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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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1 Le point sur AROME Yann Seity (CNRM/GMAP) Pierre Brousseau (CNRM/GMAP) Eric Bazile (CNRM /GMAP) Réunion Méso-NH Toulouse, le

2 PLAN Runs quotidiens du prototype AROME aspects performances sur NEC Pourquoi et comment économiser du CPU Le point sur lassimilation Conclusion / Perspectives

3 3 MIDPYR SUDE NORE PARI BRET Le point sur les runs quotidiens MIDPYR arrêté le , PARI le FRAN depuis le , passage à +36h le FRAN

4 4 Le point sur les runs quotidiens Scores aux TEMP entre le et le AROME-France / ALADIN GéopotentielT VentHu

5 Profiling AROME-France sur NEC

6 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 dAROME 4 procs : 40% Phys 32 procs : 23.2 % Phys Répartition du coût de la physique AROME : Rayonnement et sédimentation

7 Pourquoi gagner du CPU ? - Pour augmenter la taille du domaine Domaine Modèle (512x512) 600x512 (+17% CPU)

8 Pourquoi gagner du CPU ? Passage de L41 à L60 (37% CPU) 1er niveau à 8m / 17m 21 niveaux en dessous de 2000m / 12 Augmentation de la résolution verticale

9 Pourquoi gagner du CPU ? Augmentation de le résolution horizontale : 2.5 -> 2km (+56% CPU) pas avant 2009 et le nouveau NEC

10 Comment gagner du CPU ? -Peut ton augmenter le pas de temps de 60 à 90s ? (33%) a)Scores MIDPYR sur 15 jours -> neutres

11 P ff dd Nebul RR T2m Scores entre runs 90s et runs 60s sur les runs quotidiens MIDPYR entre le et le :

12 Comment gagner du CPU ? -Peut ton augmenter le pas de temps de 60 à 90s ? (33%) OUI a)Scores MIDPYR sur 15 jours -> neutres b)Cas de tempête ( ) OK c)Gard 2005 OK d)Autriche Août 2005 OK

13 Comment gagner du CPU ? -Peut ton 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 ( ) OK c)Gard 2005 OK d)Autriche Août 2005 OK a)Scores MIDPYR sur 15 jours -> neutres b)Cas spécifique de brouillard ( ) OK - Schéma de sédimentation statistique des précipitations (gain de 3% sur 32 procs, 6% sur 4 procs) OUI

14 Sédimentation statistique des précipitations n n+1 w. Δt w, q r ΔzΔz FnFn F n+1 = ? P 1 = min (1, w Δt ) (Proportion de la couche qui tombe en dt) ΔzΔz P 2 = max (0, 1 - Δz ) (Proportion de F n qui traverse la couche en dt ) wΔt (J-F Geleyn, Yves Bouteloup) F n+1 = P 1. ρ.q r.Δz + P 2.F n ΔtΔt AROME 60s AROME Sedim

15 Comment gagner du CPU ? -Peut ton 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 ( ) OK c)Gard 2005 OK d)Autriche Août 2005 OK a)Scores MIDPYR sur 15 jours -> neutres b)Cas spécifique de brouillard ( ) 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 AROME 600x512 + rayo30+sedim+90s = AROME 512x512 + rayo s + NSPLITR

16 P Hu ff dd RR T2m Scores entre runs FRAN 20 au : Ref 512x512 (rose) 600x512 (bleu)

17 17 Le point sur les runs quotidiens Scores aux TEMP entre le et le AROME-France 512x512 / AROME-France 600x512 Géopotentiel T VentHuff

18 Assimilation Principe du RUC (Rapid Update Cycle) : 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

19 Assimilation Observations analysées (même types quALADIN-France): Travail en cours sur les réflectivités radar et les vents doppler

20 Assimilation Aromatisation du Jb (P. Brousseau, L. Berre)

21 Assimilation Cas du 23 Juin 2005 sur Paris Cellules orageuses dans laprès midi, non vues par AROME-AD et ALADIN.

22 Assimilation

23 Conclusions et Perspectives - Premiers pas corrects dAROME 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).

24 Le point sur AROME Yann Seity (CNRM/GMAP) Pierre Brousseau (CNRM/GMAP) Eric Bazile (CNRM /GMAP) Réunion Méso-NH Toulouse, le

25 AROME France, cas de tempête du : dt=60s dt=90s

26 Cumul de pluies en 24h dt=60s Gard : 6 Septembre 2005 dt=90s

27 Mois dAout 2005 sur lAutriche AROME 60s AROME 90s

28 Appel du rayonnement toutes les 30 1)Scores sur 15 jours neutres 2) Evaluation plus précise sur cas spécifique de brouillard ( ) neutre.

29 Pluies faibles ( ) AROME run quotidien AROME sans SLHD ALADIN oper

30 Pluies faibles sur lAutriche Equitable Threat Scores pour Août 2005, Octobre 2005 et Avril 2006 (20km, RR 24h ) AROME SLHD Classes : >0.2 et 50 mm/24h AROME SLHD

31 Autres changements - T2m : changement du diagnostique (intermédiaire Surfex 1.2 et Surfex1.3) -Correction dun bug sur la direction du V10m

32 AROME France, cas de tempête du : dt=60sdt=90s

33 AROME France, cas de tempête du : dt=60sdt=90s

34 Pluies faibles ( ) ALADIN oper AROME AROME sans SLHD

35 Evaluation objective Pb de T2m Rose Surfex1.3 Bleu Surfex 1.2 Entre le 9 et le 17 – Rose 0.5*(Surfex1.3+Surfex1.2) Bleu Surfex 1.2 Entre le 9 et le

36 V10m Biais de V10m à Paris Monsouris le 18 janvier 2007 (tempête sur le N de lEurope) Correction sur direction V10m depuis le

37 Evaluation objective Pb de T2m Rose Surfex1.3 Bleu Surfex 1.2 Entre le 9 et le 17 – À 6 TU Rose 0.5*(Surfex1.3+Surfex1.2) Bleu Surfex 1.2 Entre le 9 et le à 6TU

38 N2M=2 cls_2m et cls_wind Équivalent dacntcls dAladin pour T2m, q2m, U10m et V10m Entrées: Ta, Pa, Ts, Ps, Zref, coefficients déchange 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

39 Modification du diagnostique de T2M entre surfex1.2 et surfex1.3 Différence de T2M entre les options N2M=1 et N2M=2

40 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 linertie thermique de la surface

41 Clairière alpine Z = 1250m Zref = 3.5m Forêt alpine Z = 1250m Zref = 35m 2° 7°

42 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

43 Sensibilité de la T2M au Cv: Site alpin (1220m), clairière, veg=1

44 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-5 Cv=0.8e-5

45 Problème de stabilité du diagnostique rencontré pour un site alpin de forêt avec N2M=1

46 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 linertie thermique du sol, en baissant le Cv => changement de physique de la surface 5.Autre approche: modèle diagnostique de couche limite 1d.

47 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 naméliore pas nettement les scores (période assez longue ?) Qualité dAROME dépendante de celle d ALADIN

48 Perspectives Run France sur le NEC 640x640 ? Nb de niveaux verticaux ? Campagnes MAP D-PHASE et COPS en 2007

49 MESONHAROME Zs Grenoble

50 MESONHAROME Theta

51 MESONH AROME RRDXTAU=0.1 Theta

52 MESONHAROME Theta SN

53 53 Introduction Caractéristiques des runs quotidiens du prototype : - Adaptation dynamique dALADIN 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 Archivage delage ~mrpm637/xp/615W ou 615R


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