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

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

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

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

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

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

(Klein et al., 2006)

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

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

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

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

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

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 : 24h-accumulated precipitation 24h-PRECIP

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

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