predicate wp3 orcalim-arpege mod¨le coupl©

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PREDICATE WP3 ORCALIM-ARPEGE modèle couplé. L. Terray, E. Maisonnave, S. Valcke, A. Jouzeau. 1. Conservation du flux de chaleur. Calcul du flux solaire Calcul du flux non solaire Bilans. 2. Conservation du flux d’eau. Pr é cipitations solides sur la banquise Bilans. - PowerPoint PPT Presentation

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  • PREDICATE WP3 ORCALIM-ARPEGE modle coupl L. Terray, E. Maisonnave, S. Valcke, A. Jouzeau

  • Calcul du flux solaireCalcul du flux non solaireBilans1. Conservation du flux de chaleur2. Conservation du flux deauExtension des glaces en Atlantique NordConvection en mer du Labrador3. Modlisation de la glace ArctiquePrcipitations solides sur la banquiseBilans4. Premires analysesBiais SSTNAO

  • ORCALIM2ARPEGE Climat V3OASIS 2.4Couplage ocan-atmosphre

  • Atmosphre: CO2, arosols, sulfates, constante solaire: conditions de 1860+ Plusieurs simulations densemble(prvisibilit interannuelle dcennale )Ocan: Surface libre Pas de correction de flux1940

  • Calcul du flux solaireCalcul du flux non solaireBilans1. Conservation du flux de chaleur2. Conservation du flux deauExtension des glaces en Atlantique NordConvection en mer du Labrador3. Modlisation de la glace ArctiquePrcipitations solides sur la banquiseBilans4. Premires analysesBiais SSTNAO1. Conservation du flux de chaleur

  • Repartition des flux et des vents entre eau et glace (sous-maille)

  • Calcul du flux solaire Foce=Fatm x (1-0.065)/(1-amoy)Fice=Fatm x (1- aice)/(1-amoy)J=nTransmission amoy et Fatm

  • Calcul du flux non solaire Foce=Fatm + dQ/dTatm x (Toce-Tmoy)Fice= Fatm + dQ/dTatm x (Tice-Tmoy)J=n-1F Reste rpartir la correction chaque jourJ=n-2J=n, chaque pas de temps du modle docanJ=n, chaque pas de temps de couplage avec le modle de glace

  • La temperature de locan est stable durant les 50 premires annesBilan du flux de chaleur

  • Calcul du flux solaireCalcul du flux non solaireBilans1. Conservation du flux de chaleur2. Conservation du flux deauExtension des glaces en Atlantique NordConvection en mer du Labrador3. Modlisation de la glace ArctiquePrcipitations solides sur la banquiseBilans4. Premires analysesBiais SSTNAO2. Conservation du flux deau

  • Bilan du flux deauRuissellementFonte des icebergsPrcipitationsLiquides et solidesEvaporation

  • Rpartition gographique des diffrents flux

  • Flux sortant de latmosphrePrcipitationssolides

  • Rpartition gographique des diffrents flux

  • E-P-R-C moyen aprs correction des effets dus la glace de mer:Bilan Evaporation Precipitations Runoff - Calving4 mm/an ( 0.04 Sv)

  • Calcul du flux solaireCalcul du flux non solaireBilans1. Conservation du flux de chaleur2. Conservation du flux deauExtension des glaces en Atlantique NordConvection en mer du Labrador3. Modlisation de la glace ArctiquePrcipitations solides sur la banquiseBilans4. Premires analysesBiais SSTNAO3. Modlisation de la glace Arctique

  • Climatologie de lextension de glace

  • Srie temporelle du volume de glace Arctique-Antarctique

  • Convection en Mer du Labrador

  • Calcul du flux solaireCalcul du flux non solaireBilans1. Conservation du flux de chaleur2. Conservation du flux deauExtension des glaces en Atlantique NordConvection en mer du Labrador3. Modlisation de la glace ArctiquePrcipitations solides sur la banquiseBilans4. Premires analysesBiais SSTNAO4. Premires analyses

  • Drive SST

  • EOF Pression surface

  • Anomalie SST (Co)

  • http://www.cerfacs.fr/~maisonna/Predicate/couplage.htmlTous les dtails de la mise en place du couplage:mail: Eric.Maisonnave@cerfacs.fr Arnaud.Jouzeau@cerfacs.fr

    Je vais vous presenter le couplage ocean-glace de mer-atmosphere mis au point au Cerfacs dans le cadre du projet Predicate (etude de la variabilite du climat, effets particulier sur lAtlantique Nord et lEurope) 2 grandes parties:123: points techniques important dans la mise au point du modele couple, sur lesquels nous avons port nos efforts. Dabord, pour un run long comme on se propose de le faire, il est indispensable davoir une conservation des flux de chaleur et deau. Cette conservation est compliquee par la presence du modele de glace. On verra pourquoi. Ensuite, pour des etudes regionales sur lEurope,une bonne modelisation de la circulation oceanique dansn lAtlantique est demandee, dou linteret porte aux phenomenes lies a la presence de glace de mer dans lAtlantique Nord et en particulier sur la region du Labrador.4: premiers resultatsCouplqge tous les jours: echange de ces champsRole doasis: synchronisation des deux executables, interpolations des champs dune grille a lautre, echange des champs dun modele a lautrePresentation des modeles:Arpege Climat T42: conditions de 1860 (dans loptique dun run de scenario). Consequences: conditions generales plus froide que celles daujourdhuiOcean: ORCALIM (ipsl_cm4) Oasis: segments de memoire partageeMachine: vpp5000 MF (1300 h CPU, 1 T)

    Objectifs predicate: 300 ans de run + experiences de previsibilite 30 ans pour chaque membre . Ocean parfait. 10 etats atmospheriques legerement differents. Etats oceaniques pris pour differentes intensites de la circulation thermohaline.

    Description du couplage: voir page Web Jai dit que la mise au point de la conservation des flux etait compliquee par la presence du modele de glace. En effet, pour un seul flux provenant de latmosphere (et conserve globalement lors du passage sur la grille oceanique, a la precision de la machine), on re-reparti le total, DANS LE MODELE DOCEAN, sur chaque point de grille du modele docean en fonction de la concentration de glace. Une fraction est directement envoyee dans le modele docean (via les leads) et une autre va passer par le modele de glace (ou il pourra etre retenu temporairement). TEMPORAIREMENT, dou les problemes pour verifier a chaque pas de temps de couplage la conservation des flux.Imprecision sur la conservation du flux solaire, lie au mode de couplage (journalier)Pour repartir le flux solaire entre glace et ocean (sur une meme maille):Savoir que ces flux sont constant sur un pas de temps de couplage (J=n)On a besoin de renseignements a J=n-1 et J=n-2En effet, lors de J=n-2, lalbedo de la glace (varie a chaque pas de temps de couplage avec locean) est moyenne sur une journee et envoye au modele docean.1ERE APPROXIMATION: le modele datmosphere voit une moyenne eau-glace sur la journee precedente pour calculer le flux Fatm. Arpege renvoie au modele docean les quantites Fatm et Amoy.2EME APPROXIMATION: le modele docean utilise lalbedo moyen eau-glace (a J=n-2) et le flux integre a J=n-1Le calcul du flux est fait au debut du couplage pour locean (la valeur de Foce est la meme sur toute la journee)Il est refait a chaque pas de temps de couplage glace-ocean pour le flux sur la glace

    Dou une erreur systematique, quil serait facile destimer et de retrancher a chaque pas de temps de couplage suivant.Meme principe pour le flux non solaire.Tmoy est integre a J=n-2Ftotal sur la maille atm est calcule par Arpege tout le long de J=n-1Foce est recalcule a chaque pas de temps lors de j=nFice est recalcule pour chaque pas de temps de couplage glace-oceanNote: Tmoy, non utilise par latmosphere ne transite pas par Oasis comme lalbedo moyen pour le flux solaireAutre note: cela implique de garder cette valeur dans le restart oceanique (je dis ca pour ceux qui croient quun couplage nimpacte que les routines dinterface dans un modele)Alors, le resultat de ces soins attentifs: la temperature de locean est stable (pour le moment).Autre probleme de conservation: leauUne partie du flux deau est capte par le modele de glace. Cette quantite nest pas deversee immediatement dans locean mais peut-etre retenue (dou la difference entre champ E-P-R-C en sortie du modele datmosphere et telle que diagnostiquee dans diawri).LIM modelise des phenomenes de stockage de precipitation solide sur la banquise et de rejet de cette neige lors de la formation de glace blanche ou lors de la fonte de ce stock de neige. Si lon veut verifier la conservation des precipitations solides, on doit diagnostiquer les variations de ce reservoir de neige (champ supplementaire dans outave.f)

    Autre nouveaute du couplage: le calving (0,1 Sv) fonte des glaciers Antarctique et Groenland. Malgre cela, on ne reussi pas a equilibrer totalement le budget (autres glaciers ? Pertes atmospheriques ?) E-P-R-C est tout de meme equilibre a moins de 1% presAutre point nouveau et crucial: le comportement du modele de glaceLe couplage a demande beaucoup de modifications dans le code lui-meme.Lajustement de certains parametres a pris egalement du temps pour parvenir a une representation de la banquise adaptee au type dexperience que nous voulons faire

    Remarques eventuelles:Modifications apportes IPSL_CM4 et ARPEGE: Ajustement des albedos de la glace et de la neige (LIM) Suppression des sulfates anthropiques (ARPEGE)

    Arctique: Extension incorrecte en Mer de Norvge Bon cycle saisonnier ailleurs Couverture de glace insuffisants en Antarctique

    Arctique: volume excessif mais stabilisAntarctique: volume trop insuffisantUn soin particulier a ete apporte au probleme de la convection (plongee deau froide) en mer du Labrador. Une mauvaise representation de ce phenomene aurait entache derreur letude des phenomenes couples ocean-atmosphere dans latlantique Nord.

    Srie temporelle 30 ans sur une boite en Mer du Labrador (sud-ouest du groenland 48 points de grille)de la profondeur de la couche de mlange: on note des hivers de convection intenses et des periodes de convection plus reduitede la salinit de surface: Elle baisse dans les annees 1880 a 1886 mais se redresse en fin de periode (pas de soucis pour la suite)De la couverture de glace: periode ou la glace setend sur la zone, puis se retracte

    Passons aux premiers resultats (Arnaud Jouzeau)Derives sans surprise:

    Trop chaud au Sud (manque de nuages bas et peut-etre schema TKE de convection inadapte)Derive chaude sur les bords Est+ froid que Levitus car conditions de 1860

    Pattern habituels:1: NAO2: Oscillation est