Gribs DWD/ICON

Définition d’un grib - rappel

Le GRIB (GRIdded Binary en anglais) désigne un format de fichier utilisé en météorologie pour la diffusion de données de prévisions. Ce format est défini par l’OMM (Organisation mondiale de météorologie)

Un tel fichier comprend les données d’information météorologique pointant des points de grille, la description des points de grille eux-mêmes, ainsi que les métadonnées permettant de décoder le fichier et d’interpréter l’information météorologique. C’est donc un format auto-documenté.

Le décodage des métadonnées est régi par des tables standardisées par l"OMM, et utilise des tables externes définies par le producteur.

En disposant de ces tables, le lecteur de Gribs saura les interpréter et matérialiser ces information sur une carte électronique.

DWD

Le Deutscher Wetterdienst (DWD) est le service météorologique de la République fédérale d’Allemagne. Le quartier général est à Offenbach-sur-le-Main. Il est membre de l’Organisation météorologique mondiale et du Centre européen de prévision météorologique à moyen terme : ECMWF

Champs d’action :

• Prises de données :
  • Stations météorologiques de surface
  • Radiosondages
  • Radars météorologiques
  • Traitement des données de METEOSAT
  • Surveillance de la radiation
• Prévisions météorologiques :
  • Météorologie aéronautique
  • Météorologie maritime
  • Climatologie et environnement
  • Biométéorologie (concentration de pollen, hypersensitivité aux changements météorologiques, radiation ultra-violet, qualité de l’air)
  • Hydrométéorologie
  • Agrométéorologie
• Alerte météorologique
• Prévision numérique du temps(le DWD fait partie de COSMO). Voir note [1]

Pour ce faire, En 2012, il employait environ 2 600 personnes à son quartier-général de Offenbach-sur-le-Main ; dans les centres régionaux de Hambourg, Potsdam, Leipzig, Essen, Stuttgart et Munich ; et 69 stations météorologiques humaines (des 181 appartenant au service) dont certains rapportent 24 heures sur 24 et d’autres selon un horaire plus restrictif. Le DWD peut également compter sur environ 2 400 stations climatologiques maintenues par des volontaires.

De GME vers ICON

Du modèle allemand global à grande échelle (le modèle GME). vers ICON modèle à fine échelle

GME, le prédécesseur d’ICON, qui a commencé sa production opérationnelle en décembre 1999, a été le premier modèle opérationnel de prévision numérique météorologique à utiliser une grille icosaédrique. Cette structure de grille de base a été conservée pour ICON. Comparées aux approches traditionnelles telles que la grille de latitude-longitude, les grilles icosaédriques fournissent une couverture presque homogène du globe. Cela évite le problème dit de pôle lié à la convergence des méridiens dans les réseaux lat-lon, ce qui pose de sérieux problèmes pour une implémentation efficace du point de vue informatique.

La génération de grille commence avec un icosaèdre inscrit dans la sphère. La connexion des 12 sommets de l’icosaèdre avec des lignes géodésiques donne 20 triangles sphériqueséquilatéraux d’une longueur d’environ 7054 km. La subdivision itérative (par exemple bissection, trisection) des bords du triangle donne alors une grille de modèle avec la résolution spatiale souhaitée.

Dans la version opérationnelle actuelle, la grille globale ICON compte 2 949 120 triangles, correspondant à une superficie moyenne de 173 km² et donc à un maillage effectif d’environ 13 km.

Toutes les variables du modèle pronostique scalaire (par exemple la température, la densité, les quantités d’humidité) sont situées dans le circumcentre des triangles, tandis que les composantes du vent normales sont situées dans les points médians du bord

L’orographie est considérée comme un paramètre externe (voir figure orographie d’Europa ci contre). Alors que de grandes chaînes de montagnes peuvent être représentées raisonnablement bien à une taille de maillage de 13 km, la capture de chaînes de montagnes individuelles ou de vallées nécessite des maillages encore plus fins. Cependant, la résolution de telles caractéristiques peut être importante pour certains aspects, par ex. prédire la canalisation du flux d’air à basse altitude dans la vallée du Rhin. Par conséquent, DWD exploite en complément le modèle à zone limitée haute résolution COSMO-DE avec un maillage de 2,8 km

Les variables pronostiques les plus importantes d’ICON sont la densité de l’air et la température potentielle virtuelle (qui permet de diagnostiquer la pression), la vitesse du vent horizontal et vertical, l’humidité, l’eau des nuages, les nuages, la pluie et la neige. Ces variables sont calculées pour toutes les cellules de la grille sur 90 niveaux de modèles de terrain s’étendant de la surface à une hauteur de 75 km, ce qui donne un total d’environ 265 millions de points de grille.

Outre les processus de transport horizontaux et verticaux (processus adiabatiques) dans l’atmosphère, les processus diabatiques tels que le rayonnement, la turbulence, la formation de nuages ​​et les précipitations jouent un rôle majeur dans la prévision numérique du temps. La description de ces processus se déroulant sur des échelles horizontales beaucoup plus petites que la taille du maillage du modèle est la tâche des paramétrisations physiques.

Les prévisions sont effectuées quatre fois par jour, les prévisions étant de 180 h pour les prévisions à partir de 00 et 12 UTC et de 120 h pour celles commençant à 06 et 18 UTC. Dans la configuration actuelle, ICON a besoin d’environ 8 minutes de temps d’horloge par jour de prévision sur le superordinateur DWD et produit environ 900 Go de données par prévisions sur 7 jours. La sortie est écrite toutes les heures pendant les 78 premières heures de la prévision afin de fournir les conditions aux limites latérales pour le COSMO-EU, après quoi la fréquence de sortie est réduite à trois heures

Outre ces applications internes DWD, de nombreux utilisateurs externes ont besoin de prévisions ICON pour leurs produits. Par exemple, les bureaux hydrologiques régionaux utilisent les champs de précipitations pour la prévision des crues, et l’Agence fédérale maritime et hydrographique utilise des champs de vent pour prévoir les ondes de tempête. En outre, plus de 30 services météorologiques nationaux, dont ceux du COSMO (Consortium pour la modélisation à petite échelle), sont partenaires de l’Italie, de la Pologne, de la Roumanie et de la Russie et de nombreux pays émergents comme le Botswana, le Brésil, Israël, le Kenya et le Mozambique. , La Namibie, le Nigeria, Oman, le Pakistan, les Philippines, la Tanzanie, les Emirats arabes unis et le Vietnam utilisent les prévisions ICON comme conditions aux limites latérales pour les prévisions à zone limitée.

Les données météorologiques des Gribs ICON

• Vent à 10m (vitesse et direction)
• Rafales à 10m
• Pression corrigée MSL
• Précipitations accumulées
• Couverture nuageuse totale
• Humidité relative
• Température de surface
• Hauteur significative des vagues
• Hauteur de la houle
• Direction de la houle
• Période de houle
• Hauteur des vagues du vent
• Direction des vagues du vent
• Période des vagues du vent

Les fournisseurs de gribs ICON

• Lecture seule

Parmi les plus connus : Windy

• Lecture directe et de nombreuses variables
• Apprentissage intuitif perturbant si on change de support, ex : W10 vs android
• MàJ des données ICON (UTC) : 04:30 10:30 16:30 22:30
• Zone couverte : toute l’Europe
• Autres options de données : ECMWF, GFS et NEMS
• Réglage intuitif des très nombreux paramètres
• Bonne activité du forum, il faut s’inscrire
• Portabilité : Windows, Mac OS, iOS, android... entre autres
• Horizon pour les gribs ICON : 120 heures, par pas de 1 heure pour les 72 premières heures
• Parmi les données paramétrables quelques options élaborées, en particulier : la pression, l’isotherme zéro degré, les hauteurs géopotentielles, les isothermes
• Avantage et intérêt : vitesse de chargement, et réactivité. Option paramétrable de lecture avec des particules
• Inconvénient : pas d’archivage et nécessite impérativement une connexion Internet

 

• Téléchargement et archivage en lecture décalée

Par OpenSkiron.org
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Selon OpenSkiron, le service météorologique allemand DWD offre désormais un accès gratuit à la sortie de modèle numérique générée par DWD. Les Gribs sur ce site incluent des données atmosphériques provenant du modèle global ICON. La résolution de la grille est de 7 km. La résolution temporelle est de 78 heures par heure, puis de 3 heures jusqu’à 120 heures.

Gribs sont mis à jour deux fois par jour pour les heures de référence 00z et 12z. Les fichiers mis à jour doivent apparaître environ 4,5 heures après l’heure de référence.

Les gribs sont prédécoupés sur des zones de navigation homogènes et comprennent des données de vagues provenant du modèle de vagues européen DWD à résolution similaire.

Les grib sont au format GRIB2 avec une compression Jpeg interne, il n’y a donc pas besoin de compression externe comme Bzip2. Ces gribs peuvent actuellement être lus dans le dernier plugin Grib pour openCPN (v 4.8.2) et par qtVlm.

Mais surtout, le rapprochement entre les concepteurs de OpenSkiron et XyGrib permet une lecture puissante développant tout le potentiel connu de ZyGrib et la lecture des gribs ICON.

Les lecteurs de Gribs ICON

A ce jour, et à notre connaissance, deux lecteurs peuvent afficher les gribs ICON : XyGrib et OpenCPN, et son plugin grib v 4.8.2. D’autres viendront, pour le moment, on sait que Scannav a été interrogé.

Grib ICON, lu par OpenCPN v 4.8.2

Grib ICON, lu par XyGrib beta v 1.0.0

On notera la différence :

• Pour OpenCPN, une relative simplicité, mais des paramétrages succincts, on ne peut pas afficher en même temps les couches du vent et les des trains de vagues. La lecture sur une route ou le prolongement d’une trace, est un avantage
• qtVlm est donné aussi pour savoir les lire, avec l’avantage d’un routage en direct
• Pour XyGrib, une fois compris les finesses du paramétrage, les combinaisons sont infinies, permettant en particulier une visualisation concrète des prévisions du vent, des trains de vagues et l’affichage clair des indices d’instabilité.

sy Laorana, Riposto avril 2018