RECHERCHE EN MODELISATION COUPLEE POUR LA PREVISION SAISONNIERE J.F. Guérémy M. Déqué, J.P. Piedelievre (CNRM/GMGEC) N. Ferry (Mercator Océan) Doctorants: L. Batte, S. Singla Post-doc: N. Laanaia

Plan • Les modèles actuellement mis en œuvre et leurs performances • Les techniques d’initialisation actuelles et à venir • L’évolution envisagée des modèles • Nouvelles approches d’évaluation des prévisions

Modèles et coupleur Version 4: (ENSEMBLES, EUROSIP syst3) ARPEGE-Climat V4 + OASIS V2.4 (SIPC) + OPA V8.2 (grille ORCA2) Version 5: (MEDUP, thèses, EUROSIP syst4) ARPEGE-Climat V5 + OASIS V3 (MPI) + NEMO V2-3 (grille ORCA2) [09/08] ARPEGE-Climat V5 (surfex) + OASIS V3 (MPI) + NEMO V3-2 (gelato, grille ORCA2 et ORCA1) [05/10]

Bathymétrie ORCA2 et ORCA1 ORCA2 (182*149) ORCA1 (362*292)

Scores de la prévision saisonnière Projet européen DEMETER (2000-2003): http://www.ecmwf.int/research/demeter/index.html - Prévisions: ensembles de 9 prévisions couplées à 6 mois d'échéance, débutant en février, mai, août et novembre des années 1958 à 2001. - Initialisation: état initial atmosphérique unique d'ERA40, 9 états initiaux océaniques construits grâce à des intégrations forcées de l'océan (par les flux d'ERA40) avec perturbations de tensions de vent complétées par des perturbations de température de surface à l'instant initial.

EUROPSIP Syst3 • Projet opérationnel international: Prévision saisonnière multi-modèle (06/2008 à ?); (CNRM, CEPMMT, UKMO) • modèle: A-C V4 91 niv + OASIS V2.4 + OPA V8.2 (grille ORCA2) • protocole expérimental: - CI océan: MERCATOR, analyse filtre de Kalman altimétrie, TSM et données in situ CI atmosphère: analyses du CEPMMT - Période 1979-présent 41 membres (8 CI atm combinée à 5 CI océan, décalées dans le temps), tous les mois (6 mois d’échéance)

EUROPSIP Syst3 • Bulletin Climatique Global publié tous les mois par DCLIM (prévision expertisée) • site internet: www.ecmwf.int/products/forecasts/d/charts/seasonal/forecast/eurosip/ • prévision d’activité cyclonique (CEPMMT) • prévision hydrologique en Afrique de l’Ouest, gestion de barrages (collaboration IRD)

Techniques d’initialisation (passé et présent) • différentes méthodes d’analyse : altimétrie, puis altimétrie + données in situ avec MERCATOR (interpolation optimale, puis filtre de Kalman) altimétrie + données in situ avec CERFACS (3D-VAR), projet européen ENSEMBLES analyse océanique à haute résolution (0.25°) avec MERCATOR, projet européen MERSEA • génération de l’ensemble: analyses décalées dans le temps

Conditions initiales océaniques 01/11/1997 Originales 0.25° Interpolées 0.25°  2°

OLRABR2: Oc BR + Atm BR, avec CI Oc 2° OLRAHR1: Oc BR + Atm HR, avec CI Oc 1/4°

Techniques d’initialisation (futures) • Analyses à haute résolution MERCATOR (ORCA 0.25°) Intégration forcée d’ORCA1 avec rappel vers l’analyse haute résolution filtrée spatialement; rappel vers le champ brut ou en anomalie. • Etats initiaux couplés Rappel du modèle couplé vers des analyses atmosphériques et océaniques, en mode champ brut ou anomalie. • Construction de l’ensemble des états initiaux Introduction de perturbations dans l’état initial…?

Évolution envisagée des modèles • Océan: Sans doute passage d’ORCA2 à ORCA1. • Atmosphère: - Augmentation de résolution de Tl63 (312 km) à Tl127 (156km), géométrie des simulations GIEC AR5. - Tests de nouvelles physiques. - Modélisation stochastique: introduction de termes additionnels dans les équations provenant de prévisions rappelées vers des réanalyses.

Biais précipitations (/CMAP) DJF JJA Standard Tl63l31 Pronostique (convection Guérémy) Tl127l71

Scores • Projet de recherche MEDUP (ANR): Prévision saisonnière des régimes de temps associés aux événements de pluies intenses de la saison SON sur la Méditerranée occidentale (01/2008 à 06/2011) (CNRM et DCLIM) Corrélation Géopotentiel 500 hPa ENS_MF Pronostique ENS_EC

Téléconnexions prévues • Composites d’anomalies de la fonction de courant à 200 hPa pour les années où l’anomalie de température (en valeur absolue) à 850 hPa est maximale sur l’Europe. ERA40 ENS_MF ENS_EC Pronostique

Nouvelles approches d’évaluation des prévisions Prévisibilité de l’occurrence de régimes de temps au cours de la saison (en reliant ces régimes à des caractéristiques régionales de temps sensible). Travail en cours dans le cadre du projet MEDUP; classification de la fonction de courant et du potentiel de vitesse à 200 hPa

Thèses en cours • GMGEC/EAC: Lauriane Batte, « Prévision saisonnière stochastique » (introduction de termes additionnels dans les équations provenant de prévisions rappelées vers des réanalyses) • DCLIM: Stéphanie Singla, « Prévisibilité des ressources en eau à l’échelle saisonnière »

Précipitations tropicales Mode TSM Obs Couplé TSM Stat ACC JJA 0.29 (0.25/0.27/0.28) 0.27 (0.21/0.23/0.25) 0.16 (0.10/0.12/0.14) ACC DJF 0.39 (0.35/0.36/0.37) 0.36 (0.30/0.31/0.33) 0.30 (0.23/0.25/0.27) T850 sur l’Europe Mode TSM Obs Couplé TSM Stat ACC JJA 0.12 (0.02/0.09/0.16) -0.04 (-0.11/-0.02/0.05) -0.01 (-0.07/0.00/0.07) ACC DJF 0.08 (-0.05/0.06/0.16) 0.14 (-0.02/0.08/0.18) -0.02 (-0.13/-0.02/0.08) entre parenthèses figure l’intervalle de confiance à 95% de l’ACC calculée avec 3 membres parmi 9

Conditions initiales océaniques Interpolées 0.25°  2° Originales 2° 11/94 05/94

Régimes Potentiel de vitesse  et Fonction de courant  1 2   Prévisibilité de l’occurrence des régimes; Bleu=ERA40 Rouge=ENS_MF