Améliorations du schéma de rayonnement 16/01/2007 CNRM/GMEI/ MNPCA Améliorations du schéma de rayonnement Odile Thouron, Jean Louis Brenguier, Christine Lac, Philippe Dubuisson Réunion Méso-NH Utilisateurs – 23/24 Avril 2007

PLAN DE LA PRESENTATION 16/01/2007 CODE DE TRANSFERT RADIATIF (Centre Européen) INTERFACE MESO-NH MESO-NH 1) Code de transfert radiatif du Centre Européen 1) Code de transfert radiatif du Centre Européen (TR-ECMWF) Révision du schéma ondes courtes 2) Interface Méso-NH Calcul des propriétés optiques Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif

CODE DE TRANSFERT RADIATIF DU CENTRE EUROPEEN 16/01/2007 CODE DE TRANSFERT RADIATIF DU CENTRE EUROPEEN

CODE DE TRANSFERT RADIATIF DU CENTRE EUROPEEN 16/01/2007 Schéma ondes courtes Diffusion du rayonnement solaire incident Ancienne formulation Les mêmes hypothèses de recouvrement sont appliquées aux efficacités de diffusion et aux fractions nuageuses Nouvelle formulation proposée L’efficacité de diffusion moyenne de chaque maille est connue Aucune hypothèse de recouvrement n’est effectuée Diffusion du rayonnement solaire incident Ancienne formulation Les mêmes hypothèses de recouvrement sont appliquées aux efficacités de diffusion et aux fractions nuageuses Efficacité de diffusion

CODE DE TRANSFERT RADIATIF DU CENTRE EUROPEEN 16/01/2007 Schéma ondes courtes Cas d’étude 1) STRATO: Stratocumulus (Sandu et al., 2007) Simulation LES 3D Résolution horizontale: 50 m Résolution verticale: 10 m 2) CUMUB: Cumulus (Szumowski et al.,1990) Simulation LES 2D

CODE DE TRANSFERT RADIATIF DU CENTRE EUROPEEN 16/01/2007 Schéma ondes courtes Méthodologie Calcul des propriétés optiques avec la théorie de Mie (MOP) Calcul des flux en chaque colonne du domaine SHDOM (ordonnées discrètes) TR-ECMWF avant correction (Old scheme) TR-ECMWF après correction (New scheme)

CODE DE TRANSFERT RADIATIF DU CENTRE EUROPEEN 16/01/2007 Schéma ondes courtes Flux au sommet Flux au sol Différence avec SHDOM (W.m-2) STRATO Sommet Sol Old Scheme -81 80 New 35 43 CUMU Sommet Sol Old Scheme -211 185 New +47 -64 Cosinus de l’angle solaire

16/01/2007 2) INTERFACE MESO-NH

Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif INTERFACE MESO-NH 16/01/2007 Propriétés optiques Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif Propriétés optiques paramétrées: Slingo et al. (1989) Fouquart (1987): Hypothèse du coefficient d’extinction constant = 2 CUMULUS (tFouquart-tMie)/tMie (tSlingo-tMie)/tMie STRATOCUMULUS Mie Mie

Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif INTERFACE MESO-NH 16/01/2007 Propriétés optiques Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif Cas de simulation où seul le contenu en eau est connu Rayon effectif déterminé à partir de Martin et al. (1987) Paramétrisation établie à partir d’observations de stratocumulus Hypothèse sur la concentration CUMULUS (tFouquart-tMie)/tMie (tSlingo-tMie)/tMie (tSlingo-tMie)/tMie STRATOCUMULUS Mie Mie Mie

Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif INTERFACE MESO-NH 16/01/2007 Propriétés optiques Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif Concentration non pronostiquée: Mauvaise paramétrisation du rayon effectif Concentration pronostiquée: Généralement études LES qui nécessitent de correctement choisir les paramétrisations de propriétés optiques

Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif INTERFACE MESO-NH 16/01/2007 Propriétés optiques Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif Résultats préliminaires Cas de simulations 1D d’une même colonne nuageuse Schéma basé sur Khairoutdinov et Kogan (2000) (Geoffroy et al., en préparation) Résolution verticale: 10 m Simulation de nuit et de jour

Contenu en eau nuageuse (g.m-2) 16/01/2007 NUIT Avec pluie Contenu en eau nuageuse (g.m-2) Contenu en eau de pluie (g.m-2) Sans pluie

Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif INTERFACE MESO-NH 16/01/2007 Propriétés optiques Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif NUIT LWC

Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif INTERFACE MESO-NH 16/01/2007 JOUR Sans pluie Propriétés optiques Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif Contenu en eau nuageuse (g.m-2) Contenu en eau de pluie (g.m-2) Avec pluie

Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif INTERFACE MESO-NH 16/01/2007 Propriétés optiques Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif JOUR LWC

Code de transfert radiatif du centre européen CONCLUSION 16/01/2007 Code de transfert radiatif du centre européen Nouvelle formulation de la diffusion du rayonnement solaire incident indépendante de la résolution verticale du modèle Correction d’erreur de codage: Rapport disponible

Interface Méso-NH Calcul des propriétés optiques CONCLUSION 16/01/2007 Interface Méso-NH Calcul des propriétés optiques Limite du couplage avec le TR dans le cas de schémas où seul le contenu en eau est pronostiqué Dans le cas de schémas avec LWC et N pronostiqués: attention au choix des paramétrisations Table de Mie? Prise en compte de la pluie dans le TR Impact non négligeable sur une colonne faiblement précipitante Particules de glace? Double usage des classes de particules précipitantes Complexité du calcul de leurs propriétés optiques

Stage M1: Florent Malavelle CONCLUSION 16/01/2007 Interface Méso-NH Calcul des propriétés optiques Limite du couplage avec le TR dans le cas de schémas où seul le contenu en eau est pronostiqué Dans le cas de schémas avec LWC et N pronostiqués: attention au choix des paramétrisations Table de Mie? Prise en compte de la pluie dans le TR Impact non négligeable sur une colonne faiblement précipitante Particules de glace? Double usage des classes de particules précipitantes Complexité du calcul de leurs propriétés optiques Stage M1: Florent Malavelle

MERCI POUR VOTRE ATTENTION 16/01/2007 MERCI POUR VOTRE ATTENTION