Calibration classique

La procédure de calibration que nous appelons  » séquentielle  » ou  » classique  » a été élaborée par Bontron [1] (voir aussi Radanovics et al. [7] et Ben Daoud et al. [9]). Il s’agit d’une procédure semi-automatique qui optimise les fenêtres spatiales dans lesquelles les prédicteurs sont comparés et le nombre d’analogues qui est systématiquement évalué pour chaque niveau d’analogie. Les différents niveaux d’analogie (par exemple, la circulation atmosphérique ou l’indice d’humidité) sont calibrés séquentiellement. La procédure comprend les étapes suivantes [1] :

  1. Sélection manuelle des paramètres suivants :

  • Variable météorologique

  • Niveau de pression

  • Fenêtre temporelle (heure de la journée)

  • Nombre d’analogues

  1. Pour chaque niveau d’analogie :

  • Identification de la cellule unitaire la plus compétente (quatre points pour la hauteur géopotentielle lorsque l’on utilise le critère S1 et un point dans les autres cas) des données prédicteurs sur un vaste domaine. Chaque point ou cellule du domaine complet est évalué sur la base des prédicteurs du niveau d’analogie en cours.

  • À partir de la cellule la plus compétente, la fenêtre spatiale est élargie par itérations successives dans la direction du plus grand gain en performance jusqu’à ce qu’aucune amélioration supplémentaire ne soit possible (ou jusqu’à la fenêtre spatiale maximale spécifiée par l’utilisateur).

  • Le nombre d’analogues Ni, qui a été initialement fixé à une valeur arbitraire, est ensuite reconsidéré et optimisé pour le niveau d’analogie en cours.

  1. Un nouveau niveau d’analogie peut ensuite être ajouté sur la base d’autres variables telles que l’indice d’humidité à des niveaux de pression et des heures de la journée choisis. La procédure recommence à partir de l’étape 2 (calibrage de la fenêtre spatiale et du nombre d’analogues) pour le nouveau niveau. Les paramètres calibrés pour les niveaux d’analogie précédents sont fixes et ne changent pas.

  2. Enfin, les nombres d’analogues pour les différents niveaux d’analogie sont réévalués. Ceci est effectuée de manière itérative en faisant varier systématiquement le nombre d’analogues de chaque niveau.

Le calage est effectué par étapes successives pour un nombre limité de paramètres afin de minimiser les fonctions d’erreur ou de maximiser les scores de vérification. À l’exception du nombre d’analogues, les paramètres précédemment calibrés ne sont généralement pas réévalués. L’avantage de cette méthode est qu’elle est relativement rapide, qu’elle fournit des résultats acceptables et qu’elle est peu exigeante en matière de resources de calcul.

Calibration classique+

De petites améliorations ont été incorporées à cette méthode dans AtmoSwing Optimizer, avec le nom « classique+ », en permettant aux fenêtres spatiales d’effectuer d’autres mouvements, tels que :

  1. un agrandissement dans 2 directions simultanées,

  2. une réduction dans 1 ou 2 directions simultanées,

  3. une expansion ou une contraction (dans toutes les directions),

  4. un déplacement de la fenêtre (sans redimensionnement) dans 8 directions (y compris les diagonales), et enfin

  5. tout ce qui précède, mais avec un facteur de 2, 3, ou plus. Par exemple, une augmentation de deux points de grille dans une (ou plusieurs) direction est évaluée. Cela permet de sauter une taille qui n’est peut-être pas optimale.

Ces étapes supplémentaires aboutissent souvent à des fenêtres spatiales légèrement différentes. Le gain de performance est plutôt marginal pour les réanalyses à basse résolution telles que NR-1, mais pourrait être plus conséquent pour les réanalyses à plus haute résolution en raison de la présence de minima locaux.