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Avancées du code SURFEX Eric Martin (CNRM/GAME) avec contribution de nombreux collègues !

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1 Avancées du code SURFEX Eric Martin (CNRM/GAME) avec contribution de nombreux collègues !

2 Réunion des utilisateurs de Méso-NH Octobre Nouveautés de Surfex dans MesoNH MesoNH 4.8 -> SurfexV4.8 MesoNH 4.9 -> SurfexV7.1 Bases de données physiographiques Ville (TEB) : végétation Océan : modèle de CMO Nature : modèle de neige CROCUS Aspects techniques et organisationnels Perspectives –Documentation scientifique –Users Guide SURFEX Initialisation / run / Diagnostics E/S assimilation Atmosphère Champs et paramètres de surface

3 Réunion des utilisateurs de Méso-NH Octobre Bases de données physiographiques ECOCLIMAP 1 : global (Masson et al., 2003, cartes doccupation du sol +AVHRR, 215 covers) ECOCLIMAP 2 : Europe (Faroux et al., in prep., carte doccupation du sol SPOT/VGT, 7 ans, 273 covers). Orographie : GTOPO30 Texture du sol (pourcentages dargile et sable +…) : Recommandation de remplacer les bases FAO actuelles (10 km) par les données de la nouvelle base de données HWSD (Harmonized world soil database) Profondeur de lacs et bathymétrie : base de données préparée par Ekaterina Kourzeneva (FMI) -> possibilité de remplacer ces bases de données par des données plus précises dans la plupart des cas.

4 Réunion des utilisateurs de Méso-NH Octobre Physiographie ECOCLIMAP 2 HWSD Validation dECOCLIMAP 2 en mode couplé : –Sud ouest de la France (CERES-CarboEurope), S. Donier, S. Faroux –France (S. Donier, S. Faroux, Y. Seity) Source : S. Faroux, Y. Seity

5 Réunion des utilisateurs de Méso-NH Octobre Base de données de lacs Surface : ECOCLIMAP2 Profondeur : données de profondeur, 36 lacs avec bathymetrie Climatologie globale calculée pour initialisation Fraction de lacs Profondeur Source : E. Kourzeneva

6 Réunion des utilisateurs de Méso-NH Octobre SURFEX Steering Group Meeting, Oct 6, 2011, Météo-France, Toulouse 6 Végétation dans TEB TEB garden : prise en compte dune fraction de végétation dans le canyon Développement de TEB : (Demunck, Lemonsu, Masson) Source : GMME/TURBAU

7 Réunion des utilisateurs de Méso-NH Octobre Océan : amélioration du modèle de CMO CMO: modèle de CMO : Application à locéan atlantique : J. Halawa, P. Peyrillé, M. Tomasini, H. Giordani But étude des méchanismes de couplage dans le cadre dune approche 2D simplifiée –Offline (forcé) et version 2D de MesoNH: latitude – altitude) –Domaine Oceanique 30S – 5N moyenne zonale 10W-10E. –Intialization : SST et S climatologique, e=U=V=0 –CMO model(Gaspar et al. 1996) = mélange turbulent, fermeture TKE, prognostic T, s, e, u, v, version intiale Lebaupin (MICADO) * Terme de correction pour prévenir les dérives, relaxation vers la climatologie Upper BC Source : Ph. Peyrillé

8 Réunion des utilisateurs de Méso-NH Octobre Modèle de neige CROCUS Modèles de neige de SURFEX : 1 couche bilan de surface agrégé (D95, EBA) N couches, complexité intermédiaire, bilan de surface séparé (ES) N couches, modèle détaillé (métamorphose), bilan de surface séparé (CROCUS) Source : V. Vionnet, S. Morin, E. Brun

9 Réunion des utilisateurs de Méso-NH Octobre Neige : intérêt dune surface externalisée pour linitialisation de certaines variables Source : V. Vionnet

10 Réunion des utilisateurs de Méso-NH Octobre Aspects techniques et organisationnels Optimisation du code : –Machines vectorielles –Machines scalaires [ projet grandes grilles de MesoNH et optimisation des codes opérationnels de prévision numérique ] : parallélisation de PGD Coordination des évolutions du code : –SURFEX steering committee : CNRM (GMAP, GMME, GMGEC), MesoNH, HIRLAM, ALADIN 1ère réunion le 6 octobre 2011 Formalisation de la gestion et renforcement de la communication via le site web surfex, Gestion du code via un gestionnaire (svn) accessible par internet aux utilisateurs enregistrés appel à contribution formel pour les évolutions du code, élargi auprès des institutions du SSC Stage SURFEX pratique (un par an) Special Issue « SURFEX » dans GMD

11 Réunion des utilisateurs de Méso-NH Octobre Perspectives CMO : mélange lié au cisaillement de courant ISBA : –Processus liés à la végétation : transfert radiatif dans la végétation, pratiques agricole (cultures dhiver, irrigation, prairies), albédo pronostic –Bilan dénergie séparé pour la végétation, interaction avec le sol, la neige –Simulations séparées pour le sol sous le manteau neigeux et sans neige dans une maille –Validation intensive du modèle multicouche pour le sol TEB : –Bilan dénergie du bâtiment –Poursuite des travaux sur la végétation dans la ville et lhydrologie Lacs : –Amélioration de la base de donnée de lacs (prise en compte de la géologie)

12 Réunion des utilisateurs de Méso-NH Octobre Soil explicit diffusion scheme: ISBA-DF Infiltration Moisture fluxes Runoff Soil ice Heat fluxes (Decharme et al. 2011, JGR) Evaluation over the SMOSREX site ISBA-DF improve soil moisture and energy fluxes simulations Partitioning Latent/sensible heat flux significantly different (more evaporation and less sensible heat than ISBA-3L) Good simulation of 1-meter top-soil temperature only if a very deep soil is considered (~10m at least for heat exchange) The surface energy composite approach (vegetation + soil) does not allow a good simulation of night-time surface temperature. MEB (A. Boone, P. Samuelson) is required. Soil moisture SMOSREX DF-BC66 Obs DF-VG80 ISBA-3L Source : B. Decharme

13 Réunion des utilisateurs de Méso-NH Octobre SURFEX Steering Group Meeting, Oct 6, 2011, Météo-France, Toulouse 13 Recent Developments: Land ISBA-MEB (Multi Energy Budget) SMHI (P. Samuelsson and S. Golvick), GMME (MOSAYIC, E. Martin, P. Lemoigne, S. Faroux, VEGEO; Carrere, Roujean, Calvet, MOANA; Boone) and GMGEC (E. Brun et B. Decharme) Version « alpha » ISBA-MEB (Multi Energy Budget) : coded using routines from SURFEX6.1: recently fully integrated into « beta » version of SURFEX6.1 SURFEX6.2 First evaluations at CNRM at the local scale from SNOWMIP2 (offline) which emphasized canopy-veg interactions, and Northern Hemisphere 1x1 degree 1978 à 2008 simulations showing impact on largescale (C. Canac, E. Brun, A. Boone and B. Decharme). New w/MEB + Source : A. Boone

14 Réunion des utilisateurs de Méso-NH Octobre Perspectives CMO : mélange lié au cisaillement de courant ISBA : –Processus liés à la végétation : transfert radiatif dans la végétation, pratiques agricole (cultures dhiver, irrigation, prairies), albédo pronostic –Bilan dénergie séparé pour la végétation, interaction avec le sol, la neige –Simulations séparées pour le sol sous le manteau neigeux et sans neige dans une maille –Validation intensive du modèle multicouche pour le sol TEB : –Bilan dénergie du bâtiment –Poursuite des travaux sur la végétation dans la ville et lhydrologie Lacs : –Amélioration de la base de donnée de lacs (prise en compte de la géologie)

15 Principes de TEB-BEM Bilan d'énergie interne 1 seule zone thermique et 1 masse thermique pour les parois internes Apports solaires par les vitrages Apports internes (personnes, consommation énergie) Ventilation, infiltration chauffage/air conditionné 15 Systèmes réels Protections solaires Ventilation naturelle Source : G. Pigeon

16 Réunion des utilisateurs de Méso-NH Octobre Perspectives CMO : mélange lié au cisaillement de courant ISBA : –Processus liés à la végétation : transfert radiatif dans la végétation, pratiques agricole (cultures dhiver, irrigation, prairies), albédo pronostic –Bilan dénergie séparé pour la végétation, interaction avec le sol, la neige –Simulations séparées pour le sol sous le manteau neigeux et sans neige dans une maille –Validation intensive du modèle multicouche pour le sol TEB : –Bilan dénergie du bâtiment –Poursuite des travaux sur la végétation dans la ville et lhydrologie Lacs : –Amélioration de la base de donnée de lacs (prise en compte de la géologie)

17 Réunion des utilisateurs de Méso-NH Octobre Perspectives CMO : mélange lié au cisaillement de courant ISBA : –Processus liés à la végétation : transfert radiatif dans la végétation, pratiques agricole (cultures dhiver, irrigation, prairies), albédo pronostic –Bilan dénergie séparé pour la végétation, interaction avec le sol, la neige –Simulations séparées pour le sol sous le manteau neigeux et sans neige dans une maille –Validation intensive du modèle multicouche pour le sol TEB : –Bilan dénergie du bâtiment –Poursuite des travaux sur la végétation dans la ville et lhydrologie Lacs : –Amélioration de la base de donnée de lacs (prise en compte de la géologie)

18 fin


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