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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
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PLAN
• Runs quotidiens du prototype AROME
• aspects performances sur NEC
• Pourquoi et comment économiser du CPU
• Le point sur l’assimilation
• Conclusion / Perspectives
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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
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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
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Profiling AROME-France sur NEC
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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
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Pourquoi gagner du CPU ?
- Pour augmenter la taille du domaine
Domaine Modèle (512x512)
600x512 (+17% CPU)
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Pourquoi gagner du CPU ?
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
11000
12000
13000
14000
15000
16000
17000
18000
19000
20000
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
2000
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
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Pourquoi gagner du CPU ?
Augmentation de le résolution horizontale : 2.5 -> 2km (+56% CPU)
pas avant 2009 et le nouveau NEC
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Comment gagner du CPU ?
- Peut t’on augmenter le pas de temps de 60 à 90s ? (33%)a) Scores MIDPYR sur 15 jours -> neutres
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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 :
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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
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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
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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
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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
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P
Hu
ff
dd
RR
T2m
Scores entre runs FRAN 20 au 30-03-2007:
Ref 512x512 (rose)
600x512 (bleu)
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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
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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
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Assimilation
Observations analysées (même types qu’ALADIN-France):
Travail en cours sur les réflectivités radar et les vents doppler
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Assimilation
‘Aromatisation’ du Jb (P. Brousseau, L. Berre)
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Assimilation
Cas du 23 Juin 2005 sur Paris
Cellules orageuses dans l’après midi, non vues par AROME-AD et ALADIN.
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Assimilation
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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).
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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
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AROME France, cas de tempête du 3-10-2006 :
dt=60s dt=90s
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Cumul de pluies en 24h
dt=60s
Gard : 6 Septembre 2005
dt=90s
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Mois d’Aout 2005 sur l’Autriche
AROME 60s
AROME 90s
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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.
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Pluies faibles (11-05-2006)
AROME run quotidien
AROME sans SLHD
ALADIN oper
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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
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Autres changements
- T2m : changement du diagnostique (intermédiaire Surfex 1.2 et Surfex1.3)
- Correction d’un bug sur la direction du V10m
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AROME France, cas de tempête du 3-10-2006 :
dt=60s dt=90s
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AROME France, cas de tempête du 3-10-2006 :
dt=60s dt=90s
![Page 34: Le point sur AROME Yann Seity (CNRM/GMAP) Pierre Brousseau (CNRM/GMAP) Eric Bazile (CNRM /GMAP) Réunion Méso-NH Toulouse, le 24-04-2007](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102900/551d9dba497959293b8ddd3d/html5/thumbnails/34.jpg)
Pluies faibles (13-05-2006)
ALADIN operAROME
AROME sans SLHD
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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
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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
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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
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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
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Modification du diagnostique de T2M entre surfex1.2 et surfex1.3
Différence de T2M entre les options N2M=1 et N2M=2
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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
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Clairière alpine
Z = 1250m
Zref = 3.5m
Forêt alpine
Z = 1250m
Zref = 35m
2°
7°
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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
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Sensibilité de la T2M au Cv:
Site alpin (1220m), clairière, veg=1
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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
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Problème de stabilité du diagnostique rencontré pour un site alpin de forêt avec N2M=1
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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.
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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
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Perspectives
Run France sur le NEC
640x640 ? Nb de niveaux verticaux ?
Campagnes MAP D-PHASE et COPS en 2007
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MESONH AROME
Zs
Grenoble
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MESONH AROME
Theta
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MESONHAROME RRDXTAU=0.1
Theta
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MESONH AROME
Theta SN
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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