Precipitation forecasts over the Continental US from three numerical weather prediction systems, the 4-km resolution, Storm Scale Ensemble Prediction System (SSEF), the 15-km resolution Global Environmental Multiscale (GEM) model and the 28-km resolution Weather Research and Forecasting (WRF) model, are compared and validated against radar observations for 24 precipitation cases between 16 April and 06 June 2008. The diversity of these systems allows the discussion of several issues: the representation of the diurnal cycle of precipitation in Numerical Weather Prediction (NWP) models, the importance of horizontal resolution for forecast accuracy, the effect of radar data assimilation and the advantage of performing ensemble forecasts rather than less costly, deterministic forecasts. The investigation is carried out through the analysis of statistical measures, skill scores and time-longitude diagrams of precipitation fields. An interesting finding of this study is that, during the study period, the diurnal variability of precipitation was influenced by a combination of weak thermal forcing and strong synoptic forcing, resulting in large scale precipitation systems consistent in terms of initiation timing and propagation characteristics. In addition, the radar observations showed much more consistency than the model forecasts. It is likely that timing and positioning errors led to larger spread of forecasted precipitation coverage and intensity throughout the time-longitude domain. None of the analysis presented here proved the superiority of the 4-km resolution models over the 15-km resolution GEM. It was however determined that radar data assimilation and ensemble prediction added value to the forecasts, mainly through the reduction of positional errors. / L'objectif de cette étude est l'évaluation des prévisions de précipitations aux États-Unis effectuées par trois systèmes de prévision numérique par rapport aux observations radars pour 24 jours entre le 16 avril et le 6 juin 2008. L'intérêt principal est de déterminer l'habileté des systèmes de prévision de reproduire le cycle diurne de précipitations. Les différences entre ces systèmes nous permettent d'apprécier l'importance de la résolution horizontale du modèle, de la prévision probabiliste et de l'assimilation des données radar. L'étude est effectuée par l'analyse des mesures statistiques et des diagrammes temps-longitude des champs de précipitations. Un résultat intéressant de ce travail est que, lors de la période d'étude, la variabilité diurne de précipitations a été influencée par une certaine combinaison des forçages synoptiques et thermiques. Donc, la plupart des systèmes observés ont les mêmes propriétés au niveau de l'initiation et de la propagation. D'ailleurs, les prévisions numériques n'ont pas réussi à reproduire ces propriétés. La variabilité observée dans les systèmes de précipitations générés par les modèles est possiblement causée par des erreurs de phase.L'analyse présentée dans ce mémoire ne démontre pas la supériorité des prévisions de précipitations à petite échelle. Cependant, l'assimilation des données radars et la prévision d'ensemble contribuent à l'amélioration des prévisions de précipitations.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.66848 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Surcel, Madalina |
| Contributors | Isztar Zawadzki (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Atmospheric and Oceanic Sciences) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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