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Améliorations du schéma de rayonnement Odile Thouron, Jean Louis Brenguier, Christine Lac, Philippe Dubuisson Réunion Méso-NH Utilisateurs – 23/24 Avril.

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1 Améliorations du schéma de rayonnement Odile Thouron, Jean Louis Brenguier, Christine Lac, Philippe Dubuisson Réunion Méso-NH Utilisateurs – 23/24 Avril 2007 CNRM/GMEI/ MNPCA

2 PLAN DE LA PRESENTATION 1) Code de transfert radiatif du Centre Européen CODE DE TRANSFERT RADIATIF (Centre Européen) INTERFACE MESO-NH 1) Code de transfert radiatif du Centre Européen (TR-ECMWF) Révision du schéma ondes courtes 2) Interface Méso-NH Calcul des propriétés optiques Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif

3 1)CODE DE TRANSFERT RADIATIF DU CENTRE EUROPEEN

4 CODE DE TRANSFERT RADIATIF DU CENTRE EUROPEEN Schéma ondes courtes Diffusion du rayonnement solaire incident Ancienne formulation Les mêmes hypothèses de recouvrement sont appliquées aux efficacités de diffusion et aux fractions nuageuses Efficacité de diffusion Diffusion du rayonnement solaire incident Ancienne formulation Les mêmes hypothèses de recouvrement sont appliquées aux efficacités de diffusion et aux fractions nuageuses Nouvelle formulation proposée Lefficacité de diffusion moyenne de chaque maille est connue Aucune hypothèse de recouvrement nest effectuée

5 Cas détude 1) STRATO: Stratocumulus (Sandu et al., 2007) Simulation LES 3D Résolution horizontale: 50 m Résolution verticale: 10 m 2) CUMUB: Cumulus (Szumowski et al.,1990) Simulation LES 2D Résolution horizontale: 50 m Résolution verticale: 10 m CODE DE TRANSFERT RADIATIF DU CENTRE EUROPEEN Schéma ondes courtes

6 Méthodologie Calcul des propriétés optiques avec la théorie de Mie (MOP) Calcul des flux en chaque colonne du domaine SHDOM (ordonnées discrètes) TR-ECMWF avant correction (Old scheme) TR-ECMWF après correction (New scheme) CODE DE TRANSFERT RADIATIF DU CENTRE EUROPEEN Schéma ondes courtes

7 CODE DE TRANSFERT RADIATIF DU CENTRE EUROPEEN STRATO SommetSol Old Scheme New Scheme 3543 CUMU SommetSol Old Scheme New Scheme Cosinus de langle solaire Différence avec SHDOM (W.m -2 ) Flux au sommetFlux au sol

8 2) INTERFACE MESO-NH

9 INTERFACE MESO-NH Propriétés optiques paramétrées: Slingo et al. (1989) Fouquart (1987): Hypothèse du coefficient dextinction constant = 2 Mie Fouquart - Mie )/ Mie Slingo - Mie )/ Mie Propriétés optiques Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif CUMULUS STRATOCUMULUS

10 INTERFACE MESO-NH Propriétés optiques Mie Fouquart - Mie )/ Mie Slingo - Mie )/ Mie Cas de simulation où seul le contenu en eau est connu Rayon effectif déterminé à partir de Martin et al. (1987) Paramétrisation établie à partir dobservations de stratocumulus Hypothèse sur la concentration Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif Mie Slingo - Mie )/ Mie CUMULUS STRATOCUMULUS

11 INTERFACE MESO-NH Propriétés optiques Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif Concentration non pronostiquée: Mauvaise paramétrisation du rayon effectif Concentration pronostiquée: Généralement études LES qui nécessitent de correctement choisir les paramétrisations de propriétés optiques

12 INTERFACE MESO-NH Résultats préliminaires Cas de simulations 1D dune même colonne nuageuse Schéma basé sur Khairoutdinov et Kogan (2000) ( Geoffroy et al., en préparation ) Résolution verticale: 10 m Simulation de nuit et de jour Propriétés optiques Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif

13 Avec pluie Sans pluie Contenu en eau nuageuse (g.m -2 ) Contenu en eau de pluie (g.m -2 ) NUIT

14 INTERFACE MESO-NH Propriétés optiques Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif NUIT LWC

15 INTERFACE MESO-NH Propriétés optiques Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif Avec pluie Sans pluie Contenu en eau nuageuse (g.m -2 ) Contenu en eau de pluie (g.m -2 ) JOUR

16 INTERFACE MESO-NH Propriétés optiques Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif JOUR LWC

17 CONCLUSION Code de transfert radiatif du centre européen Nouvelle formulation de la diffusion du rayonnement solaire incident indépendante de la résolution verticale du modèle Correction derreur de codage: Rapport disponible

18 CONCLUSION Interface Méso-NH Calcul des propriétés optiques Limite du couplage avec le TR dans le cas de schémas où seul le contenu en eau est pronostiqué Dans le cas de schémas avec LWC et N pronostiqués: attention au choix des paramétrisations Table de Mie? Prise en compte de la pluie dans le TR Impact non négligeable sur une colonne faiblement précipitante Particules de glace? Double usage des classes de particules précipitantes Complexité du calcul de leurs propriétés optiques

19 CONCLUSION Interface Méso-NH Calcul des propriétés optiques Limite du couplage avec le TR dans le cas de schémas où seul le contenu en eau est pronostiqué Dans le cas de schémas avec LWC et N pronostiqués: attention au choix des paramétrisations Table de Mie? Prise en compte de la pluie dans le TR Impact non négligeable sur une colonne faiblement précipitante Particules de glace? Double usage des classes de particules précipitantes Complexité du calcul de leurs propriétés optiques Stage M1: Florent Malavelle

20 MERCI POUR VOTRE ATTENTION


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