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Le noyau dynamique de l`IFS est hydrostatique, à deux temps, semi-implicite, semi-lagrangien et applique des transformations spectrales entre l`espace du point de grille (où les paramétriisations physiques et l`advection sont calculées) et l`espace spectral. Dans la verticale, le modèle est discrétisé à l`aide d`un schéma à éléments finis. Une grille gaussienne réduite est utilisée dans l`horizontale. Le domaine horizontal d`un modèle est soit global, couvrant toute la terre, ou régional, couvrant seulement une partie de la terre. Les modèles régionaux sont également connus sous le nom de modèles à zone limitée ou de LAMs. Les modèles régionaux utilisent un espacement de grille plus fin pour résoudre des phénomènes météorologiques explicitement plus petits, car leur plus petit domaine diminue les demandes de calcul. Les modèles régionaux utilisent un modèle global compatible pour les conditions initiales de la périphérie de leur domaine. L`incertitude et les erreurs dans les LAMs sont introduites par le modèle global utilisé pour les conditions aux limites du bord du modèle régional, ainsi que dans la création des conditions aux limites pour les LAMs lui-même. [51] lorsque vous réduisez l`espacement de la grille (augmentation de la résolution) et que vous commencez à résoudre des entités non hydrostatiques (courants d`orage, brouillons, etc.), vous devez vous assurer que vous utilisez un solveur non hydrostatique. Pour la modélisation régionale opérationnelle à haute résolution et la modélisation de la recherche dans la mésoéchelle en utilisant WRF-NMM, WRF-ARW, CM1, ARPS vous trouverez des solveurs non-hydrostatiques. Une variété de méthodes sont utilisées pour rassembler des données observationnelles pour une utilisation dans des modèles numériques. Les sites lancent des radiosondes, qui montent à travers la troposphère et bien dans la stratosphère.
[28] les informations provenant des satellites météorologiques sont utilisées lorsque les sources de données traditionnelles ne sont pas disponibles. Le département du commerce fournit des rapports pilotes le long des routes aéronautiques [29] et expédient des rapports le long des routes maritimes. [30] les projets de recherche utilisent des avions de reconnaissance pour voler dans et autour des systèmes météorologiques d`intérêt, tels que les cyclones tropicaux. 31 32 les avions de reconnaissance sont également survolés sur les océans ouverts pendant la saison froide dans des systèmes qui provoquent une incertitude significative dans les prévisions, ou qui devraient avoir un impact élevé de 3 à 7 jours sur le continent en aval. [33] la glace de mer a commencé à être initialisée dans les modèles de prévision en 1971. 34 les efforts visant à impliquer la température de la surface de la mer dans l`initialisation du modèle ont commencé en 1972 en raison de son rôle dans la modulation des conditions météorologiques dans les latitudes supérieures du Pacifique. [35] la coordonnée verticale est gérée de différentes manières. Certains modèles, tels que le modèle 1922 de Richardson, utilisent la hauteur géométrique (z {displaystyle z}) comme coordonnée verticale.
Les modèles ultérieurs substituaient la coordonnée z {displaystyle z} géométrique avec un système de coordonnées de pression, dans lequel les hauteurs géopotentielles des surfaces à pression constante deviennent des variables dépendantes, simplifiant grandement les équations primitives. [52] cela suit puisque la pression diminue avec la hauteur à travers l`atmosphère terrestre. [53] le premier modèle utilisé pour les prévisions opérationnelles, le modèle barotrope à une seule couche, utilisait une seule coordonnée de pression au niveau 500-millibar (15 inHg) [5] et était donc essentiellement bidimensionnel. Les modèles à haute résolution, également appelés modèles à mésoéchelle, comme le modèle de recherche météorologique et de prévision, tendent à utiliser des coordonnées de pression normalisées appelées coordonnées Sigma. [54] les prévisions de pollution atmosphérique dépendent des modèles atmosphériques pour fournir des informations sur le débit des fluides pour le suivi du mouvement des polluants. [64] en 1970, une société privée aux États-Unis a mis au point le modèle régional d`Airshed urbain (UAM), qui a été utilisé pour prévoir les effets de la pollution atmosphérique et des pluies acides. Au milieu de la fin des années 1970, l`Agence de protection de l`environnement des États-Unis a repris le développement de l`UAM et a ensuite utilisé les résultats d`une étude régionale sur la pollution atmosphérique pour l`améliorer. Bien que l`UAM ait été développée pour la Californie, c`est dans les années 1980 qu`elle est utilisée ailleurs en Amérique du Nord, en Europe et en Asie. [15] le modèle ECMWF actuel utilise un noyau dynamiques hydrostatique basé sur l`approche de la transformation spectrale pour toutes les prévisions.
