Aperçu
Ce document fournit une vue d'ensemble des produits de précipitation d'ERA5, dans le contexte de l'ensemble plus large de données d'ERA5. Pour rappel, ERA5 est la 5e génération de la réanalyse atmosphérique globale (la plus récente - elle remplace la réanalyse ERA-Interim) produite par le Copernicus Climate Change Service du CEPMMT, couvrant la période de janvier 1950 à aujourd'hui. Elle fournit des données horaires sur de nombreux paramètres atmosphériques, de surface terrestre et d'état de la mer, ainsi que des estimations de l'incertitude.
Coordonnées du fournisseur
ERA5 est produit par le Service des changements climatiques de Copernicus (C3S) à l’ECMWF.
Support aux utilisateurs de Copernicus (copernicus-support@ecmwf.int (externe à C3S)).
Licences
Licence : Copernicus (Les informations sur l'accord de licence peuvent être trouvées ici ou ici).
Jeu de données doit être cité comme : Le Service des changements climatiques de Copernicus (C3S) (2017) : ERA5 : Cinquième génération de réanalyses atmosphériques du climat mondial de l’ECMWF. « Copernicus Climate Change Service Climate Data Store (CDS) », date d'accès. https://cds.climate.copernicus.eu/cdsapp#!/home
Nom de la variable et unités :
Les précipitations de l'ERA5 sont l'objet principal de ce document. Les paramètres disponibles sont fournis dans le tableau ci-dessous.
| Nom | Unités | Description |
|---|---|---|
| Précipitations totales | m | Eau liquide et gelée accumulée, y compris la pluie et la neige, qui tombe à la surface de la Terre. Il s'agit de la somme des précipitations à grande échelle (celles qui sont générées par des régimes météorologiques à grande échelle, tels que les creux et les fronts froids) et des précipitations par convection (générées par la convection qui se produit lorsque l'air à des niveaux inférieurs de l'atmosphère est plus chaud et moins dense que l'air au-dessus, de sorte qu'il s'élève). Les variables des précipitations ne comprennent pas le brouillard, la rosée ou les précipitations qui s'évaporent dans l'atmosphère avant d'atteindre la surface de la Terre. Cette variable est cumulée du début de l'étape de prévision à la fin de l'étape de prévision. Les unités des précipitations sont la profondeur en mètres. Il s'agit de la profondeur qu'aurait l'eau si elle était répartie uniformément sur la maille. Il faut être prudent lors de la comparaison des variables du modèle avec les observations, car les observations sont souvent locales à un point particulier dans l'espace et le temps, plutôt que de représenter des moyennes sur la grille du modèle et un pas de temps du modèle. |
| Chute de neige | m d'équivalent en eau | Neige totale accumulée qui est tombée à la surface de la Terre. Elle se compose de la neige due au flux atmosphérique à grande échelle (échelles horizontales supérieures à quelques centaines de mètres) et à la convection où des zones d'air chaud à plus petite échelle (environ 5 km à quelques centaines de kilomètres). Si la neige a fondu pendant la période au cours de laquelle cette variable a été accumulée, elle sera supérieure à l'épaisseur de la neige. Cette variable est la quantité totale d'eau accumulée depuis le début de l'étape de prévision jusqu'à la fin de celle-ci. Les unités données mesurent la profondeur que l'eau aurait si la neige fondait et était répartie uniformément sur la grille. Il faut faire attention en comparant les variables du modèle avec les observations, parce que les observations sont souvent locales à un point particulier dans l'espace et le temps, plutôt que de représenter des moyennes sur la grille du modèle et un pas de temps du modèle. |
| Précipitations convectives | m | Ce paramètre est la précipitation accumulée qui tombe à la surface de la Terre, qui est générée par le schéma de convection dans le système intégré de prévision du ECMWF (IFS). Le schéma de convection représente la convection à des échelles spatiales plus petites que la maille de la grille. Les précipitations peuvent également être générées par le schéma des nuages dans l'IFS, qui représente la formation et la dissipation des nuages et des précipitations à grande échelle en raison des changements dans les quantités atmosphériques (telles que la pression, la température et l'humidité) prédits directement à des échelles spatiales de la maille ou plus grandes. Dans l'IFS, les précipitations sont constituées de pluie et de neige. Dans l'IFS, les précipitations sont composées de pluie et de neige. Ce paramètre est accumulé sur une période de temps particulière qui dépend des données extraites. Pour la réanalyse, la période d'accumulation est sur l'heure se terminant à la date et l'heure de validité. Pour les membres de l'ensemble, la moyenne de l'ensemble et l'écart de l'ensemble, la période d'accumulation est de 3 heures se terminant à la date et l'heure de validité. Les unités de ce paramètre sont la profondeur en mètres d'équivalent eau. Il s'agit de la profondeur qu'aurait l'eau si elle était répartie uniformément sur la maille. Il faut être prudent lors de la comparaison des paramètres du modèle avec les observations, car les observations sont souvent locales à un point particulier dans l'espace et le temps, plutôt que de représenter des moyennes sur une maille du modèle. |
| Taux de pluie convective | kg m-2 s-1 | Ce paramètre est le taux de précipitations (intensité des précipitations), à la surface de la Terre et au moment spécifié, qui est généré par le schéma de convection dans le système intégré de prévision (IFS). Le schéma de convection représente la convection à des échelles spatiales plus petites que la maille de la grille. Les précipitations peuvent également être générées par le schéma des nuages dans l'IFS, qui représente la formation et la dissipation des nuages et les précipitations à grande échelle dues aux changements des quantités atmosphériques (telles que la pression, la température et l'humidité) prédites directement à des échelles spatiales de la maille de la grille ou plus grandes. Dans l'IFS, les précipitations sont constituées de pluie et de neige. Ce paramètre est le taux que les précipitations auraient si elles étaient réparties uniformément sur la maille. 1 kg d'eau réparti sur 1 mètre carré de surface a une profondeur de 1 mm (en négligeant les effets de la température sur la densité de l'eau), les unités sont donc équivalentes à des mm par seconde. Il faut être prudent lors de la comparaison des paramètres du modèle avec les observations, car les observations sont souvent locales à un point particulier dans l'espace et le temps, plutôt que de représenter des moyennes sur une maille du modèle. |
| Chutes de neige par convection | m d'équivalent en eau | Ce paramètre est la neige accumulée qui tombe à la surface de la Terre, générée par le schéma de convection du système intégré de prévision de l’ECMWF (IFS). Le schéma de convection représente la convection à des échelles spatiales plus petites que la maille de la grille. Les chutes de neige peuvent également être générées par le schéma des nuages dans l'IFS, qui représente la formation et la dissipation des nuages et les précipitations à grande échelle dues aux changements des quantités atmosphériques (telles que la pression, la température et l'humidité) prédites directement à des échelles spatiales de la maille de la grille ou plus grandes. Dans l'IFS, les précipitations sont constituées de pluie et de neige. Ce paramètre est accumulé sur une période de temps particulière qui dépend des données extraites. Pour la réanalyse, la période d'accumulation est d'une heure et se termine à la date et à l'heure de validité. Pour les membres de l'ensemble, la moyenne de l'ensemble et l'écart de l'ensemble, la période d'accumulation est de 3 heures se terminant à la date et l'heure de validité. Les unités de ce paramètre sont la profondeur en mètres d'équivalent eau. Il s'agit de la profondeur qu'aurait l'eau si elle était répartie uniformément sur la maille. Il faut être prudent lors de la comparaison des paramètres du modèle avec les observations, car les observations sont souvent locales à un point particulier dans l'espace et le temps, plutôt que de représenter des moyennes sur une maille du modèle. |
| Taux de chute de neige par convection en équivalent d’eau | kg m-2 s-1 | Ce paramètre est le taux de chute de neige (intensité des chutes de neige), à la surface de la Terre et au moment spécifié, qui est généré par le schéma de convection du système intégré de prévision (IFS) de l’ECMWF. Le schéma de convection représente la convection à des échelles spatiales plus petites que la maille de la grille. Les chutes de neige peuvent également être générées par le schéma des nuages dans l'IFS, qui représente la formation et la dissipation des nuages et les précipitations à grande échelle dues aux changements des quantités atmosphériques (telles que la pression, la température et l'humidité) prédites directement à des échelles spatiales de la maille de la grille ou plus grandes. Dans l'IFS, les précipitations sont constituées de pluie et de neige. Ce paramètre est le taux que les chutes de neige auraient si elles étaient réparties uniformément sur la maille. Comme 1 kg d'eau réparti sur 1 mètre carré de surface a une épaisseur de 1 mm (en négligeant les effets de la température sur la densité de l'eau), les unités sont équivalentes à des mm (d'eau liquide) par seconde. Il faut être prudent lors de la comparaison des paramètres du modèle avec les observations, car les observations sont souvent locales à un point particulier dans l'espace et le temps, plutôt que de représenter des moyennes sur une maille du modèle. |
| Fraction instantanée des précipitations de surface à grande échelle | Sans dimension | Ce paramètre est la fraction de la maille (0-1) couverte par des précipitations à grande échelle à l'heure spécifiée. Les précipitations à grande échelle sont de la pluie et de la neige qui tombent à la surface de la Terre, et sont générées par le schéma des nuages dans le système intégré de prévision de l’ECMWF (IFS). Le schéma des nuages représente la formation et la dissipation des nuages et des précipitations à grande échelle en raison des changements des quantités atmosphériques (telles que la pression, la température et l'humidité) prédits directement par l'IFS à l'échelle spatiale d'une maille ou plus. Les précipitations peuvent également être dues à la convection générée par le schéma de convection de l'IFS. Le schéma de convection représente la convection à des échelles spatiales plus petites que la maille de la grille. |
| Fraction des précipitations à grande échelle | 0/1 | Ce paramètre est l'accumulation de la fraction de la maille (0-1) qui est couverte par des précipitations à grande échelle. Ce paramètre est accumulé sur une période de temps particulière qui dépend des données extraites. Pour la réanalyse, la période d'accumulation est d'une heure se terminant à la date et à l'heure de validité. Pour les membres de l'ensemble, la moyenne de l'ensemble et la dispersion de l'ensemble, la période d'accumulation est de 3 heures et se termine à la date et à l'heure de validité. |
| Taux de pluie à grande échelle | kg m-2 s-1 | Ce paramètre est le taux de précipitations (intensité des précipitations), à la surface de la Terre et au moment spécifié, qui est généré par le schéma des nuages dans le système intégré de prévision de l’ECMWF (IFS). Le schéma des nuages représente la formation et la dissipation des nuages et les précipitations à grande échelle dues aux changements des quantités atmosphériques (telles que la pression, la température et l'humidité) prédites directement à des échelles spatiales de la maille de la grille ou plus grandes. Les précipitations peuvent également être générées par le schéma de convection de l'IFS, qui représente la convection à des échelles spatiales plus petites que la maille. Dans l'IFS, les précipitations sont composées de pluie et de neige. Ce paramètre est le taux que les précipitations auraient si elles étaient réparties uniformément sur la maille. Comme 1 kg d'eau réparti sur 1 mètre carré de surface a une profondeur de 1 mm (en négligeant les effets de la température sur la densité de l'eau), les unités sont équivalentes à des mm par seconde. Il faut être prudent lors de la comparaison des paramètres du modèle avec les observations, car les observations sont souvent locales à un point particulier dans l'espace et le temps, plutôt que de représenter des moyennes sur une maille du modèle. |
| Équivalent en eau des chutes de neige à grande échelle | m d'équivalent en eau | Ce paramètre est la neige accumulée qui tombe à la surface de la Terre, générée par le schéma des nuages dans le système intégré de prévision de l’ECMWF (IFS). Le schéma des nuages représente la formation et la dissipation des nuages et les précipitations à grande échelle dues aux changements des quantités atmosphériques (telles que la pression, la température et l'humidité) prédites directement à des échelles spatiales de la maille de la grille ou plus grandes. Les chutes de neige peuvent également être générées par le schéma de convection de l'IFS, qui représente la convection à des échelles spatiales plus petites que la maille. Dans l'IFS, les précipitations sont constituées de pluie et de neige. Ce paramètre est accumulé sur une période de temps particulière qui dépend des données extraites. Pour la réanalyse, la période d'accumulation est d'une heure et se termine à la date et à l'heure de validité. Pour les membres de l'ensemble, la moyenne de l'ensemble et l'écart de l'ensemble, la période d'accumulation est de 3 heures se terminant à la date et l'heure de validité. Les unités de ce paramètre sont la profondeur en mètres d'équivalent eau. Il s'agit de la profondeur qu'aurait l'eau si elle était répartie uniformément sur la maille. Il faut être prudent lors de la comparaison des paramètres du modèle avec les observations, car les observations sont souvent locales à un point particulier dans l'espace et le temps, plutôt que de représenter des moyennes sur une maille du modèle. |
| Taux de chute de neige à grande échelle | kg m-2 s-1 | Ce paramètre est le taux de chute de neige (intensité des chutes de neige), à la surface de la Terre et au moment spécifié, qui est généré par le schéma des nuages dans le système intégré de prévision de l’ECMWF (IFS). Le schéma des nuages représente la formation et la dissipation des nuages et les précipitations à grande échelle dues aux changements des quantités atmosphériques (telles que la pression, la température et l'humidité) prédites directement à des échelles spatiales de la maille de la grille ou plus grandes. Les chutes de neige peuvent également être générées par le schéma de convection de l'IFS, qui représente la convection à des échelles spatiales plus petites que la maille. Dans l'IFS, les précipitations sont composées de pluie et de neige. Ce paramètre est le taux que les chutes de neige auraient si elles étaient réparties uniformément sur la maille. Comme 1 kg d'eau réparti sur 1 mètre carré de surface a une profondeur de 1 mm (en négligeant les effets de la température sur la densité de l'eau), les unités sont équivalentes à des mm (d'eau liquide) par seconde. Il faut être prudent lors de la comparaison des paramètres du modèle avec les observations, car les observations sont souvent locales à un point particulier dans l'espace et le temps, plutôt que de représenter des moyennes sur une maille du modèle. |
| Précipitations à grande échelle | m | Ce paramètre correspond aux précipitations cumulées tombant à la surface de la Terre, qui sont générées par le schéma des nuages dans le système intégré de prévision de l’ECMWF (IFS). Le schéma des nuages représente la formation et la dissipation des nuages et les précipitations à grande échelle dues aux changements des quantités atmosphériques (telles que la pression, la température et l'humidité) prédites directement à des échelles spatiales de la maille de la grille ou plus grandes. Les précipitations peuvent également être générées par le schéma de convection de l'IFS, qui représente la convection à des échelles spatiales plus petites que la maille. Dans l'IFS, les précipitations sont constituées de pluie et de neige. Ce paramètre est accumulé sur une période de temps particulière qui dépend des données extraites. Pour la réanalyse, la période d'accumulation est d'une heure et se termine à la date et à l'heure de validité. Pour les membres de l'ensemble, la moyenne de l'ensemble et l'écart de l'ensemble, la période d'accumulation est de 3 heures se terminant à la date et l'heure de validité. Les unités de ce paramètre sont la profondeur en mètres d'équivalent eau. Il s'agit de la profondeur qu'aurait l'eau si elle était répartie uniformément sur la maille. Il faut être prudent lors de la comparaison des paramètres du modèle avec les observations, car les observations sont souvent locales à un point particulier dans l'espace et le temps, plutôt que de représenter des moyennes sur une maille du modèle. |
| Taux de précipitation total maximum depuis le post-traitement précédent | kg m-2 s-1 | Les précipitations totales sont calculées à partir des taux combinés de précipitations à grande échelle et convectives et de chutes de neige à chaque pas de temps et le maximum est conservé depuis le dernier post-traitement. |
| Taux de précipitation total minimum depuis le post-traitement précédent. | kg m-2 s-1 | Les précipitations totales sont calculées à partir des taux combinés de précipitations à grande échelle et convectives et de chutes de neige à chaque pas de temps et le minimum est conservé depuis le dernier post-traitement. |
| Type de précipitation | Sans dimension | Ce paramètre décrit le type de précipitation à la surface, au moment spécifié. Un type de précipitation est attribué chaque fois qu'il y a une valeur non nulle de précipitation. Dans le système intégré de prévision (IFS), il n'y a que deux variables de précipitation prédites : la pluie et la neige. Le type de précipitation est dérivé de ces deux variables prédites en combinaison avec les conditions atmosphériques, telles que la température. Les valeurs du type de précipitation définies dans l'IFS sont les suivantes : 0 : aucune précipitation, 1 : pluie, 3 : pluie verglaçante (c'est-à-dire des gouttes de pluie surfondues qui gèlent au contact du sol et d'autres surfaces), 5 : neige, 6 : neige humide (c'est-à-dire des particules de neige qui commencent à fondre), 7 : mélange de pluie et de neige, 8 : grésil. Ces types de précipitations sont conformes au tableau 4.201 du code de l'OMM. Les autres types de ce tableau de l'OMM ne sont pas définis dans l'IFS. |
| Taux moyen de précipitations par convection | kg m-2 s-1 | Ce paramètre est le taux de précipitation à la surface de la Terre, qui est généré par le schéma de convection dans le système intégré de prévision du CEPMMT (IFS). Le schéma de convection représente la convection à des échelles spatiales plus petites que la maille de la grille. Les précipitations peuvent également être générées par le schéma des nuages dans l'IFS, qui représente la formation et la dissipation des nuages et des précipitations à grande échelle en raison des changements dans les quantités atmosphériques (telles que la pression, la température et l'humidité) prédits directement à des échelles spatiales de la maille de la grille ou plus grandes. Dans l'IFS, les précipitations sont constituées de pluie et de neige. Ce paramètre est une moyenne sur une période de temps particulière (la période de traitement) qui dépend des données extraites. Pour la réanalyse, la période de traitement est d'une heure et se termine à la date et à l'heure de validité. Pour les membres de l'ensemble, la moyenne de l'ensemble et la dispersion de l'ensemble, la période de traitement est de 3 heures et se termine à la date et à l'heure de validité. Il s'agit du taux que les précipitations auraient si elles étaient réparties uniformément sur la maille. 1 kg d'eau réparti sur 1 mètre carré de surface a une profondeur de 1 mm (en négligeant les effets de la température sur la densité de l'eau), les unités sont donc équivalentes à des mm (d'eau liquide) par seconde. Il faut être prudent lors de la comparaison des paramètres du modèle avec les observations, car les observations sont souvent locales à un point particulier dans l'espace et le temps, plutôt que de représenter des moyennes sur une maille du modèle. |
| Taux moyen de chute de neige par convection | kg m-2 s-1 | Ce paramètre est le taux de chute de neige (intensité des chutes de neige) à la surface de la Terre, qui est généré par le schéma de convection du système intégré de prévision de l’ECMWF (IFS). Le schéma de convection représente la convection à des échelles spatiales plus petites que la maille de la grille. Les chutes de neige peuvent également être générées par le schéma des nuages dans l'IFS, qui représente la formation et la dissipation des nuages et les précipitations à grande échelle dues aux changements des quantités atmosphériques (telles que la pression, la température et l'humidité) prédites directement à des échelles spatiales de la maille de la grille ou plus grandes. Dans l'IFS, les précipitations sont constituées de pluie et de neige. Ce paramètre est une moyenne sur une période de temps particulière (la période de traitement) qui dépend des données extraites. Pour la réanalyse, la période de traitement est d'une heure et se termine à la date et à l'heure de validité. Pour les membres de l'ensemble, la moyenne de l'ensemble et l'écart de l'ensemble, la période de traitement est de 3 heures et se termine à la date et à l'heure de validité. Il s'agit du taux que la chute de neige aurait si elle était répartie uniformément sur la maille. Comme 1 kg d'eau réparti sur 1 mètre carré de surface a une épaisseur de 1 mm (en négligeant les effets de la température sur la densité de l'eau), les unités sont équivalentes à des mm (d'eau liquide) par seconde. Il faut être prudent lors de la comparaison des paramètres du modèle avec les observations, car les observations sont souvent locales à un point particulier dans l'espace et le temps, plutôt que de représenter des moyennes sur une maille du modèle. |
| Fraction moyenne des précipitations à grande échelle | Sans dimension | Ce paramètre est la moyenne de la fraction de la maille (0-1) qui est couverte par des précipitations à grande échelle. Ce paramètre est une moyenne sur une période de temps particulière (la période de traitement) qui dépend des données extraites. Pour la réanalyse, la période de traitement est d'une heure et se termine à la date et à l'heure de validité. Pour les membres de l'ensemble, la moyenne de l'ensemble et la dispersion de l'ensemble, la période de traitement est de 3 heures et se termine à la date et l'heure de validité. |
| Taux moyen de précipitations à grande échelle | kg m-2 s-1 | Ce paramètre est le taux de précipitations à la surface de la Terre, qui est généré par le schéma des nuages dans le système intégré de prévision de l’ECMWF (IFS). Le schéma des nuages représente la formation et la dissipation des nuages et les précipitations à grande échelle dues aux changements des quantités atmosphériques (telles que la pression, la température et l'humidité) prédites directement à des échelles spatiales de la maille de la grille ou plus grandes. Les précipitations peuvent également être générées par le schéma de convection de l'IFS, qui représente la convection à des échelles spatiales plus petites que la maille. Dans l'IFS, les précipitations sont constituées de pluie et de neige. Ce paramètre est une moyenne sur une période de temps particulière (la période de traitement) qui dépend des données extraites. Pour la réanalyse, la période de traitement est d'une heure et se termine à la date et à l'heure de validité. Pour les membres de l'ensemble, la moyenne de l'ensemble et la dispersion de l'ensemble, la période de traitement est de 3 heures et se termine à la date et à l'heure de validité. Il s'agit du taux que les précipitations auraient si elles étaient réparties uniformément sur la maille. Comme 1 kg d'eau réparti sur 1 mètre carré de surface a une profondeur de 1 mm (en négligeant les effets de la température sur la densité de l'eau), les unités sont équivalentes à des mm (d'eau liquide) par seconde. Il faut être prudent lors de la comparaison des paramètres du modèle avec les observations, car les observations sont souvent locales à un point particulier dans l'espace et le temps, plutôt que de représenter des moyennes sur une maille du modèle. |
| Taux moyen de chute de neige à grande échelle | kg m-2 s-1 | Ce paramètre est le taux de chute de neige (intensité des chutes de neige) à la surface de la Terre, qui est généré par le schéma des nuages dans le système intégré de prévision de l’ECMWF (IFS). Le schéma des nuages représente la formation et la dissipation des nuages et les précipitations à grande échelle dues aux changements des quantités atmosphériques (telles que la pression, la température et l'humidité) prédites directement à des échelles spatiales de la maille de la grille ou plus grandes. Les chutes de neige peuvent également être générées par le schéma de convection de l'IFS, qui représente la convection à des échelles spatiales plus petites que la maille. Dans l'IFS, les précipitations sont composées de pluie et de neige. Ce paramètre est une moyenne sur une période de temps particulière (la période de traitement) qui dépend des données extraites. Pour la réanalyse, la période de traitement est d'une heure et se termine à la date et à l'heure de validité. Pour les membres de l'ensemble, la moyenne de l'ensemble et la dispersion de l'ensemble, la période de traitement est de 3 heures et se termine à la date et à l'heure de validité. Il s'agit du taux que la chute de neige aurait si elle était répartie uniformément sur la maille. Comme 1 kg d'eau réparti sur 1 mètre carré de surface a une profondeur de 1 mm (en négligeant les effets de la température sur la densité de l'eau), les unités sont équivalentes à des mm (d'eau liquide) par seconde. Il faut être prudent lors de la comparaison des paramètres du modèle avec les observations, car les observations sont souvent locales à un point particulier dans l'espace et le temps, plutôt que de représenter des moyennes sur une maille du modèle. |
| Taux moyen de précipitations totales | kg m-2 s-1 | Ce paramètre est le taux de précipitations à la surface de la Terre. Il s'agit de la somme des taux dus aux précipitations à grande échelle et aux précipitations convectives. Les précipitations à grande échelle sont générées par le schéma nuageux du système intégré de prévision de l’ECMWF (IFS). Le schéma des nuages représente la formation et la dissipation des nuages et les précipitations à grande échelle dues aux changements des quantités atmosphériques (telles que la pression, la température et l'humidité) prédites directement à des échelles spatiales de la maille de la grille ou plus grandes. Les précipitations convectives sont générées par le schéma de convection de l'IFS, qui représente la convection à des échelles spatiales plus petites que la maille. Dans l'IFS, les précipitations sont constituées de pluie et de neige. Ce paramètre est une moyenne sur une période de temps particulière (la période de traitement) qui dépend des données extraites. Pour la réanalyse, la période de traitement est d'une heure et se termine à la date et à l'heure de validité. Pour les membres de l'ensemble, la moyenne de l'ensemble et la dispersion de l'ensemble, la période de traitement est de 3 heures et se termine à la date et à l'heure de validité. Il s'agit du taux que les précipitations auraient si elles étaient réparties uniformément sur la maille. 1 kg d'eau réparti sur 1 mètre carré de surface a une profondeur de 1 mm (en négligeant les effets de la température sur la densité de l'eau), les unités sont donc équivalentes à des mm (d'eau liquide) par seconde. Il faut être prudent lors de la comparaison des paramètres du modèle avec les observations, car les observations sont souvent locales à un point particulier dans l'espace et le temps, plutôt que de représenter des moyennes sur une maille du modèle. |
Les sous-ensembles horaires et mensuels sont disponibles aux liens ci-dessous :
- données horaires sur les niveaux simples de 1950 à 1978,
- données horaires sur les niveaux simples de 1979 à aujourd'hui,
- données moyennes mensuelles sur les niveaux simples de 1950 à 1978,
- données moyennes mensuelles sur les niveaux simples de 1979 à aujourd'hui,
Note : L’ECMWF fournit une table de conversion pour les variables accumulées (précipitations/flux totaux) pour ERA5-Land et ERA5 (la convention pour les accumulations utilisée dans ERA5-Land dans ERA5). Le tableau montre comment les variables accumulées provenant d'un certain nombre de jeux de données C3S et ECMWF doivent être traitées pour obtenir des valeurs pour une heure, un jour, un mois et une année. Dans la documentation, 'les précipitations totales' et 'le rayonnement solaire' sont utilisés à titre d'illustration, mais le même traitement doit être appliqué à toutes les variables de précipitation et de flux radiatif.
Couverture et résolution spatiales:
Les précipitations ERA5, comme toutes les données ERA5, sont un ensemble de données mondiales. Les données atmosphériques sont disponibles sur une grille régulière de latitude-longitude à une résolution de 0,25o x 0,25o (convertie à partir d'une résolution native de grille gaussienne réduite d'environ 31 km x 31 km), et sur 37 niveaux de pression.
Couverture et résolution temporelles :
Les données sur les précipitations de l'ERA5, comme toutes les données de l'ERA5, sont disponibles de 1950 à aujourd'hui (divisées en deux entrées : primaire à partir de 1979 et une extension arrière de 1950-1978). L'extension arrière est une version préliminaire qui a été publiée en 2020, et une version mise à jour (qui corrige certains problèmes dans les tropiques) apparaîtra vers la fin de 2021.
Les données sont disponibles à l'échantillonnage horaire et mensuel (voir ci-dessus).
Les précipitations ERA5, comme toutes les données ERA5, sont mises à jour quotidiennement avec un temps de latence d'environ 5 jours dans un premier produit et avec une version finale 2 à 3 mois plus tard.
Informations sur les observations (nombre, homogénéité)
L'assimilation de données d'ERA5 utilise des observations pour toutes les quantités géophysiques à partir d'environ 0,75 million d'observations par jour en 1979 et d'environ 24 millions en 2018. La 2D-OI utilise des observations de surface au niveau de l'écran. La documentation technique en ligne fournit des tableaux avec les observations satellitaires et in-situ utilisées comme entrée dans ERA5.
Les mesures satellitaires utilisées dans l'ERA5 sont les suivantes : température, humidité, ozone, vapeur d'eau en colonne, eau liquide dans les nuages, précipitations, vitesse du vent à la surface de l'océan, vecteur vent, humidité du sol, hauteur des vagues.
Les données in-situ sont fournies par le WIS de l'OMM et consistent en des mesures pour : la pression de surface, la température, l'humidité, le vent, les profils de vent et l'épaisseur de neige. La figure 4 de Hersbach et coll. (2020) présente les observations conventionnelles assimilées par jour dans ERA5 pendant la période 1979-2018.
ERA5 assimile les taux de pluie à partir d'observations composites de jauges, radar au sol depuis 2009, et la couverture neigeuse (NH seulement) à partir de NOAA/NESDIS IMS.
La nature évolutive dans le temps des observations assimilées signifie qu'il faut faire preuve de prudence lorsqu'on utilise ERA5 pour évaluer la variabilité et les tendances à long terme.
Méthodologie
Comme toute autre variable climatique issue d'un produit de réanalyse, la température à 2 m d'ERA5 est fortement influencée par la méthodologie d'assimilation des données. ERA5 est produit en utilisant l'assimilation de données 4D-Var avec le modèle « Integrated Forecast System (IFS) » de l’ECMWF (CY41R2). Le modèle de prévision comporte 137 niveaux hybrides sigma/pression (modèle) dans la verticale, le niveau supérieur étant situé à 0,01 hPa. L'IFS est couplé à un modèle de surface terrestre et à un modèle de vagues océaniques. Le modèle utilise comme conditions limites la température de surface de la mer, la couverture de glace de mer, les gaz à effet de serre, les aérosols et l'irradiation solaire totale. Les variables climatiques sont proposées par le modèle atmosphérique, le modèle de surface et le modèle de vagues.
Le jeu de données ERA5 contient une réalisation à haute résolution (HRES) de 31 km et un ensemble de 10 membres à résolution réduite (EDA). Le pas de temps du modèle est de 12 minutes pour la réalisation HRES et de 20 minutes pour l'assimilation des données d'ensemble (EDA), bien qu'occasionnellement ces nombres soient ajustés pour faire face aux instabilités. Les variables climatiques proviennent d'analyses et de prévisions à court terme (18 heures), initialisées deux fois par jour à partir d'analyses à 06 et 18 UTC. La plupart des variables climatiques issues des analyses sont également disponibles dans les prévisions. Cependant, il y a plusieurs variables climatiques provenant des prévisions, par exemple, les taux moyens et les accumulations qui ne sont pas disponibles à partir des analyses. Plus d'informations sur les différences entre les analyses, les prévisions, les paramètres instantanés, accumulés et les taux moyens sont fournies sur https://confluence.ecmwf.int/pages/viewpage.action?pageId=85402030 (uniquement en anglais).
L'analyse atmosphérique de l'ERA5 est basée sur un système hybride incrémentiel d'assimilation variationnelle de données à 4 dimensions (4D-Var) incluant une correction du biais variationnel (VarBias). Cette méthode permet de trouver la meilleure estimation de l'état de l'atmosphère, de la terre et de l'océan de surface dans une fenêtre temporelle d'assimilation, compte tenu d'une prévision de fond valable au début de la fenêtre et des observations effectuées dans cette fenêtre. L'assimilation des données 4D-Var utilise des fenêtres de 12 heures allant de 09 UTC à 21 UTC et de 21 UTC à 09 UTC (le jour suivant).
Estimation de l'incertitude : Une estimation de l'incertitude est échantillonnée par un ensemble d'assimilation de données (EDA) de 10 membres à résolution plus faible qui fournit des estimations de l'erreur de fond pour le système déterministe d'assimilation de données 4D-Var du HRES. La méthode d'analyse est la même pour chaque membre de l'EDA et suit celle du HRES. Chaque membre (sauf le contrôle) est exécuté avec différentes perturbations aléatoires ajoutées aux observations. De même, les tendances physiques du modèle sont perturbées dans les prévisions courtes qui relient les fenêtres d'analyse ultérieures. La moyenne et l'écart de l'ensemble ont été précalculés pour faciliter l'utilisation. Ces estimations d'incertitude sont étroitement liées au contenu en information du système d'observation disponible, qui a considérablement évolué au fil du temps. Elles indiquent également les zones sensibles dépendant du débit. Pour faciliter de nombreuses applications climatiques, les moyennes mensuelles ont également été précalculées, bien que les moyennes mensuelles ne soient pas disponibles pour la moyenne et la dispersion de l'ensemble.
L'un des points forts de la réanalyse ERA5 pour la température à 2 m et pour d'autres variables est l'utilisation d'une méthodologie d'assimilation/prévision cohérente tout au long du cycle d'analyse. Ainsi, même si les observations assimilées évoluent dans le temps (voir ci-dessus), l'approche d'assimilation des données peut être considérée comme fixe tout au long de la période d'analyse des produits, ce qui ajoute à l'homogénéité du jeu de données.
Informations sur la qualité technique et scientifique
ERA5 est la dernière réanalyse atmosphérique mondiale produite par le Service des changements climatiques de Copernicus de l’ECMWF. Elle est archivée à un pas de temps plus court (horaire), a une résolution spatiale plus fine, utilise un système d'assimilation plus avancé et inclut plus de sources de données que les versions précédentes. Elle est accompagnée d'une documentation technique étendue et de deux produits principaux de documentation scientifique. Une liste des "problèmes connus" est tenue à jour dans la documentation en ligne (uniquement en anglais):
Un contrôle de qualité préalable à la publication a révélé quelques problèmes affectant les performances dans les tropiques (les cyclones tropicaux sont trop intenses) et l'humidité du sol profond a tendance à être trop sèche pour le jeu de données 1950-1978. Une nouvelle version devrait progressivement être disponible d'ici fin 2021. Ce problème n'aura que peu d’influence directe pour la température à 2 m dans le nord du Canada, mais l'utilisateur doit être conscient de la raison de cette mise à jour.
Informations sur l'amélioration du modèle : Le modèle de prévision de l'ERA5 est au cycle IFS 41r2. Au cours de la période de dix ans entre ERA-Interim (Cy31r2) et ERA5 (Cy41r2), de nombreuses améliorations significatives ont été apportées à la représentation des processus physiques atmosphériques (voir la section 4 de Hersbach et coll., (2020)). La température à 2 m d'ERA5 sera influencée par plusieurs changements apportés au modèle de surface terrestre et aux schémas de paramétrage d'ERA5. Le schéma de surface terrestre HTESSEL d'ERA5 (Balsamo et coll., 2015) tient compte des cartes de végétation mensuelles variant selon les saisons, spécifiées à partir du jeu de données satellitaires MODIS. En outre, une paramétrisation améliorée du manteau neigeux permet une synchronisation plus réaliste du ruissellement et des variations du stockage de l'eau terrestre, ainsi qu'une meilleure correspondance de l'albédo avec les produits satellitaires. La paramétrisation choisie pour les lacs (FLake) permet de prendre en compte à la fois les masses d'eau sous-maille et résolues, ce qui est potentiellement pertinent pour la région subarctique canadienne enrichie en lacs. Cette série de changements contribue à améliorer considérablement la cohérence de l'humidité du sol et des flux de surface terrestre, ce qui a permis d'utiliser les données satellitaires dans ERA5 pour analyser l'humidité du sol. Ceci influencera le bilan énergétique de surface et donc la température à 2 m d'ERA5 dans le nord du Canada. Parmi les améliorations importantes apportées au modèle de vagues, citons : une mise à jour de la bathymétrie du modèle avec une version plus récente d'ETOPO2 et un schéma révisé de bathymétrie non résolue. Certains de ces changements auront également une incidence sur la température à 2 m dans les régions côtières. Ils permettront de mieux prendre en compte la propagation des vagues le long des côtes et de mieux modéliser l'impact de caractéristiques auparavant non résolues, comme les îles et les échancrures étroites.
Contraintes et atouts pour l’application dans le nord du Canada
ERA5 est une nouvelle réanalyse atmosphérique et il n'existe pas d'évaluations scientifiques de l'ensemble de données consacrées spécifiquement au nord du Canada. Cependant, il faut noter que dans le nord du Canada, il n'existe pas actuellement d'enregistrements sous-quotidiens sur une longue période historique pour de nombreuses stations météorologiques. Les données de réanalyse à sortie horaire couvrent cette lacune et, avec une étude et un calibrage appropriés (mise à d'échelle), pourraient constituer des ressources précieuses.
Comme pour toutes les données sur grille, il faut faire attention en comparant les précipitations de l'ERA5 avec les observations, car dans les réanalyses, les précipitations représentent des moyennes sur la maille du modèle et un pas de temps du modèle.
De plus, comme mentionné ci-dessus, les changements dans les quantités et les types de données d'observation qui sont assimilées peuvent produire des tendances artificielles ou une variabilité dans les variables de réanalyses. Pour ERA5, cela a été observé pour le vent dans la couche limite (Hersbach et coll. 2020).
Références aux documents décrivant la méthodologie ou/et l'ensemble de données
Hersbach, H., B. Bell, P. Berrisford, G. Biavati, A. Horányi, J. Muñoz Sabater, J. Nicolas, C. Peubey, R. Radu, I. Rozum, D. Schepers, A. Simmons, C. Soci, D. Dee, J-N. Thépaut, 2018 : « ERA5 hourly data on single levels from 1979 to present. Copernicus Climate Change Service (C3S) Climate
Data Store (CDS) ». (Consulté le < 29-Avr-2019 >), https://doi.org/10.24381/cds.adbb2d47.
Hersbach, H., B .Bell, P. Berrisford, S. Hirahara, A. Horányi, J. Muñoz-Sabater, J. Nicolas, C. Peubey, R. Radu, D. Schepers, A. Simmons, C. Soci, S. Abdalla, X. Abellan, G. Balsamo, P. Bechtold, G. Biavati, J. Bidlot, M. Bonavita, G. Chiara, P. Dahlgren, D. Dee, M. Diamantakis, R. Dragani, J. Flemming, R. Forbes, M. Fuentes, A. Geer, L. Haimberger, S. Healy, R.J. Hogan, E. Hólm, M. Janisková, S. Keeley, P. Laloyaux, P. Lopez, C. Lupu, G. Radnoti, P. Rosnay, I. Rozum, F. Vamborg, S. Villaume, et J.-.N. Thépaut, 2020 : « The ERA5 global reanalysis. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society », 146(730), 1999-2049. https://doi.org/10.1002/qj.3803.
Documentation technique en ligne (uniquement en anglais: https://confluence.ecmwf.int/display/CKB/ERA5%3A+data+documentation
Lien pour télécharger les données et format des données :
Accès aux données : Copernicus | NCAR | ECMWF
ERA5 est disponible dans les formats GRIB1 et NetCDF.
Lien pour télécharger des données horaires et mensuelles sur Copernicus :
- données horaires sur les niveaux simples de 1950 à 1978,
- données horaires sur les niveaux simples de 1979 à aujourd'hui,
- des données horaires sur les niveaux de pression de 1950 à 1978,
- des données horaires sur les niveaux de pression de 1979 à aujourd'hui,
- données moyennes mensuelles sur les niveaux simples de 1950 à 1978,
- données moyennes mensuelles sur les niveaux simples de 1979 à aujourd'hui,
- des données moyennes mensuelles sur les niveaux de pression de 1950 à 1978,
- des données moyennes mensuelles sur les niveaux de pression de 1979 à aujourd'hui.
Publications comprenant l'évaluation de l'ensemble des données ou la comparaison avec d'autres données au Canada.
Tarek, M., F.P. Brissette, et R. Arsenault, 2020 : « Evaluation of the ERA5 reanalysis as a potential reference dataset for hydrological modelling over North America. Hydrology and Earth System Sciences », 24(5), 2527-2544. (Il compare ERA5 et ERA-Interim avec des stations aux États-Unis et au Canada au sud du 60ᵒ de latitude).
Sheridan, S.C., C.C. Lee, et E.T. Smith, 2019 : « A comparison between station observations and reanalysis data in the identification of
extreme temperature events. Geophysical Research Letters », 47(15), e2020GL088120. (Il compare les observations, ERA5, ERA5-LAND et NARR, aux États-Unis et au Canada - seul un très petit nombre de stations se trouvent dans le nord du Canada).
Betts, A.K., D.Z. Chan, et R.L. Desjardins, 2019 : « Near-surface biases in ERA5 over the Canadian Prairies. Frontiers in Environmental Science », 7 (129). (ERA5 est comparé aux données horaires de 4 stations de Saskatchewan, Canada).
Cao, B., X. Quan, N. Brown, E. Stewart-Jone, et S. Gruber, 2019 : « GlobSim (v1.0) : deriving meteorological time series for point locations from multiple global reanalyses. Geosci. Model Dev. », 12, 4661-4679, https://doi.org/10.5194/gmd-12-4661-2019 (La température à 2 m de ERA5 est comparée à celle de ERA-Interim, JRA-55 et MERRA-2 sur un site situé près de la rive nord du lac de Gras dans les Territoires du Nord-Ouest, au Canada).