le point sur arome yann seity (cnrm/gmap) pierre brousseau (cnrm/gmap) eric bazile (cnrm /gmap)
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Le point sur AROME
Yann Seity (CNRM/GMAP) Pierre Brousseau (CNRM/GMAP)
Eric Bazile (CNRM /GMAP)
Réunion Méso-NH Toulouse, le 24-04-2007
PLAN
• Runs quotidiens du prototype AROME
• aspects performances sur NEC
• Pourquoi et comment économiser du CPU
• Le point sur l’assimilation
• Conclusion / Perspectives
3
MIDPYRSUDE
NORE
PARI
BRET
Le point sur les runs quotidiens
MIDPYR arrêté le 9-03-2007 , PARI le 31-03-2007
FRAN depuis le 30-01-2007, passage à +36h le 1-04-2007
http://www.cnrm.meteo.fr/arome/prod/tt.html
FRAN
4
Le point sur les runs quotidiens
Scores aux TEMP entre le 30-01-07 et le 09-03-07
AROME-France / ALADIN
Géopotentiel T Vent Hu
Profiling AROME-France sur NEC
Profiling AROME-France sur NEC
Surcoût par pas de temps / ALADIN
4 procs : 1.9 (x1.3 Phys x1.5 dyn)
32 procs : 2.5 (x1.3 Phys x 1.9 dyn)
4 procs :
32 procs :Répartition du coût d’AROME
4 procs : 40% Phys
32 procs : 23.2 % Phys
Répartition du coût de la physique AROME :
Rayonnement et sédimentation
Pourquoi gagner du CPU ?
- Pour augmenter la taille du domaine
Domaine Modèle (512x512)
600x512 (+17% CPU)
Pourquoi gagner du CPU ?
0
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19000
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0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
épaisseur de la couche (en m)
alti
tud
e (e
n m
)
60 niveaux
41 niveaux
0
1000
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3000
4000
5000
6000
7000
0 20 40 60 80 100120140160180200220240260280300320340360380400
épaisseur de la couche (en m)
altit
ude
(en
m)
60 niveaux
41 niveaux
Passage de L41 à L60 (37% CPU)
1er niveau à 8m / 17m
21 niveaux en dessous de 2000m / 12
Augmentation de la résolution verticale
Pourquoi gagner du CPU ?
Augmentation de le résolution horizontale : 2.5 -> 2km (+56% CPU)
pas avant 2009 et le nouveau NEC
Comment gagner du CPU ?
- Peut t’on augmenter le pas de temps de 60 à 90s ? (33%)a) Scores MIDPYR sur 15 jours -> neutres
P
ff
dd
Nebul
RR
T2m
Scores entre runs 90s et runs 60s sur les runs quotidiens MIDPYR entre le 20-12-2006 et le 7-01-2007 :
Comment gagner du CPU ?
- Peut t’on augmenter le pas de temps de 60 à 90s ? (33%)
OUI
a) Scores MIDPYR sur 15 jours -> neutres
b) Cas de tempête (3-10-2006) OK
c) Gard 2005 OK
d) Autriche Août 2005 OK
Comment gagner du CPU ?- Peut t’on augmenter le pas de temps de 60 à 90s ?
(33%)
- - Appel du rayonnement toutes les 30’ au lieu de 15’ ? (~8% sur 32 procs, 15% sur 4 procs)
a) Scores MIDPYR sur 15 jours -> neutres
b) Cas de tempête (3-10-2006) OK
c) Gard 2005 OK
d) Autriche Août 2005 OK
a) Scores MIDPYR sur 15 jours -> neutres
b) Cas spécifique de brouillard (11-11-2005) OK
- Schéma de sédimentation statistique des précipitations (gain de 3% sur 32 procs, 6% sur 4 procs)
OUI
OUI
Sédimentation statistique des précipitations
n
n+1
w. Δtw, qrΔz
Fn
Fn+1 = ?
P1= min (1, w Δt ) (Proportion de la couche qui tombe en dt)
Δz
P2= max (0, 1 - Δz ) (Proportion de Fn qui traverse la couche en dt )
wΔt
(J-F Geleyn, Yves Bouteloup)
Fn+1= P1. ρ.qr.Δz + P2.FnΔt
AROME 60s
AROME Sedim
Comment gagner du CPU ?- Peut t’on augmenter le pas de temps de 60 à 90s ?
(33%)
- - Appel du rayonnement toutes les 30’ au lieu de 15’ ? (~8% sur 32 procs, 15% sur 4 procs)
a) Scores MIDPYR sur 15 jours -> neutres
b) Cas de tempête (3-10-2006) OK
c) Gard 2005 OK
d) Autriche Août 2005 OK
a) Scores MIDPYR sur 15 jours -> neutres
b) Cas spécifique de brouillard (11-11-2005) OK
- Schéma de sédimentation statistique des précipitations (gain de 3% sur 32 procs, 6% sur 4 procs)
a) Autriche Août 2005 OK
b) GARD 2002 OK
OUI
OUI
OUIAROME 600x512 + rayo30’+sedim+90s = AROME 512x512 + rayo15’ + 60s + NSPLITR
P
Hu
ff
dd
RR
T2m
Scores entre runs FRAN 20 au 30-03-2007:
Ref 512x512 (rose)
600x512 (bleu)
17
Le point sur les runs quotidiens
Scores aux TEMP entre le 20-03-07 et le 30-03-07
AROME-France 512x512 / AROME-France 600x512
Géopotentiel T Vent Hu ff
Assimilation
Principe du RUC (Rapid Update Cycle) :
Short range fcst Short range fcst
Basé sur le 3D-Var ALADIN-France :
U, V, T, q et Ps sont analysés à la résolution 2.5km
NH, microphysique et TKE sont cyclés du dernier guess
Surface : CANARI (ARPEGE) ou AROME guess suivant le réseau
Assimilation
Observations analysées (même types qu’ALADIN-France):
Travail en cours sur les réflectivités radar et les vents doppler
Assimilation
‘Aromatisation’ du Jb (P. Brousseau, L. Berre)
Assimilation
Cas du 23 Juin 2005 sur Paris
Cellules orageuses dans l’après midi, non vues par AROME-AD et ALADIN.
Assimilation
Conclusions et Perspectives- Premiers pas corrects d’AROME ‘grandeur nature’ sur NEC
- Plusieurs pistes pour économiser du CPU et agrandir le domaine et la résolution verticale
- Optimisations nécessaires (stage)
- Assimilation techniquement prête, sera rajoutée très prochainement aux runs quotidiens après une période de tests. Tests DFI, 3DFGAT
- Campagnes CarboEurop, COPS et MAP D-PHASE
- Poursuite des validations avec chimie (P. Tulet)
- Modifications du schéma de convection (S. Malardel)
- Investigation des cas de ‘mauvaises prévisions’
- validation objectives des processus nuageux et des hydrométéores à partir de données nuageuses type CLOUDNET (Cabauw, Hollande).
Le point sur AROME
Yann Seity (CNRM/GMAP) Pierre Brousseau (CNRM/GMAP)
Eric Bazile (CNRM /GMAP)
Réunion Méso-NH Toulouse, le 24-04-2007
AROME France, cas de tempête du 3-10-2006 :
dt=60s dt=90s
Cumul de pluies en 24h
dt=60s
Gard : 6 Septembre 2005
dt=90s
Mois d’Aout 2005 sur l’Autriche
AROME 60s
AROME 90s
Appel du rayonnement toutes les 30’
1) Scores sur 15 jours neutres
2) Evaluation plus précise sur cas spécifique de brouillard (11-11-2005) neutre.
Pluies faibles (11-05-2006)
AROME run quotidien
AROME sans SLHD
ALADIN oper
Pluies faibles sur l’Autriche
Equitable Threat Scores pour Août 2005, Octobre 2005 et Avril 2006 (20km, RR 24h )
AROME SLHD
Classes : >0.2 et <1,<2,<5,<10,<20,<50,>50 mm/24h
AROME SLHD
Autres changements
- T2m : changement du diagnostique (intermédiaire Surfex 1.2 et Surfex1.3)
- Correction d’un bug sur la direction du V10m
AROME France, cas de tempête du 3-10-2006 :
dt=60s dt=90s
AROME France, cas de tempête du 3-10-2006 :
dt=60s dt=90s
Pluies faibles (13-05-2006)
ALADIN operAROME
AROME sans SLHD
Evaluation objective Pb de T2m
Rose Surfex1.3
Bleu Surfex 1.2
Entre le 9 et le 17 –11-2006
Rose 0.5*(Surfex1.3+Surfex1.2)
Bleu Surfex 1.2
Entre le 9 et le 13-11-2006
V10m
Biais de V10m à Paris Monsouris le 18 janvier 2007 (tempête sur le N de l’Europe)
Correction sur direction V10m depuis le 27-11-2006
Evaluation objective Pb de T2m
Rose Surfex1.3
Bleu Surfex 1.2
Entre le 9 et le 17 –11-2006
À 6 TU
Rose 0.5*(Surfex1.3+Surfex1.2)
Bleu Surfex 1.2
Entre le 9 et le 13-11-2006 à 6TU
N2M=2
cls_2m et cls_wind
Équivalent d’acntcls d’Aladin pour T2m, q2m, U10m et V10m
Entrées: Ta, Pa, Ts, Ps, Zref, coefficients d’échange et Richardson
N2M=1
param_cls
Utilisation des fonctions de stabilité de Paulson (basées sur la théorie de M&O)
Entrées: Ta, Pa, ρa, qa, Ts et les flux de vapeur, chaleur, quantité de mvt.
Diagnostiques à 2m et 10m dans SURFEX
Modification du diagnostique de T2M entre surfex1.2 et surfex1.3
Différence de T2M entre les options N2M=1 et N2M=2
Comment corriger la T2M?
1. Solution rapide: moyenner la T2m « froide » et la T2M « chaude »
2. Utiliser N2M=2, mais cette solution est trop froide en cas stable aussi (tests de Yann)
3. Modifier l’inertie thermique de la surface
Clairière alpine
Z = 1250m
Zref = 3.5m
Forêt alpine
Z = 1250m
Zref = 35m
2°
7°
Sensibilité de la surface au Cv (inertie thermique de la végétation)
Cv:
Arpege/Aladin: fixé à 0.8e-5
Surfex: varie de 1e-5 (végétation haute) à 2e-5 (végétation basse)
Cg:
Arpege/Aladin: borné à 0.8e-5
Surfex: borné à 2e-5
Sensibilité de la T2M au Cv:
Site alpin (1220m), clairière, veg=1
Conséquences du passage de Cv de 2e-5 à 0.8e-5:
TSx de ~ 1 à 3° et TSn de ~1 à 3°
H et LE de ~10 à 50 W/m2 le jour et de ~10 à 15 W/m2 la nuit
G de ~20 à 150 W/m2 et Tp de ~1°
Ts
H
G
Rn
LE
Tp
Cv=2e-5Cv=0.8e-5
Problème de stabilité du diagnostique rencontré pour un site alpin de forêt avec N2M=1
Solution proposée:
1. N2M=2 plutôt que N2M=1
2. Faire les tests sur Roissy
3. Calculer dans le cas stable la Tmoy entre N2M=2 et N2M=1 (fct stables de Paulson): permet de ne pas changer la physique du modèle
4. Modifier l’inertie thermique du sol, en baissant le Cv => changement de physique de la surface
5. Autre approche: modèle diagnostique de couche limite 1d.
Conclusions
+ - +/-
Traînes de NO
Cellules stationnaires
Ilôts de chaleur urbains
Pluies faibles
T2m nocturnes
Bords du domaine
V10m
Convection
Brouillards
Evaluation subjective :
Evaluation objective :
AROME meilleur le jour
SLHD n’améliore pas nettement les scores (période assez longue ?)
Qualité d’AROME dépendante de celle d’ ALADIN
Perspectives
Run France sur le NEC
640x640 ? Nb de niveaux verticaux ?
Campagnes MAP D-PHASE et COPS en 2007
MESONH AROME
Zs
Grenoble
MESONH AROME
Theta
MESONHAROME RRDXTAU=0.1
Theta
MESONH AROME
Theta SN
53
Introduction
Caractéristiques des runs quotidiens du prototype :
- Adaptation dynamique d’ALADIN oper
- 41 niveaux verticaux
- 30h de prévision
- Réseau de 00TU
- Pas de temps de 60s
- Grille 240*240 points
- Alimentation GRIBs synergie
- Runs via OLIVE depuis le 9 septembre 2006
- Archivage delage ~mrpm637/xp/615W ou 615R
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