perspectives à moyen et long terme pour le développement … · 2019. 6. 28. · précipitations...
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Perspectives à moyen et long terme pour le développement
d’ARPEGE et ALADIN-Climat (vision partielle et biaisé…)
Roehrig et al.
Nuages et rayonnement Etat de l’art dans ARPEGE-ALADIN-Climat
ARPEGE-ClimatvsCERES-TOA
CRENet
CRESW
CRELW
Ø Trop de nuages hauts en région convective ; pas assez de nuages bas sur les bords est des océans (stratocumulus)
Ø “Too few too bright” réduit mais toujours présent
Ø Intérêt croissant pour le sud-est de l’Atlantique tropical :
o Interaction aérosols-nuages (aérosols au-dessus des nuages
o Mise en place d’un ALADIN sur cette région o Biais de SSTs en couplé
Ø Nuages en région méditerranéenne o Besoin pour le couplage avec l’océan o Interaction aérosols-nuages (effets direct
et indirect)
Ø Nuages en phase mixte (hautes latitudes) ?
SwinMéditerranéeALADIN-Climat
OBS
V6
V5
Précipitations (JAS) Etat de l’art dans ARPEGE-ALADIN-Climat
ARPEGE-ClimatV6
GPCP
Biais
Ø Mousson Africaine…. Forêts équatoriales Ø Double ITCZ, SPCZ
Ø Continent maritime o Rôle des contrastes terre-mer, des reliefs…
Ø PDF des précipitation / extrêmes o Sahel
o Pourtour méditerranéen (en plaine notamment)
50 100 150 200 250 3001e−04
1e−03
1e−02
1e−01
1e+00
MAD50_freeMAD50_nudgedMAD50_NEWMAD12_freeMAD12_nudgedSAFRAN
Prec intensity [mm/day]Pr
obab
ility
* in
tens
ity [1
]
Pdf SOND ALADIN vs SAFRAN1979−2011 France Sud wet days
2 4 6 8
1.0
1.4
1.8
PDFdesprécipitaFonssud-estdelaFrance
ALADIN-Climat
Variabilité intrasaisonnière tropicale Etat de l’art dans ARPEGE-ALADIN-Climat
ARPEGE-ClimatV6
ObservaFons
Ø MJO ? Mieux en couplé mais faible Ø Ondes de Kelvin…
Ø Ondes d’est africaine ? Ø Aggrégation de la convection
Cycle de vie de la convection Etat de l’art dans ARPEGE-ALADIN-Climat
: X - 15
(a) Life cycle of Q1, Observations (b) Life cycle of Q1, CNRM-SCM
-10
-7.5
-5
-2.5
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-0.5
0
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2 4 5 731 6 8
0 333 6 9 12 15 18 21 24 27 30
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Composite of Q1 - CINDY - NSA - (Oct - Nov)units: K/day
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2.5
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7 842 53 61
0 333 366 9 12 15 18 21 24 27 30
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Composite of Q1 - CONTROL - NSA - (Oct - Nov)units: K/day
(c) Composite of Q2, Observations (d) Composite of Q2, CNRM-SCM
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1 2 7543 6 8
0 333 6 9 12 15 18 21 24 27 30
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Composite of Q2 - CINDY - NSA - (Oct - Nov)units: K/day
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8652 3 741
0 333 366 9 12 15 18 21 24 27 30
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Composite of Q2 - CONTROL - NSA - (Oct - Nov)units: K/day
Figure 13: Life cycle of Q1, observations (a) and CNRM-SCM (b); Q2 composites, observations (c) and CNRM-SCM (d).Q1 and Q2 composite are according to the most likely phase transitions, with estimation of the duration of eachphase over the NSA array. X-axis corresponds to time (phase) and y corresponds to pressure, red color indicatesrespectively heating/drying for Q1/Q2 and blue color indicates cooling/moistening.
D R A F T October 5, 2016, 5:50pm D R A F T
ARPEGE-ClimatV6ObservaFons
: X - 15
(a) Life cycle of Q1, Observations (b) Life cycle of Q1, CNRM-SCM
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7 842 53 61
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Composite of Q1 - CONTROL - NSA - (Oct - Nov)units: K/day
(c) Composite of Q2, Observations (d) Composite of Q2, CNRM-SCM
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Composite of Q2 - CONTROL - NSA - (Oct - Nov)units: K/day
Figure 13: Life cycle of Q1, observations (a) and CNRM-SCM (b); Q2 composites, observations (c) and CNRM-SCM (d).Q1 and Q2 composite are according to the most likely phase transitions, with estimation of the duration of eachphase over the NSA array. X-axis corresponds to time (phase) and y corresponds to pressure, red color indicatesrespectively heating/drying for Q1/Q2 and blue color indicates cooling/moistening.
D R A F T October 5, 2016, 5:50pm D R A F T
Q1
Q2
Ø Phase suppressed/convection peu profonde (humidité notamment) Ø Phase stratiforme, enclume et rayonnement
Ø Cycle diurne de la convection
Ø Systèmes convectifs, propagation, précipitation pendant la nuit Ø Organisation de la convection ?
Ø Lien avec la grande échelle
CycledeviedelaconvecFonpendantCindy-Dynamo
LES ARPEGE-ClimatV6
CasA
MMA
10ju
illet2006
Et bien d’autres questions Etat de l’art dans ARPEGE-ALADIN-Climat
Ø Rayonnement ciel clair
Ø Emissions des poussières désertiques, des sels marins
Ø Tropopause tropicale
Ø QBO
Ø Couches limites stables ?
Ø Lien vers nos systèmes couplés (océan, glace de mer)
Ø …
Pincusetal.(2015,GRL)
CNRM
Quelques éléments de prospective Une physique jeune (atmosphère et surfaces continentales) :
beaucoup de choses à documenter, décortiquer, comprendre Ø Nuages et microphysique
o Traitement des nuages convectifs (CVPP, enclumes, cirrus), lien avec le schéma de turbulence o Revisite du schéma de nuages ? o Traitement des sursaturations o Stratocumulus : adaptation/développement PCMT, panaches subsidents, rayonnement et mélange au
sommet des nuages o Vers un schéma microphysique à 2 moments (LIMA adapté ?)
Ø Convection o Validation plus systématique et développements de PCMT pour le peu profond o Vers une approche spectrale o Equation de la vitesse verticale : effet NH, entrainement o Interaction (rafales) avec les flux de surface d’énergie et de matière o Cycle de vie de la convection : poches froides, organisation, propagation, hétérogénéités sous-maille
Ø Rayonnement o Vers RRTM SW (ou nouvelles approches ECMWF) o Revisite des propriétés radiatives des nuages ? o Lien turbulence – hétérogénéités sous-maille des propriétés radiatives, McICA o Effets 3D des nuages, hypothèses de recouvrement o Neige et pluie ?
Ø Ondes de gravité non-orographique, lien avec les sources, génération de turbulence Ø Surfaces continentales
o Vers un bilan énergétique de la végétation (MEB), albedo spectraux o Neige aux hautes latitudes, gel dans le sol
Ø Surfaces océaniques o Etat de mer ? o Flux de surface sur banquise
Quelques éléments de prospective
Aspects méthodologiques/outils : développer, régler, valider et comprendre § Utilisation de LES/CRM, notamment AROME-Outremer (approche plus statistique)
et les “AROME-Climat” à venir
§ Utilisation plus systématique du 1D (outils plus “presse bouton”)
§ Vers des 1D couplés (continent, océan)
§ Approches régionales (Méditerranée, Atlantique Sud-est)
§ Cas d’étude : vague de chaleur, extrêmes de précipitation
§ Cycle de vie de la convection et observations satellites (et sites ARM)
§ Nouvelles campagnes/régions d’intérêt : Continent Maritime (YMC), Amazonie (GoAmazon), Namibie
§ Tuning “automatique”, “éclairé”, en 1D, en 3D
§ Approches idéalisés notamment pour le couplage convection-dynamique : 2D sec forcé en Q1 (+Q3), RCE, WTG, aquaplanète
§ Simulateur d’observable satellite (COSP)
§ Approches initialisées, nudgées
§ Passage du forcé au couplé ?
§ …