault, F. and A. Joly, 2000b : L’origine des dépressions météorologiques sur l’atlantique : nouvelle perspective climatologique. Compte-Rendus à l’Académie des Sciences, Sciences
de la Terre et des planètes, 330, 173–178.
Baehr, Ch., B. Pouponneau, F. Ayrault, and A. Joly, 1999 : Dynamical characterization of the
FASTEX cyclogenesis cases. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 125, 3469–3494.
Bergot, T., 1999 :Adaptive observations during FASTEX : a systematic survey of the impact of
upstream flights. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 125, 3271–3298.
Bergot, T., 2001 : Influence of the assimilation scheme on the efficiency of adaptive observations. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 127, 635–660.
Bergot, T. and A. Doerenbecher, 2002 : A study on the optimization of the deployment of targeted
observations using adjoint-based methods. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 128, 1689–1712.
Bouniol, D., A. Protat, and Y. Lemaître, 1999 :Mesoscale dynamics of a deepening secondary
cyclone in FASTEX IOP 16 : three-dimensional structure retrieved from dropsonde data.
Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 125, 3535–3562.
Bouniol D., Y. Lemaître and A. Protat, 2002 :Upper and lower troposphere coupling processes
involved in the FASTEX IOP16. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 128, 1211–1228.
Cammas, J.P., B. Pouponneau, G. Desroziers, P. Santurette, A. Joly, Ph. Arbogast, I. Mallet, G.
Caniaux and P. Mascart, 1999 :FASTEX IOP 17 cyclone : introductory synoptic study with
field data.Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 125, 3393–3414.
14
Projet FASTEX – bilan 1999–2002
Chaboureau, J.-P., and P. Bechtold, 2002 :A simple cloud parameterization from cloud resolving
model data : Theory and application. J. Atmos. Sci., 59, 2362–2372.
Chaboureau J.-P., J.-P. Cammas, P. Mascart, J.-P. Pinty, C. Claud, R. Roca and J.J. Morcrette,
2000 :Evaluation of a cloud system life-cycle simulated by Meso-NH during FASTEX using
METEOSAT radiances and TOVS-3I cloud retrievals. Quart. J. of Roy. Meteor. Soc., 126,
1735–1750.
Chaboureau J.-P., J.-P. Cammas, P. Mascart, J.-P. Pinty and J.Ph. Lafore, 2002 : Mesoscale
model cloud scheme assessment using satellite observations. J. Geophys. Res., 107,
10.1029/2001JD000714.
Chaboureau, J.-P., Claud C., Cammas J.P, Mascart P., 2001. Large-scale cloud, precipitation
and upper- level features during FASTEX as inferred from TOVS observations, J. Geophys.Res., 106 (D15), 17293-17302.
Chaigne, E. and Ph. Arbogast, 2000 : Multiple potential vorticity inversions in two FASTEX
cyclones. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 126, 1711–1734.
Desroziers, G., B. Pouponneau, J.N. Thépaut, M. Janisková, and F. Veersé, 1999 :Four dimensional variational analyses of FASTEX situations using special observations.Quart. J. Roy.
Meteor. Soc., 125, 3339–3358.
Desroziers, G., O. Brachemi, and B. Hamadache, 2001 : Estimation of the representativeness
error due to the incremental formulation of variational assimilation. Quart. J. Roy. Meteor.
Soc., 127, (575), 1775–1794.
Desroziers, G. and S. Ivanov, 2001 : Diagnosis and adaptive tuning of information parameters
in a variational assimilation. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 127, (574), 1433–1452.
Desroziers, G., G. Hello, and J.N.Thépaut, 2003 : A 4D-Var re-analysis of the fastex experiment.
Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 129, (589), 1301–1316.
Doerenbecher, A. and T. Bergot, 2001 : Sensitivity to observations applied to FASTEX cases.
Nonlinear Processes in Geophysics, 8, (6), 467–481.
Donnadille, J., J.-P. Cammas, P. Mascart, D. Lambert, and R. Gall, 2001a : FASTEX IOP 18 :
A very deep tropopause fold : Part I : Observations and synoptic description. Quart. J. of
Roy. Meteor. Soc., 126, 2247–2268.
Donnadille, J., J.-P. Cammas, P. Mascart, and D. Lambert, 2001b :FASTEX IOP 18 : A very deep
tropopause fold : Part II : Modeling and QG-Omega diagnoses. Quart. J. of Roy. Meteor.
Soc., 126, 2269–2286.
Fourrié, N., C. Claud, J. Donnadille, J.P. Cammas, B. Pouponneau, and N. Scott, 2000 : Use of
TOVS observations for the identification of tropopause-level thermal anomalies. Quart. J.
Roy. Meteor. Soc., 126, 1473–1494.
Fourrié, N., A. Doerenbecher, T. Bergot, and A. Joly, 2002 : Sensitivity of the forecast to TOVS
observations. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 128, (586), 2759–2778.
Hello, G. and F. Bouttier, 2001 : Using adjoint sensitivity as a local structure function in variational
data assimilation. Nonlinear Processes in Geophysics, 8, (6), 347–355.
Projet FASTEX – bilan 1999–2002
15
Janisková, M., F. Veersé, J.N. Thépaut, G. Desroziers, and B. Pouponneau, 1999 : Impact of
a simplified physical package in 4D-VAR analyses of FASTEX situations. Quart. J. Roy.
Meteor. Soc., 125, 2465-2485.
Jaubert, G., C. Piriou, S.M. Loehrer, A. Petitpa, and J.A. Moore, 1999 :Development and quality
control of the FASTEX Data Archive. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 125, 3165–3188.
Joly, A., K.A. Browning, P. Bessemoulin, J.P. Cammas, G. Caniaux, J.P. Chalon, S.A. Clough,
R. Dirks, K.A. Emanuel, L. Eymard, R. Gall, T.D. Hewson, P.H. Hildebrand, D. Jorgensen,
F. Lalaurette, R.H. Langland, Y. Lemaitre, P. Mascart, J.A. Moore, P.O.G. Persson, F. Roux,
M.A. Shapiro, C. Snyder, Z. Toth, and R.M. Wakimoto, 1999 : Overview of the field phase of
the Fronts and Atlantic Storm-Track Experiment (FASTEX) project. Quart. J. Roy. Meteor.
Soc., 125, 3131–3164.
Lemaître Y., A. Protat and G. Scialom, 1999.Dynamics of a « bomb-like » deepening seconday
cyclone from airborne Doppler radar.Quart. J. Roy. Met. Soc., 125, 2597-2818.
Lemaître, A. Protat and D. Bouniol, 1999 :Pacific and Atlantic bomb-like deepenings in mature
phase : a comparative study. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 125, 3513–3533.
Leutbecher, M., 2003 : A reduced rank estimate of forecast error changes due to intermittent
modifications of the observing network. J. Atmos. Sci., 60, (5), 729–742.
Lopez, P., 2002 : Implementation and validation of a new prognostic large-scale cloud and
precipitation scheme for climate and data assimilation purposes. Quart. J. Roy. Meteor.
Soc., 128, (579), 229–258.
Mallet, I., Ph. Arbogast, Ch. Baehr, J.P. Cammas, and P. Mascart, 1999 : Effects of a low
level precursor and frontal stability on cyclogenesis during FASTEX IOP17. Quart. J. Roy.
Meteor. Soc., 125, 3415–3438.
Mallet, I., J.P. Cammas, P. Mascart, and P. Bechtold, 1999 :Effects of cloud diabatic heating on
the FASTEXIOP 17 cyclone. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 125, 3439–3468.
Pouponneau B., F. Ayrault, T. Bergot and A. Joly, 1999 :The impact of aircraft data on an Atlantic
cyclone analysed in terms of sensitivities and trajectories, Weather and Forecasting, 14,
(1), 67-83.
Protat A., Y. Lemaître, D. Bouniol and R.A. Black, 2000 : Microphysical observations during
FASTEX from airborne doppler radar and in-situ measurements.Phys. Chem. Earth, B 25,
1097–1102.
Protat A., Y. Lemaitre, D. Bouniol, 2003 :Terminal fall velocity and the FASTEX cyclones. Quart.
J. Roy. Meteor. Soc., 129, 1513–1535.
Santurette, P. and A. Joly, 2002 : ANASYG/PRESYG, Météo-France’s new graphical summary
of the synoptic situation. Meteorol. Appl., 9, 129–154.
Articles soumis à des revues à comité de lecture
Arbogast, P., 2002a : Ertel potential vorticity inversion under a general implicit balance condition.
Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 128, submitted.
16
Projet FASTEX – bilan 1999–2002
Arbogast, P., 2002b : Frontal wave development by interaction between a front and a cyclone :
application to the FASTEX IOP 17. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 128, revised.
J.P. Chaboureau and C. Claud, 2003 : Observed variability of North-Atlantic oceanic precipitating systems during winter. J. Geophys.Res., 2002JD003343, accepted.
Fourrié, N., C. Claud, and A. Chedin, 2003 : On the depiction of upper-level precursors of the
December 1999 storms from TOVS observations. Weather and Forecasting, 18, in press.
Hello, G. and P. Arbogast, 2003 : Two different methods to correct the initial conditions, potential vorticity modifications and perturbations with sensitivities : an application to the 27
December storm over south of France. Meteorol. Appl., 10, submitted.
Lambert, D., Ph. Arbogast, J.P. Cammas, J. Donnadille, and P. Mascart, 2003 : Cold air cyclogenesis study using potential vorticity inversion method. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 129,
submitted.
Lemaître, Y., E. Le Bouar and D. Bouniol, 2002 : Ageostrophic circulations retrieved from four
dimensional data. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., version révisée renvoyée.
Lopez, P., 2003a : On the inclusion of 3d prognostic cloud and precipitation variables in adjoint
calculations. Mon. Wea. Rev., 131, accepted.
Lopez, P., K. Finkele, P. Clark, and P. Mascart, 2003b : Validation and intercomparison of
three mesoscale models on three FASTEX cloud systems ; implications for climate models.
Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 129, accepted.
Scialom, G., A. Protat, and Y. Lemaître, 2000 :Vertical dynamic structure of a FASTEX secondary cyclone derived from dual-beam airborne radar data. J. Atmos. Oceanic Technol,
accepted.
Autres publications évaluées par un comité de lecture
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des dépressions. La Météorologie, 8ème série, (38), 19–29.
Joly, A. and P.Santurette. Turning dynamical ideas into forecast practice, chapter 8, pages 83–
105. in Meteorology at the Millenium, Academic Press, 2001 ; vol. 83 in International
Geophysics Series.
Joly, A., F. Ayrault, and S. Malardel. Cyclones, Extra-tropical cyclones, pages 594–615. in Encyclopedia of Atmospheric Sciences, Academic Press, 2002, vol. 2.
Joly, A., 2003 : L’observation adaptative. La Météorologie, 8ème série, (43), sous presse.
Thèses
Bouniol, D., 2000 :
Interactions d’échelles et processus thermodynamiques des cyclogénèses secondaires
de l’expérience FASTEX.
Thèse de doctorat de l’Université Paris VII, Paris, décembre 2000.
Projet FASTEX – bilan 1999–2002
17
Doerenbecher, A., 2002 : Etude de l’optimisation d’un système d’observation adaptatif pour
améliorer la prévision des dépressions météorologiques. Doctorat de l’Université P. Sabatier, Toulouse, juin 2002, 198p.
Donnadille J., 2000 :
Dynamique d’altitude dans un cas de cyclogenèse au nord du courant-jet polaire pendant
FASTEX : étude diagnostique et numérique Doctorat de l’Université P. Sabatier, décembre
2000, 197 p.
Fourrié, N., 2000 : Intérêt des observations du sondeur satellitaire TOVS pour l’analyse et la
prévision des dépressions pendant FASTEX. Doctorat de l’Université Paris 6, décembre
2000, Paris, 215p.
Hello, G., 2002 : Prise en compte de la dynamique associée aux dépressions des latitudes
moyennes dans la détermination des conditions initiales des modèles météorologiques.
Doctorat de l’Université P. Sabatier, novembre 2002, Toulouse, 231p.
Lopez, P., 2001 : Conception et validation d’une paramétrisation explicite des hydrométéores
de grande-échelle. Evaluation de son potentiel dans les calculs adjoints. Doctorat de
l’Université P. Sabatier, octobre 2001, Toulouse, 221p.
Mallet I., 1999 :
Rôle des précurseurs et du diabatisme dans le déclenchement et le développement d’une
cyclogenèse frontale (expérience FASTEX).
Doctorat de l’Université P. Sabatier, 224 p.
Moine M.P., 2001 :
Structure et évolution à mésoéchelle de perturbations cycloniques de l’Atlantique Nord
pendant FASTEX.
Thèse de l’Université Paul Sabatier - Toulouse III, soutenue le 1er Octobre 2001.
Résumés longs dans des actes de conférences internationales
Arbogast Ph. and E. Chaigne, 1999.
PV thinking and sensitivity to initial conditions.
Preprint, 8th Conference on Mesoscale Processes, 28 june-july 1999, published by the
American Meteorological Society, 280–283.
Ph. Arbogast, G. Hello and A. Joly, 2001,
Dynamical overview of the two european storms of december 1999 using generalized
potential vorticity inversion, Preprint volume, 9th Conference on mesoscale processes, 30
july–2 august 2001, Fort Lauderdale, American Meteorological Society, 477–478.
Baehr Ch., B. Pouponneau, F. Ayrault and A. Joly, 1999.
Some dynamical properties of the FASTEX cyclogenesis cases.
Preprint, 8th Conference on Mesoscale Processes, 28 june-july 1999, published by the
American Meteorological Society, 190–193
18
Projet FASTEX – bilan 1999–2002
Bergot T., 1999.
Efficiency of adaptive observations during FASTEX.
Preprint, 3rd WMO International Symposium on Assimilation of Observations in Meteorology and Oceanography, 4pp.
Bergot T., 1999.
A systematic survey of the impact of adaptive observations during FASTEX.
Preprint, 8th Conference on Mesoscale Processes, 28 june-july 1999, published by the
American Meteorological Society, 276–279.
Bergot T., 2000.
Influence of assimilation schemes on the impact of adaptive observations.
Preprints, 4th AMS symposium on integrated observing systems, 9–14 january 2000,
published by the American Meteorological Society, 194–197.
Bergot T., Carrer D., T. Phulpin, 2001.
Targeted meteorological observations from a network of stratospheric balloons : the ACACIAS project.
15th ESA Symposium on European Rocket and Balloons programs and related research,
669–672.
Bouniol, D., Protat, A., and Lemaître, Y., 1999.
FASTEX secondary cyclogenesis : scale interactions.
Preprint, 8th Conference on Mesoscale Processes, 28 juin-1er juillet 1999, 194–199.
Bouniol, D. A. Protat and Lemaître, Y., 2001 :
Mesoscale processes involved in FASTEX secondary cyclones.
Preprint volume, 9th Conference on mesoscale processes, 30 july–2 august 2001, Fort
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Chaboureau, J.-P., J.-P. Pinty, J.-P. Cammas, P. J. Mascart, and J.-P. Lafore, 2001 :
Mesoscale model cloud scheme assessment using satellite observations.
Preprint, 9th Conference on Mesoscale Processes, 30 July-2 August 2001, Fort Lauderdale, Floride, pp 17-20.
Desroziers G., B. Pouponneau, M. Janiskova and J.N. Thépaut, 1999.
4D-VAR reanalysis of FASTEX data.
Preprint, 8th Conference on Mesoscale Processes, 28 june-july 1999, published by the
American Meteorological Society, 328–331.
G. Desroziers, B. Pouponneau, M. Janiskova, J.N. Thépaut, G. Hello and E. Wattrelot 1999,
4D-VAR reanalysis of FASTEX data.
Third WMO International symposium on assimilation of observations in meteorology and
oceanography, 4pp
G. Desroziers, B. Chapnik, S. Ivanov and F. Rabier, 2001,
Adaptive tuning of observation error parameters in a variational data assimilation, Preprint
volume, 18th Conference on weather analysis and forecasting, 30 july–2 august 2001,
Fort Lauderdale, American Meteorological Society, 45–46.
Projet FASTEX – bilan 1999–2002
19
A. Doerenbecher, T. Bergot, F. Bouttier, 2000.
Impact studies with targeted observations at Météo-France Proceedings of CGC/WMO
Workshop, Toulouse, 6-8 Mars 2000
WMO/WWW Technical Report 19, 119–123.
A. Doerenbecher, T. Bergot et F. Bouttier, 2000,
Sensitivity to observations and targeted observations,
Preprints, 4th AMS symposium on integrated observing systems, 9–14 january 2000,
published by the American Meteorological Society, 200–203.
Donnadille J., J.-P. Cammas, P. Mascart, D. Lambert, and J.-P. Chaboureau, 1999 : A very deep
tropopause fold during FASTEX IOP 18. In Proceedings of the Fifth European Workshop
on stratospheric ozone, Saint-Jean de Luz, France, 27 Sept–1 Oct. 1999, p 479–482.
Lambert D., P. Arbogast, J. P. Cammas, J. Donnadille and P. Mascart, 2001 :
Study of tropopause perturbation and effects on cyclogenesis using potential vorticity
inversion method.
Preprint, 13th Conference on Atmospheric and Oceanic Fluid Dynamics, 4-8 june 2001,
Breckenridge, Colorado, pp 74-77.
Mallet I., P. Mascart, J. P. Cammas, and P. Bechtold, 1999 : Effects of latent heating in a
Fastex cyclone. Preprint, 8th Conference on Mesoscale Processes, 28 June – 1 July 1999,
Boulder, Colorado, 152–155.
Protat, A., Lemaître, Y., Bouniol, D., and Scialom G., 1999 :
Multiscale analysis of FASTEX secondary cyclogenesis from airborne Doppler radar.
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Protat, A., Lemaître, Y., and Bouniol, D., 2001 :
Impact of cyclogenesis on the large-scale environment through momentum, heat and
water budgets on mesoscale. Case studies from the FASTEX field experiment. 4th Conf
of Gewex, Paris, septembre 2001, p29.
Protat, A., Bouniol, D. and Lemaître, Y., 2001 :
Mesoscale processes and impact of FASTEX cyclogenesis though momentum, heat and
water (IOPs 11, 12, 16, 17), Preprint volume, 9th Conference on mesoscale processes,
30 july–2 august 2001, Fort Lauderdale, American Meteorological Society, 447–451.
Autres
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Questions sur les mécanismes et l’origine des tempêtes.
http://www.cnrm.meteo.fr/fastex/recyf_temp/
D. Carrer, 2001.
Etude de faisabilite du pilotage de ballons stratosphériques en vue d’un ciblage des sondages atmospheriques. Stage de DEA Ocean, Atmosphere, Environnement de l’UPS.
20
Projet FASTEX – bilan 1999–2002
B. Chapnik, 2001.
Réglage des statistiques d’erreurs des radiances satellitaires TOVS.
Rapport de stage d’approfondissement. Note de travail de l’ENM n°770, juin 2001, 80 p.
Joly , A., Y. Lemaître, S. Clough, K. Commins, F.H. Sigurdsson, J.P. Cammas, 1999.
The Fronts and Atlantic Storm-Track Experiment (FASTEX) : final report on the field phase.
Météo-France, Toulouse, mars 1999 (livre en couleurs disponible sur le site de la Base de
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Lemaître, Y., 1999 :
L’expérience internationale FASTEX : une chasse aux cyclogénèses secondaires. Rapport
quadriennal du CNFGG de 1994 à 1998.
Thorpe A.J., K. Browning, J.P. Cammas, P. Mascart, C. Claud, H. Olafsson, P. Lynch, A. Joly,
Ph. Lopez, Y. Lemaître, P. Clark, T.E. Nordeng, 2001.
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