Données climatiques quadrillées ERA5

Date de modification : mars 2022

Le produit de réanalyse climatique mondial du Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (CEPMMT), ERA5, est une réanalyse complète, avec des données disponibles de 1979 (bientôt datées de janvier 1950) jusqu’en temps quasi réel. Cet ensemble de données fournit une évaluation numérique du climat moderne. L’ensemble de données ERA5 fournit tous les paramètres météorologiques atmosphériques essentiels tels que la température de l’air, la pression et le vent à différentes altitudes, ainsi que des paramètres de surface comme les précipitations et des paramètres de la mer comme la température de surface de la mer et la hauteur des vagues. ERA5 est la cinquième génération de réanalyses atmosphériques du CEPMMT du climat mondial et la première réanalyse produite en tant que service opérationnel.

L’ensemble de données ERA5 est produit à l’aide d’un processus similaire à celui d’une prévision météorologique numérique classique. Il utilise une boucle d’assimilation et de prévision des données, prenant en compte la plupart des observations météorologiques disponibles et les analysant avec un modèle numérique de pointe, produisant un ensemble de données continu, spatialement cohérent et homogène. L’ensemble de données ERA5 produit contient une réalisation haute résolution à 31 km de résolution horizontale (appelée « réanalyse » ou « HRES ») et un ensemble à dix membres à résolution réduite (appelé « ensemble » ou « EDA »).

L’ensemble de données ERA5 est externe au cube de données ouvertes Digital Earth Africa. Digital Earth Africa fournit les fonctions wrapper load_era5() et load_era5_netcdf() <https://github.com/digitalearthafrica/deafrica-sandbox-notebooks/blob/main/Tools/deafrica_tools/load_era5.py>`__ pour permettre aux utilisateurs d’accéder aux données du programme AWS Public Dataset <https://registry.opendata.aws/ecmwf-era5/>`__ dans l’environnement Sandbox. Le bloc-notes ERA5 Climate Gridded Data montre comment accéder aux données ERA5 et les charger.

Pour plus d’informations sur l’ERA5, consultez la « documentation des données ERA5 de l’ECMWF <https://confluence.ecmwf.int/display/CKB/ERA5%3A+data+documentation> ».

Un Jupyter Notebook qui démontre le chargement et l’utilisation des données ERA5 dans le Sandbox est également disponible.

Spécifications 

Tableau 1 : Spécifications du produit ERA5.

Spécifications
Nom du produit	Réanalyse de l’ERA5 de l’ECMWF
Taille de la cellule - X (km) \(\dagger\)	31 km (~0,28°) pour l’ERA5 HRES	63 km (0,5625°) pour l’ERA5 EDA
Taille de la cellule - Y (km) \(\dagger\)	-31 km (~-0,28°) pour l’ERA5 HRES	-63 km (0,5625°) pour l’ERA5 EDA
Étendue temporelle	1979 -
Fréquence de mise à jour	Mensuel
Format des données	NetCDF et Zarr

\(\dagger\) Les données de vagues sont produites et archivées sur une grille de latitude/longitude réduite avec une résolution de 0,36° (HRES) et 1,0° (EDA).

Mesures 

15 variables de surface ou de niveau unique sont disponibles au format Zarr et sont accessibles à l’aide de la fonction wrapper load_era5() pour diffuser les données.

Tableau 2 : Mesures disponibles au format Zarr.

Catégorie	Variable	Nom pour la requête
Précipitation	Précipitations totales	précipitations_quantité_1heure_Accumulation
Vent	Composante éolienne en U de 10 mètres	vent d’est à 10 mètres
	Composante du vent V de 10 mètres	vent_du_nord_à_10_mètres
	Composante éolienne U de 100 mètres	vent d’est à 100 mètres
	Composante du vent V à 100 mètres	vent_du_nord_à_100_mètres
Température	Température à 2 mètres	température_de_l’air_à_2_mètres
	Température maximale de 2 mètres depuis le post-traitement précédent	température_de_l’air_à_2_mètres_1heure_Maximum
	Température minimale de 2 mètres depuis le post-traitement précédent	température_de_l’air_à_2_mètres_1heure_minimum
	Température du point de rosée à 2 mètres	température du point de rosée à 2 mètres
	Température de la surface de la mer	température_de_surface_de_la_mer
Pression atmosphérique	Pression au niveau moyen de la mer	pression_de_l’air_au_niveau_moyen_de_la_mer
	Pression superficielle	pression_de_l’air_de_surface
Neige	Densité de la neige	densité_de_neige
	Épaisseur de neige	lwe_épaisseur_de_la_surface_quantité_de_neige
Rayonnement solaire	Rayonnement solaire de surface vers le bas	intégrale par rapport au temps d’accumulation du flux descendant direct à la surface et à ondes courtes dans l’air pendant 1 heure

Les variables de surface de la mer suivantes ne sont disponibles qu’au format netcdf et peuvent être téléchargées à l’aide de la fonction load_era5_netcdf().

Tableau 3 : Mesures disponibles au format NetCDF.

Catégorie	Variable	Nom pour la requête
Vague	Période de l’onde moyenne	période_moyenne_des_ondes_de_surface_de_la_mer
	Direction moyenne des vagues	vague_de_surface_de_mer_depuis_la_direction
	Hauteur importante des vagues combinées dues au vent et à la houle	hauteur_significative_des_vagues_de_vent_et_de_houle

Traitement 

Le produit ERA5 est produit à partir des meilleures données d’observation disponibles provenant de satellites et de stations in situ, en utilisant l’assimilation de données 4D-Var et les prévisions du modèle dans CY41R2 du « Système de prévision intégré (IFS) du CEPMMT (ECMWF Integrated Forecast System) <https://confluence.ecmwf.int/display/CKB/ECMWF+Model+Documentation> ». Pour plus de détails sur la manière dont le produit de réanalyse est produit, consultez la « Documentation des données ERA5 <https://confluence.ecmwf.int/display/CKB/ERA5%3A+data+documentation> ».

Médias et exemples d’images 

Figure 1 : Température maximale de l’air à 2 mètres de hauteur pour janvier 2021 pour l’Afrique.

Température de l'air ERA5

Crédit : Contient les données de température de l’air ERA5 générées à l’aide des informations du Copernicus Climate Change Service 2021.

Références 

Jon Olauson, ERA5 : Le nouveau champion de la modélisation de l’énergie éolienne ?, Renewable Energy, Volume 126, 2018, Pages 322-331, ISSN 0960-1481, https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.03.056. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148118303677)

ERA5 : documentation des données

Données ERA5 sur S3 via le programme AWS Public Dataset

Site Web de la réanalyse v5 du CEPMMT (ERA5)

Licence 

Le produit ERA5 est fourni sous une licence gratuite, mondiale, non exclusive, libre de droits et perpétuelle. Pour plus d’informations, consultez https://cds.climate.copernicus.eu/api/v2/terms/static/licence-to-use-copernicus-products.pdf.

Remerciements 

ERA5 est produit par le service Copernicus sur les changements climatiques (C3S) du Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (ECMWF).

Accès aux données 

Amazon Web Services S3 

Les données ERA5 sont disponibles sur AWS S3 via le programme AWS Public Dataset.

Tableau 4 : Détails de l’accès aux données AWS

Détails AWS S3
ARN du compartiment	`arn:aws:s3:::era5-pds`
Région	« us-est-1 »
Nom du produit	`ecmwf-era5`

Les données ERA5 sont divisées en granules NetCDF distincts organisés par année, mois et nom de variable.

Les données sont structurées comme suit :

/{year}/{month}/main.nc
               /data/{var1}.nc
                    /{var2}.nc
                    /{....}.nc
                    /{varN}.nc

où l’année est exprimée par quatre chiffres (par exemple AAAA) et le mois par deux chiffres (par exemple MM). Les variables de données individuelles (var1 à varN) utilisent des noms correspondant à la convention de noms standard NetCDF CF <http://cfconventions.org/>`__ plus toute information supplémentaire applicable, telle que la coordonnée verticale.

Un exemple de trajectoire pour la température de l’air prendrait la forme suivante :

/2008/01/data/air_temperature_at_2_meters.nc

Le bloc-notes ERA5 Climate Gridded Data montre comment accéder aux données ERA5 dans l’environnement Sandbox à l’aide des fonctions wrapper load_era5() et load_era5_netcdf().

Informations techniques 

Des informations sur les problèmes connus avec l’ERA5 ainsi que sur l’exactitude et l’incertitude de l’ensemble de données sont fournies dans la « documentation des données ERA5 <https://confluence.ecmwf.int/display/CKB/ERA5%3A+data+documentation> ».