Les simulations : Nous avons réalisé, courant 2008, un jeu cohérent de simulations à 6 différentes résolutions horizontales avec exactement le même modèle.

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1 Les simulations : Nous avons réalisé, courant 2008, un jeu cohérent de simulations à 6 différentes résolutions horizontales avec exactement le même modèle (IPSLCM4_v2). La résolution 96x71 était la résolution de référence pour les simulations AR4. La résolution 44x43 correspond au Modèle Grande Vitesse ou MGV qui permet la réalisation de simulations millénaires. Quatre résolutions en latitude ont été étudiées : 43, 71, 95(96) et 142. Quatre résolutions en longitude ont été étudiées : 44, 96, 144 et 192 Choix de la résolution horizontale atmosphérique du modèle climat IPSL Marie-Alice Foujols 1, Frédéric Hourdin 2, Francis Codron 2, Luc Gential 3, Virginie Guemas 2, Olivier Marti 3, Jacques Bellier 3, Laurent Bopp 3, Pascale Braconnot 3, Patrick Brockmann 3, Patricia Cadule 1, Arnaud Caubel 3, Sébastien Denvil 1, Jean-Louis Dufresne 2, Laurent Fairhead 2, Eric Guilyardi 4, Guillaume Lapeyre 2, Claire Lévy 4, Gurvan Madec 4, Martial Mancip 1, Yann Meurdesoif 3, Juliette Mignot 4, Ionela Musat 2 et lensemble du pôle de modélisation de lIPSL 1: IPSL, 2: LMD, 3: LSCE, 4: LOCEAN Des études systématiques du modèle LMDZ (biblio 1) avec la dynamique seule (sans physique avec juste un rappel newtonien) ont montré qu'à coût informatique constant la représentation de la structure dynamique de l'atmosphère variait. Augmenter la résolution en longitude augmente la variance du jet à moyenne latitude. Augmenter la résolution en latitude déplace vers le pôle ce même jet. Cette analyse a entraîné la mise en place de plusieurs simulations avec exactement le même modèle climat et suivant le même protocole afin de choisir la résolution de base des simulations CMIP5 de l'IPSL. Les points communs : IPSLCM4_v2 (biblio 2 + Ensembles) ORCA2 30 mn pour le pas de temps de la physique Les différences : la résolution horizontale le pas de temps de la dynamique pour respecter le critère CFL les temps de dissipation des plus petites longueurs dondes (teta) Le point à léquateur La figure montre le maillage en latitude pour 71, 95, 96 et 142 points autour de léquateur. Un nombre impair permet de minimiser lécartement entre le premier point hors équateur, cest le choix fait pour les petites résolutions. Un nombre pair permet davoir un point de calcul à léquateur, cest le choix fait pour les résolutions supérieures. Une simulation 96x95 et 96x96 a permis de valider ces choix. Léquilibrage par pmagic : Le paramètre pmagic permet déquilibrer la température moyenne. Cest un facteur additif du calcul dalbedo : Résolution 96x71 (à gauche) : bleu, R97D, pmagic = 0. orange, R97E, pmagic= 0.02 jaune, R97F, pmagic = 0.01 (10 ans, démarrage comme R97E) vert, R97G, pmagic = 0.01 (démarrage après 10 ans de foré) rose, R1414A, pmagic = 0.02, simulation cible de type Ensembles Résolution 96x95 (à droite) : bleu, R99A, pmagic = 0.02 orange, R99B, pmagic = 0.007 (10 ans, démarrage comme R99A) jaune, R99C, pmagic = 0.007 (10 ans, démarrage 10 ans de forcé) vert, R99D, pmagic = 0.011, (démarrage comme R99C) rose, R1414A, pmagic = 0.02, simulation cible de type Ensembles La figure ci-jointe montre pour plusieurs décennies à chaque fois la différence entre la température de surface de la mer simulée et la température de la climatologie Levitus en moyenne zonale. Le biais froid diminue quand la la résolution augmente, avec une amélioration plus nette quand la résolution en latitude augmente sans changer la résolution en longitude. Ce changement du biais froid s'accompagne d'un réchauffement global du modèle comme déjà décrit par Marti et al. (biblio 3). Position du jet atmosphérique de lhémisphère Sud : La figure ci-jointe montre le déplacement du jet selon les résolutions. Elle est à rapprocher des études en dynamique seule de lintroduction. Les simulations de changement climatique : Les réponses de la température à 2 mètres en moyenne globale : bleu, C97E, +1%CO 2 à partir de 1930, pmagic=0.02 orange, C97G, +1%CO 2, pmagic=0.01 jaune, C99D, +1%CO 2, pmagic=0.011 vert, C1414A, +1%CO 2, pmagic=0.02 rose, R97E, pmagic=0.02 jaune d'or, R97G, pmagic=0.01 violet, R99D, pmagic=0.011 jaune gris, R1414A, simulations cible de type Ensembles, stream2 Même réponse à laugmentation de CO 2 avec des pmagic différents, avec des résolutions différentes. Ressources informatiques et Conclusion : La résolution 96x95 a été retenue comme résolution horizontale de latmosphère de base pour la version IPSLCM5 utilisée dans le cadre de CMIP5. Elle permet de répondre aux questions posées en limitant les ressources informatiques consommées. Hourdin, F, Musat, I, Bony, S, Braconnot, P, Codron, F, Dufresne, J, Fairhead, L, Filiberti, M, Friedlingstein, P, Grandpeix, J, Krinner, G, LeVan, P, Li, Z, Lott, F, and (2006 ). The LMDZ4 general circulation model : climate performance and sensitivity to parametrized physics with emphasis on tropical convection Climate Dynamics, 27:787-813. The new IPSL climate system model: IPSL-CM4 Note du Pôle de Modélisation n 26 ISSN 1288-1619 Marti O., P. Braconnot, J. Bellier, R. Benshila, S. Bony, P. Brockmann, P. Cadule, A. Caubel, S. Denvil, J.-L. Dufresne, L. Fairhead, M.-A. Filiberti, M.-A. Foujols, T. Fichefet, P. Friedlingstein, H. Gosse, J.-Y. Grandpeix, F. Hourdin, G. Krinner, C. Lévy, G. Madec, I. Musat, N. de Noblet, J. Polcher and C. Talandier Key features of the IPSL ocean atmosphere model and its sensitivity to atmospheric resolution Revue Climate Dynamics ISSN 0930-7575 (Print) 1432-0894 (Online) Numéro Volume 34, Number 1 / janvier 2010 Olivier Marti, P. Braconnot, J.- L. Dufresne, J. Bellier, R. Benshila, S. Bony, P. Brockmann, P. Cadule, A. Caubel, F. Codron, N. de Noblet, S. Denvil, L. Fairhead, T. Fichefet, M.-A. Foujols, P. Friedlingstein, H. Goosse, J.-Y. Grandpeix, E. Guilyardi, F. Hourdin, A. Idelkadi, M. Kageyama, G. Krinner, C. Lévy, G. Madec, J. Mignot, I. Musat, D. Swingedouw and C. Talandier Marie-Alice Foujols, IPSL, Janvier 2010 Différences de températures de surface de locéan simulées et Levitus : Les ressources informatiques ont été fournies par le CCRT et par lIDRIS. Merci à lensemble des équipes de lIDRIS et du CCRT.. Températures @ 2m, moyenne globale Vitesse moyenne du vent zonal au dernier niveau Latitudes des points de maillage autour de léquateur