Quelle Stratégie Future de Modélisation de l’Océan et de l’Atmosphère à Méso-Echelle ? Hervé GIORDANI et Guy CANIAUX.

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1 Quelle Stratégie Future de Modélisation de l’Océan et de l’Atmosphère à Méso-Echelle ? Hervé GIORDANI et Guy CANIAUX

2 Le Couplage OA: Comment ça marche ?
Synergie entre observations et une hiérarchie de modèles de complexité croissante pour des études de processus Moyens: Bilans de chaleur, humidité, sel, quantité de mouvement, vitesses verticales ... Enjeux du couplage OA à Méso-Echelle imposent d’accroître nos capacités numériques: Modèle Océanique Régional de Recherche Transportable

3 Les Ingrédients d’une Simulation Réaliste
Etats Initiaux et Conditions Latérales Paramétrisations Physiques Système d’Assimilation de Données Résolution Couplage Océan-Atmosphère

4 Shocks degrade the simulation
Système d’Assimilation Low Latitudes Middle Latitudes Gradient zonal de pression (N.m) Gravity Waves propagation Shocks degrade the simulation Assimilation Correlation Simulation/ In-situ Data TSG SST SSS CTD T(200) S(200) ADCP (U,V) Trans No Assimilation 0.92 0.87 0.89 0.88 0.70 0.80 SLA Assimilation 0.81 0.75 0.68 0.59 0.71 W ≃200m/j !! Paci et al., 2005

5 T S Une Solution: Guide Géostrophique Correlation Simulation/
Giordani et al., 2005; Paci, 2007 Correlation Simulation/ In-situ Data TowYo2 T S Towyo3 TowYo3 No Assimilation 0.51 0.09 0.16 Ug Assimilation 0.74 0.72 0.64 Bias reduction Model/Data 40% 34% 27% 26% L’ajustement des champs de masse et de courant au guide géostrophique génère des structures de sub-méso-échelles réalistes Espace Numérique pour développer de nouvelles idées en Assimilation de Données

6 Interactions Vent-Structures Océaniques
Giordani et al., 2006 MLD/W(200/50m). 22/03/01. POMME.

7 (Klein et al., 2006)

8 w Impacts of small horizontal scale on a global scale
(Klein et al., 2006) x= 1 km x= 10 km w Les petites échelles océaniques ont la capacité de transférer l’énergie du vent vers les couches profondes Conséquences sur la Circulation Thermohaline ? Espace Numérique pour étudier les Interactions d’Echelles

9 H. Seo, 2007, Scripps Le Modèle Couplé OA SCOAR
Model Wind stress divergence Typical TIWs and Winds Wind stress curl Le couplage OA ralentit la propagation des TIWs: plus réaliste

10 Pullen et al., 2006, NRL Le Modèle Couplé OA COAMPS
le couplage OA améliore les prévisions de SST et de vent Pas toujours le cas: Cyclones Tropicaux

11 Meso-NH Ocean-1D Couplés Cyclone Tropical Ivan (Samson, 2009)
BT FO CO

12 Simulated MLD (m) after 24h
Meso-NH Ocean-1D Couplés (Lebeaupin et al., 2008) Impact des Précipitations sur la MLD: Hérault HERAULT : Simulated MLD (m) after 24h CFCsp T S h profondeur

13 T S h’ Impact des Précipitations sur la MLD: Hérault CFCsp CFCOA
HERAULT : Simulated MLD (m) after 24h CFCsp Internal Mixed-Layer T S h’ profondeur CFCOA HERAULT : h-accumulated precipitation 24h-PRECIP

14 Espace Numérique pour étudier le Couplage Océan-Atmosphère en 3D
Durée de vie des barrières de sel ? Role sur la SST, flux ? Rétro-actions des structures océaniques sur les Systèmes Convectifs de Méso-Echelle ? En Général: Impact du couplage OA sur le développement des MCS (HyMex, 2012) ? Espace Numérique pour étudier le Couplage Océan-Atmosphère en 3D

15 Un Modèle Régional Transportable Communautaire
une Réponse aux Enjeux Futurs L’Océan 80% des mouvements verticaux dans l’océan se font à échelle fine avec des implications fortes sur le transport de traceurs passifs et bio-géochimiques à grande échelle (Lapeyre et Klein, 2006) Porter nos efforts sur: Interactions vent-structures océaniques de fine échelle (tourbillons, fronts, …) Interactions d’échelles Dynamique des couches superficielles mais aussi profondes Le Couplage OA à Méso-Echelle Cyclones tropicaux, MCS (HyMex, 2012), perturbations synoptiques des latitudes moyennes en interaction avec les grands fronts océaniques de bords ouest, dynamique des CL en région frontales … et les rétro-actions sur l’océan (HyMerEx, 2012) Approches couplées 3D émergentes à méso-échelle (SCOAR, COAMPS …) Aujourd’hui à Météo-France: Modèle couplé OA Meso-NH Ocean-1D Notre réponse aux enjeux futurs: Modèle couplé OA Meso-NH/AROME-NEMO-Régional ? Retombées pour la prévision opérationnelle à fine échelle (AROME) Modèle communautaire: mutualisation des développements