SAFRAN

Système d’Analyse Fournissant des Renseignements Adaptés à la Nivologie

Le module d’analyse objective SAFRAN (Durand et al, 1993), initialement développé au CNRM/CEN pour des besoins d’estimation opérationnelle des risques d’avalanche en zone montagneuse, est une application particulièrement bien adapté pour alimenter les modèles de surface à base physique nécessitant des données météorologiques complètes. Il est aussi utilisé opérationnellement pour le suivi hydrologique et l’estimation des débits sur toute la France métropolitaine. Ses principales caractéristiques sont l’utilisation d’une grille non régulière et une grande flexibilité dans les domaines d’analyse et les observations utilisées ainsi que la possibilité de tourner sur de petites configurations informatiques. SAFRAN est aussi un outil de recherche et de développement qui est à la base de nombreuses études sur la climatologie et l’impact du changement climatique.

La principale caractéristique de SAFRAN est son traitement d’un domaine limité divisé en zones non régulières. Ces zones élémentaires d’analyse possèdent une dimension verticale ainsi que plusieurs orientations possibles. La principale contrainte imposée à ce zonage est une certaine homogénéité spatiale des quantités analysées. On notera que cette définition spatiale est bien adaptée aux zones de plaine, mais est plus discutable sur les zones de relief où les champs météorologiques peuvent être variables spatialement.

En entrée, SAFRAN utilise comme ébauche des profils verticaux provenant d’un modèle météorologique (prévu ou analysé) et de nombreuses sources d’observations, manuelles ou automatiques .

Les paramètres analysés sont :

  • température, vent, humidité au voisinage de la surface et hors des effets de couche limite
  • nébulosité (partielle sur 3 couches), précipitation (quantité et phase - liquide ou solide).
  • les autres paramètres comme les rayonnements solaires directs et diffus ou le rayonnement infrarouge descendant sont évalués à partir des variables préalablement analysées.


La première méthode d’analyse utilisée est une interpolation optimale toutes les 6 heures (sauf pour les précipitations qui restent à ce niveau en pas de 24h) avec l’ébauche du modèle météorologique (ou une climatologie pour les précipitations) et une grande partie des observations manuelles (notamment celles issues du réseau nivo-météorologique). Les valeurs au pas horaire sont ensuite obtenues par une seconde analyse de type variationnel sur ces fenêtres de 6h utilisant toute l’information disponible, notamment celle de l’observation automatique d’altitude, ainsi qu’un ajustement lié à la variation diurne de la température.

En sortie, les variables analysées ou prévues sont au pas horaire ; la principale difficulté résidant dans l’estimation horaire des précipitations ainsi que de leur phase qui est réalisée notamment par l’utilisation des paramètres de temps présent et passé des observations synoptiques et l’apport éventuel d’observations radar.

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Profil atmosphérique SAFRAN

Références

Betout Paul, Durand Yves, Pailleux Jean. 1980 : Projet Améthyste, cahier n°4. Un schéma opérationnel d’analyse objective par interpolation optimale. Note technique EERM, n° 73 (nouvelle série), Juillet 1980.

Courtier Philippe. 1987 : Application du contrôle optimal à la prévision numérique en météorologie. Thèse de Doctorat de l’Université Paris 6, 27 Juin 87.

Courtier Philippe and others. 1993 : The ECMWF implementation of three dimensional variational assimilation (3D-Var). Part 1 : Formulation. Q. J. R. Meteorol. 123.

Durand Yves, Brun Eric, Mérindol Laurent, Guyomarc’h Gilbert, Lesaffre Bernard and Eric Martin. 1993 : A meteorological estimation of relevant parameters for snow models, A. of Glaciol., 18, 65-71.

Rutherford. 1976 : An operational three-dimensional multivariate statistical objective analysis scheme. The GARP Program on numerical experimentation ; rapport n° 11, Janvier 1976.