Représentation des propriétés nuageuses dans Arpege-Climat : apport des diagnostiques de type EUROCS, GPCI, AMMA, … P. Marquet, Météo-France. CNRM / GMGEC / EAC IPSL/CNRM Toulouse 23 mars 2006

Etudes Nuages Validations Améliorations ?  1) Comparaisons 3D & 1D % aux Obs et Analyses : Satellites, Sites Instrumentés ; ERA40, NCEP  2) Comparaisons 3D & 1D % CRM / LES : EUROCS (Cb, Cu, Sc, St), AMMA (…)  3) Comparaisons " 2D " % aux Obs et Analyses : EUROCS, GEWEX (Pacifique) ; AMMA (Afrique)

Modèle (1) : Nuages + Précipitations dans ARPEGE / ALADIN - Climat En standard (schémas diagnostiques) : -Partie résolue / stratiforme : Condensations => précipitions avec V_f + fonte et évap. des précip. Eau + Nebul résolues (diag) : pdf / fixée = F0 + F1 de Bougeault (82). -Partie sous-maille / convective : Schéma de Bougeault (85) en flux de masse (convergence de HU). Eau + Nebul sous-maille diagnostiques < flux de précipitation. En développement (physique commune PNT et Climat) : - Partie résolue : Schéma pronostique de nuages et précip. (Lopez, 02) - Partie sous-maille : Schéma de Gueremy (Shallow + Deep / CAPE)

La physique standard 4.5 Strato Cu Mauvaise représentation des Sc aux bords Est océans tropicaux ! Validation (DJF+JJA) : N_bas / ISCCP

Modèle (2) : Turbulence dans ARPEGE & ALADIN - Climat En standard (schéma diagnostique ; Climat) : - en TKE-2.0 diag : Ricard-Royer (93) = Mellor Yamada (82) + L-mix & L-dis = profil cubique + H_CLP variable (V. Lorant) + pdf / fixée => F0 + F1 + F2 de Bougeault (82). En développement (schéma pronostique ; PNT et Climat) : - en TKE-1.5 pronostique : Meso-NH = C.B.R. (2000) + L-mix & L-dis = B.L. (1989) modifiées + pdf / fixée => F0 + F1 + F2 de Bougeault (82) + 3 Bechtold

Stratégie & méthodologie : « EUROCS »  Améliorer les nuages dans les GCM & RCM !  Confronter les GCM+SCM à des simulations LES-CRM / OBS ciblées : Cb, Cu, Sc, St  Une nouveauté : la Coupe Pacifique coupe plan vertical : Latitudes-Pressions

EUROCS-Cumulus (prog) (diag) (prog)  Physique ARP-V3 -> New (  z=20/100m,  t=2mn)

Sc/St Cu Cb Equator 1st Cross Section 2nd Cross Section U.S.A (a) I.W.V. (b) L.W.P. (c) C. C. PCI = Pacific Cross-section Intercomparison

GEWEX-PCI Nebul. / JJA ARP/V4 ECMWF ARP/GY ARP/KE

Les résultats après EUROCS Strato Cu <- OLD Validation (DJF+JJA) N_bas / ISCCP Strato Cu <- NEW_2

Tenekes (1973) (CEPMMT) A. Lock (UKMO) Grenier (ARPEGE) Diff.Vert.  _l et q _t Entraînement ARPEGE-Climat

AMMA = African Monsoon Multidisciplinary Analysis CROSS : 20S-40N moyenne sur : 10W-10E MAP2D : les points dans 10S-30N 35W-30E

U : Août 2000 / 10S-30N ERA40NCEP ARPEGE Une mousson trop intense ? Un AEJ un peu faible ? Un TEJ ‘bien présent’ Les Sub.T.W-Jet ‘corrects’

Hovm. Precip. : 2000 / 2003 NCEP ARP ARPEGE  GPCP > NCEP et ERA40

Cloud Net1 J.M. Piriou, F. Vinit (CNRM/GMAP) J.M. Piriou, F. Vinit (CNRM/GMAP) Depuis septembre 2002 : Depuis septembre 2002 :  Chibolton (Angleterre)  Chibolton (Angleterre)  Cabauw (Pays-Bas)  SIRTA-Palaiseau (France)  SIRTA-Palaiseau (France) Depuis mars 2005 : Depuis mars 2005 : - sites Lindenberg and Potenza - sites Lindenberg and Potenza - 5 sites ARM : Darwin, Manaus, Nauru, North Slope of Alaska - 5 sites ARM : Darwin, Manaus, Nauru, North Slope of Alaska - 10 sites sur les « Southern Great Plains » (cron) - 10 sites sur les « Southern Great Plains » (cron) Comparaisons Modèles / Obs.

Cloud Net2 Avant 14/4/2003 -> Impacts de N= Xu et Randall … mais des infos a posteriori … Après 14/4/2003 Malcolm Brooks, University of Reading. – R.M.S. – Norwich, 2003

Oper  Dbl Analyse INCA  (ZAMG) (projet AMADEUS) Lopez (PNT) Précipitations cumulées ALADIN sur l’Autriche pour le mois d’octobre 2005

Perspectives…  La méthodologie basée sur EUROCS : à poursuivre et à intensifier => nouveaux cas ? + les dérivés : GEWEX-PCI ; AMMA-CI  Une synergie CLIMAT+PNT : à intensifier + validations croisées complémentaires : (cycle diurne - assimilation) / (moyennes - dérives climatiques)  Mais une synergie « Intra / Inter - Labos » CNRM / IPSL : SCM-(ARP/LMD) (RRTM, EUROCS-Cb ) ; Les Sites ?  Et des échanges facilités : NetCdF versus GRIB / FA ?  Et de l’audace : Super-Paramétrisations… mais Intérêt / coûts ?

( c’est la fin )

TKE - CBR (1) TURB = Meso-NH TKE-C.B.R. (2000) + B.L. (1989) + Bougeault (1982) / Bechtold (1995) avec : PCI GCM SCM

TURB Micro-physique : pdf TKE-C.B.R. (2000) + B.L. (1989) + Bougeault (1982) / Bechtold (1995) TKE - CBR (2)

TKE - CBR (3) Aircraft obs. of variable Q Stratocumulus Gaussian pdf Cumulus Skewed pdf Cumulus and Stratocumulus Double Gaussian Larson et al Sc Cu PDF & observations ? Teixera (jan-2006)

Tenekes (1973) (CEPMMT) A. Lock (UKMO) Grenier (ARPEGE) Diff.Vert.  _l et q _t Entraînement ARPEGE-Climat

ALADIN AMMA (10km) / PRECI (totales = Conv. + Strat.) Louis/PNTM.Y.B.=CLIMAT-V4.5TKE-CBR/LPZ/CVGY Conv. Strat.

Micro-phys. : Lopez Micro-physique ‘Fowler-Randall’ -> Lopez : q c / q p cf GMAP : Bouyssel Bouteloup

Précipitations cumulées ALADIN sur l’Autriche pour le mois d’octobre 2005 Oper  Dbl  Analyse INCA (ZAMG) (projet AMADEUS) Lopez (PNT)

Le Projet AMA CNRM page : Transect page : LMD page : AMMA = African Monsoon Multidisciplinary Analysis L’étape actuelle (poster Guichard et al. Dakar ) évaluer la capacité des GCM à simuler les différents acteurs de la Mousson africaine > Mousson / AEJ / TEJ / Precip. / Heat-Low / … Méthode : s’inspirer de la Pacific-Crossection-Intercomparison (EUROCS, puis GEWEX) : Siebesma et al. (QJRMS, 2004)

U : Août 2000 / 10S-30N ERA40NCEP ARPEGE Une mousson trop intense ? Un AEJ un peu faible ? Un TEJ ‘bien présent’ Les Sub.T.W-Jet ‘corrects’

U et V (Août 2003) NCEP ARPEGE U: V: AEJ > puis <<

Les simulations AMA : Arpege « physique standard » (version 4.5) 2 années : 2000 (sèche) et 2003 (humide) + une année pour rien (1999 et 2002) SST : Reynolds OI-v2 (évolution journalière) Altitude + Sol : un état standard (à l’équilibre) Aérosols : FMR15 + Tegen < GMAP < CEPMMT Sorties :  t=3h / NetCdF > CNRM/GMME + LMD

Résultats encourageants en mode climat Strato Cu <- OLD Validation (DJF+JJA) Nuages bas Modèle - ISCCP Strato Cu <- NEW_1 (Lopez+TKE+CVP(P)_GY+EntPBL)

EUROCS_ARM_Cu (Lenderink) (Cloud Amount) TKE-prog / Lopez / CV-GY LES ARP-V3 (KNMI) TKE-diag TKE-prog / Lopez / CV-Bech.