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 l’assimilation Conclusion / Perspectives

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

4 Le point sur les runs quotidiens
Scores aux TEMP entre le et le AROME-France / ALADIN Géopotentiel T Vent Hu 4

5 Profiling AROME-France sur NEC

6 Profiling AROME-France sur NEC
4 procs : 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) 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

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

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

9 pas avant 2009 et le nouveau NEC
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 t’on augmenter le pas de temps de 60 à 90s ? (33%) Scores MIDPYR sur 15 jours -> neutres

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

12 Comment gagner du CPU ? OUI
Peut t’on augmenter le pas de temps de 60 à 90s ? (33%) Scores MIDPYR sur 15 jours -> neutres Cas de tempête ( ) OK Gard 2005 OK Autriche Août 2005 OK OUI

13 Comment gagner du CPU ? OUI OUI
Peut t’on augmenter le pas de temps de 60 à 90s ? (33%) Scores MIDPYR sur 15 jours -> neutres Cas de tempête ( ) OK Gard 2005 OK Autriche Août 2005 OK OUI - Appel du rayonnement toutes les 30’ au lieu de 15’ ? (~8% sur 32 procs, 15% sur 4 procs) OUI Scores MIDPYR sur 15 jours -> neutres Cas spécifique de brouillard ( ) OK - Schéma de sédimentation statistique des précipitations (gain de 3% sur 32 procs, 6% sur 4 procs)

14 Sédimentation statistique des précipitations
Fn P1= min (1, w Δt ) (Proportion de la couche qui tombe en dt) Δz n w. Δt w, qr Δz P2= max (0, 1 - Δz ) (Proportion de Fn qui traverse la couche en dt ) wΔt n+1 Fn+1= P1. ρ.qr.Δz + P2.Fn Δt Fn+1 = ? AROME 60s AROME Sedim (J-F Geleyn, Yves Bouteloup)

15 Comment gagner du CPU ? OUI OUI OUI
Peut t’on augmenter le pas de temps de 60 à 90s ? (33%) Scores MIDPYR sur 15 jours -> neutres Cas de tempête ( ) OK Gard 2005 OK Autriche Août 2005 OK OUI - Appel du rayonnement toutes les 30’ au lieu de 15’ ? (~8% sur 32 procs, 15% sur 4 procs) OUI Scores MIDPYR sur 15 jours -> neutres Cas spécifique de brouillard ( ) OK - Schéma de sédimentation statistique des précipitations (gain de 3% sur 32 procs, 6% sur 4 procs) Autriche Août 2005 OK GARD 2002 OK OUI AROME 600x512 + rayo30’+sedim+90s = AROME 512x512 + rayo15’ + 60s + NSPLITR

16 Scores entre runs FRAN 20 au 30-03-2007:
Ref 512x512 (rose) 600x512 (bleu) P dd ff T2m Hu RR

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

18 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

19 Assimilation Observations analysées (même types qu’ALADIN-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 l’après midi, non vues par AROME-AD et ALADIN.

22 Assimilation

23 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).

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 3-10-2006 :
dt=60s dt=90s

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

27 Mois d’Aout 2005 sur l’Autriche
AROME 60s AROME 90s

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

29 Pluies faibles (11-05-2006) AROME sans SLHD AROME run quotidien
ALADIN oper

30 Pluies faibles sur l’Autriche
Equitable Threat Scores pour Août 2005, Octobre 2005 et Avril 2006 (20km, RR 24h ) AROME SLHD AROME SLHD Classes : >0.2 et <1,<2,<5,<10,<20,<50,>50 mm/24h

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

32 AROME France, cas de tempête du 3-10-2006 :
dt=60s dt=90s

33 AROME France, cas de tempête du 3-10-2006 :
dt=60s dt=90s

34 AROME sans SLHD Pluies faibles ( ) ALADIN oper AROME

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 l’Europe) 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 Diagnostiques à 2m et 10m dans SURFEX
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.

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? Solution rapide: moyenner la T2m « froide » et la T2M « chaude » Utiliser N2M=2, mais cette solution est trop froide en cas stable aussi (tests de Yann) Modifier l’inertie thermique de la surface

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

42 Sensibilité de la surface au Cv (inertie thermique de la végétation)
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 Ts Rn H LE G Tp 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° Cv=2e-5 Cv=0.8e-5 Ts Rn H LE G Tp

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

46 Solution proposée: N2M=2 plutôt que N2M=1 Faire les tests sur Roissy 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 Modifier l’inertie thermique du sol, en baissant le Cv => changement de physique de la surface Autre approche: modèle diagnostique de couche limite 1d.

47 Conclusions Evaluation subjective : + - +/- Convection Brouillards
/- Convection Brouillards Traînes de NO Cellules stationnaires Ilôts de chaleur urbains Pluies faibles T2m nocturnes Bords du domaine V10m Qualité d’AROME dépendante de celle d’ ALADIN Evaluation objective : AROME meilleur le jour SLHD n’améliore pas nettement les scores (période assez longue ?)

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

49 Grenoble Zs MESONH AROME

50 Theta MESONH AROME

51 Theta AROME RRDXTAU=0.1 MESONH

52 Theta SN MESONH AROME

53 Caractéristiques des runs quotidiens du prototype :
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 53