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Tranchant et al. Atelier de Modélisation de lAtmosphère 2002, Toulouse 17 décembre 2002 Assimilation de données en mode opérationnel avec le modèle haute.

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1 Tranchant et al. Atelier de Modélisation de lAtmosphère 2002, Toulouse 17 décembre 2002 Assimilation de données en mode opérationnel avec le modèle haute résolution PAM (Prototype Atlantique nord et Méditerranée) Benoît TRANCHANT, Jean-Michel LELLOUCHE, Lucas NOUEL, Eric GREINER, Mounir BENKIRAN, Eric DOMBROWSKY ____________________

2 Tranchant et al. Atelier de Modélisation de lAtmosphère 2002, Toulouse 17 décembre 2002 Structure de Mercator océan n MERCATOR est la contribution Française à lexpérience internationnale GODAE (Global Ocean Data Assimilation Experiment). n MERCATOR est soutenu par les six principaux centres qui sinteressent au développement de loceanographie et du climat : Création du GIP MERCATOR Ocean en avril 2002 avec deux autres partenaires essentiels.

3 Tranchant et al. Atelier de Modélisation de lAtmosphère 2002, Toulouse 17 décembre 2002 Objectifs de MERCATOR Le but du projet MERCATOR est limplémentation dun système de prévision océanique capable de : In Situ Observations Satellite Observations Model Nowcast Model Forecast (CORIOLIS) (MERCATOR) (TOPEX,JASON) Simuler locéan global avec un modèle aux équations primitives à haute résolution, en assimilant des données satellitales et in-situ afin de fournir des réanalyses et des prévisions de la circulation océanique globale, De tourner en mode opérationnel afin de répondre (i) à la communauté scientifique, (ii) aux différents services de létat (civil et militaire), (iii) aux différents besoins de locéanographie commerciale, Contribuer au développement des systèmes de prévision saisonnière et climatique en fournissant des conditions initiales de locéan pour les modèles couplés.

4 Tranchant et al. Atelier de Modélisation de lAtmosphère 2002, Toulouse 17 décembre 2002 Modélisation et Assimilation Deux modèles régionaux à moyenne (1/3°) et à haute résolution (1/15°) sur lAtlantique Nord et la Méditerranée. Deux modèles globaux à basse (2°) et moyenne résolution et (1/4°) /3° /15° Assimilation en temps réel de laltimétrie et des données in-situ /4° 1/15° 2° Stratégie: Du REGIONAL au GLOBAL De la R&D à lOPERATIONEL

5 Tranchant et al. Atelier de Modélisation de lAtmosphère 2002, Toulouse 17 décembre 2002 PAM : La configuration MODELE Grille Horizontale : de 5 à 7 km Grilles Mercator, tournée au 1/15º en Atlantique, au 1/16º en Méditerranée et déformée à Gibraltar. Rot. Eq. Code : OPA 8.1 (LODYC) Frontières : Zones de rappel en température et salinité au nord et au sud. Zone de rappel au-dessous de 500m dans le Golfe de Cadix.

6 Tranchant et al. Atelier de Modélisation de lAtmosphère 2002, Toulouse 17 décembre 2002 SAM-1-v1 Premier Système dAssimilation Mercator – Version 1 Schéma dAssimilation : Interpolation optimale (O.I) basée sur SOFA3. Seule la SLA (Sea Level Anomaly) des traces de TOPEX/ERS-2/JASON/GFO est assimilée en mode univarié (SAM-1-v1). Linitialisation du modèle est principalement basée sur une méthode de montée- descente. correction de T, S, U, V, EKE SAM-1 assimilation principle SAM-1 assimilation principle ( De Mey et Benkiran, JMS 2002) Model of the guess error covariances Observability of the reduced state ASSIMILATION

7 Tranchant et al. Atelier de Modélisation de lAtmosphère 2002, Toulouse 17 décembre 2002 Paramètres de lassimilation Covariance derreur débauche : B = D ½ C D ½ (D ½ = 7 cm) Corrélations derreur débauche : C Atlantique : rayons de corrélation calculés à partir de la SLA analysée (PSY1-v1) Méditerranée : constantes = 150 km et 30 jours

8 Tranchant et al. Atelier de Modélisation de lAtmosphère 2002, Toulouse 17 décembre 2002 Coupleur PALM Modularité par lexemple PALM : Outil modulaire pour le couplage modèles - schémas dassimilation de données. ASSIMILATION

9 Tranchant et al. Atelier de Modélisation de lAtmosphère 2002, Toulouse 17 décembre 2002 Liens avec les différents centres de données CENTRES de DONNEES SSALTO/DUACS CORIOLIS ECMWF,... données ARGO, XBT/CTD, bouées, mouillages,... Altimétrie In-Situ NWP Topex/Poseidon, ERS-2, GFO, Jason-1 Outputs du modèle atm. : tensions de vents, flux de chaleurs, flux E-P - temps réel : analyses ECMWF aux 6 heures, et 10 jours de prévision ; SST Reynolds - temps différé : ré-analyses - temps réel : Données hebdomadaires des XBT, CTD, bouées, etc - temps différé : Jeux de données hebdomadaires validés - temps réel : Traces hebdomadaires des anomalies du niveau de la mer et cartes - temps différé : Jeux de données hebdomadaires validés MERCATOR OCEAN

10 Tranchant et al. Atelier de Modélisation de lAtmosphère 2002, Toulouse 17 décembre 2002 PREMIER PROTOTYPE REGIONAL Modèle au 1/3° sur lAtlantique Nord et les tropiques Avec assimilation de traces altimétriques Le Bulletin MERCATOR PSY1 n Description 4D de locéan : Température, Salinité, Courants et Transports, SSH, épaisseur de la couche de mélange … n Chaque mercredi (analyses et prévisions à 7 et 14 jours). n Assimilation et intercomparaison des données. ASSIMILATION 10 Sections Verticales 22 Mouillages Gulf Stream Gulf of Mexico and Carribean North Brazil Tropics Northern Europe Eastern North Atlantic POMME campaign area Med Sea Outflow 8 Regional Zooms

11 Tranchant et al. Atelier de Modélisation de lAtmosphère 2002, Toulouse 17 décembre 2002 Prévision à 7 jours 18/12/02 Le premier Bulletin officiel MERCATOR PSY2 cest le 8 janvier 2003 ! Analyse le 11/12/02 Rattrapage temps réel (1,5 an) + tests en conditions opérationnelles Prévision à 14 jours 25/12/02 Assimilation des traces altimétriques (JASON-1/ERS-2/GFO)

12 Tranchant et al. Atelier de Modélisation de lAtmosphère 2002, Toulouse 17 décembre 2002 Les zooms et diagnostics on-line PSY2 De très beaux filaments !

13 Tranchant et al. Atelier de Modélisation de lAtmosphère 2002, Toulouse 17 décembre 2002 Diagnostics on-line : 27 mouillages

14 Tranchant et al. Atelier de Modélisation de lAtmosphère 2002, Toulouse 17 décembre 2002 Diagnostics on-line : sections comparaisons

15 Tranchant et al. Atelier de Modélisation de lAtmosphère 2002, Toulouse 17 décembre 2002 Perspectives Assimilation multivariée (O.I): Altimétrie (JASON/ERS/GFO) + SST (Reynolds) + in-situ (profils T,S) X r = S X, où S est la matrice dEOFs sur la verticale. Vecteur détat (,T,S) : 22 niveaux de température et de salinité Fonction de courant barotrope Assimilation multivariée avec un filtre de Kalman de rang réduit de type SEEK (Singular Evolutive Extended Kalman) Rendez-vous en 2003 pour les prévisions océaniques haute résolution

16 Tranchant et al. Atelier de Modélisation de lAtmosphère 2002, Toulouse 17 décembre 2002 Assimilating altimeter data in the multivariate assimilation scheme Delta T Delta HBAR Delta S Delta T Delta HBAR Delta S +7cm -7cm Delta temperature (800m)Delta salinity (800m)Delta HBARDelta SLA CLS - M. Benkiran

17 Tranchant et al. Atelier de Modélisation de lAtmosphère 2002, Toulouse 17 décembre 2002 Assimilating in situ profiles in the multivariate assimilation scheme CLS - M. Benkiran


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