Avancées du code SURFEX

Présentation au sujet: "Avancées du code SURFEX"— Transcription de la présentation:

1 Avancées du code SURFEX
Eric Martin (CNRM/GAME) avec contribution de nombreux collègues !

2 Nouveautés de Surfex dans MesoNH
MesoNH 4.8 -> SurfexV4.8 MesoNH 4.9 -> SurfexV7.1 Bases de données physiographiques Ville (TEB) : végétation Océan : modèle de CMO Nature : modèle de neige CROCUS Aspects techniques et organisationnels Perspectives Documentation scientifique User’s Guide Atmosphère SURFEX Initialisation / run / Diagnostics E/S assimilation Champs et paramètres de surface Réunion des utilisateurs de Méso-NH 13-14 Octobre 2011

3 Bases de données physiographiques
ECOCLIMAP 1 : global (Masson et al., 2003, cartes d’occupation du sol +AVHRR, 215 covers) ECOCLIMAP 2 : Europe (Faroux et al., in prep., carte d’occupation du sol SPOT/VGT, 7 ans, 273 covers). Orographie : GTOPO30 Texture du sol (pourcentages d’argile et sable +…) : Recommandation de remplacer les bases FAO actuelles (10 km) par les données de la nouvelle base de données HWSD (Harmonized world soil database) Profondeur de lacs et bathymétrie : base de données préparée par Ekaterina Kourzeneva (FMI) -> possibilité de remplacer ces bases de données par des données plus précises dans la plupart des cas. Réunion des utilisateurs de Méso-NH 13-14 Octobre 2011

4 Réunion des utilisateurs de Méso-NH
Physiographie ECOCLIMAP HWSD Validation d’ECOCLIMAP 2 en mode couplé : Sud ouest de la France (CERES-CarboEurope), S. Donier, S. Faroux France (S. Donier, S. Faroux, Y. Seity) Source : S. Faroux, Y. Seity Réunion des utilisateurs de Méso-NH 13-14 Octobre 2011

5 Réunion des utilisateurs de Méso-NH
Base de données de lacs Fraction de lacs Profondeur Surface : ECOCLIMAP2 Profondeur : données de profondeur, 36 lacs avec bathymetrie Climatologie globale calculée pour initialisation Source : E. Kourzeneva Réunion des utilisateurs de Méso-NH 13-14 Octobre 2011

6 Végétation dans TEB Développement de TEB : (Demunck, Lemonsu, Masson)
6 Végétation dans TEB Développement de TEB : (Demunck, Lemonsu, Masson) TEB garden : prise en compte d’une fraction de végétation dans le canyon Source : GMME/TURBAU SURFEX Steering Group Meeting, Oct 6, 2011, Météo-France, Toulouse Réunion des utilisateurs de Méso-NH 13-14 Octobre 2011

7 Réunion des utilisateurs de Méso-NH
7 Océan : amélioration du modèle de CMO CMO: modèle de CMO : Application à l’océan atlantique : J. Halawa, P. Peyrillé, M. Tomasini, H. Giordani But étude des méchanismes de couplage dans le cadre d’une approche 2D simplifiée Offline (forcé) et version 2D de MesoNH: latitude – altitude) Domaine Oceanique 30S – 5N moyenne zonale 10W-10E. Intialization : SST et S climatologique, e=U=V=0 CMO model(Gaspar et al. 1996) = mélange turbulent, fermeture TKE , prognostic T, s, e, u, v , version intiale Lebaupin (MICADO) Upper BC * Terme de correction pour prévenir les dérives, relaxation vers la climatologie Source : Ph. Peyrillé Réunion des utilisateurs de Méso-NH 13-14 Octobre 2011

8 Réunion des utilisateurs de Méso-NH
Modèle de neige CROCUS Modèles de neige de SURFEX : 1 couche bilan de surface agrégé (D95, EBA) N couches, complexité intermédiaire, bilan de surface séparé (ES) N couches, modèle détaillé (métamorphose), bilan de surface séparé (CROCUS) Source : V. Vionnet, S. Morin, E. Brun Réunion des utilisateurs de Méso-NH 13-14 Octobre 2011

9 Réunion des utilisateurs de Méso-NH
Neige : intérêt d’une surface externalisée pour l’initialisation de certaines variables Source : V. Vionnet Réunion des utilisateurs de Méso-NH 13-14 Octobre 2011

10 Aspects techniques et organisationnels
Optimisation du code : Machines vectorielles Machines scalaires [ projet grandes grilles de MesoNH et optimisation des codes opérationnels de prévision numérique ] : parallélisation de PGD Coordination des évolutions du code : SURFEX steering committee : CNRM (GMAP, GMME, GMGEC), MesoNH, HIRLAM, ALADIN 1ère réunion le 6 octobre 2011 Formalisation de la gestion et renforcement de la communication via le site web surfex, Gestion du code via un gestionnaire (svn) accessible par internet aux utilisateurs enregistrés appel à contribution formel pour les évolutions du code, élargi auprès des institutions du SSC Stage SURFEX pratique (un par an) Special Issue « SURFEX » dans GMD Réunion des utilisateurs de Méso-NH 13-14 Octobre 2011

11 Réunion des utilisateurs de Méso-NH
Perspectives CMO : mélange lié au cisaillement de courant ISBA : Processus liés à la végétation : transfert radiatif dans la végétation, pratiques agricole (cultures d’hiver, irrigation, prairies), albédo pronostic Bilan d’énergie séparé pour la végétation, interaction avec le sol, la neige Simulations séparées pour le sol sous le manteau neigeux et sans neige dans une maille Validation intensive du modèle multicouche pour le sol TEB : Bilan d’énergie du bâtiment Poursuite des travaux sur la végétation dans la ville et l’hydrologie Lacs : Amélioration de la base de donnée de lacs (prise en compte de la géologie) Réunion des utilisateurs de Méso-NH 13-14 Octobre 2011

12 Soil explicit diffusion scheme: ISBA-DF
Runoff Infiltration Evaluation over the SMOSREX site ISBA-DF improve soil moisture and energy fluxes simulations Partitioning Latent/sensible heat flux significantly different (more evaporation and less sensible heat than ISBA-3L) Good simulation of 1-meter top-soil temperature only if a very deep soil is considered (~10m at least for heat exchange) The surface energy composite approach (vegetation + soil) does not allow a good simulation of night-time surface temperature. MEB (A. Boone, P. Samuelson) is required. Heat fluxes Moisture fluxes Soil ice Soil moisture SMOSREX DF-VG80 Obs DF-BC66 ISBA-3L Source : B. Decharme Réunion des utilisateurs de Méso-NH 13-14 Octobre 2011 (Decharme et al. 2011, JGR)

13 Recent Developments: Land
13 Recent Developments: Land ISBA-MEB (Multi Energy Budget)  SMHI (P. Samuelsson and S. Golvick), GMME (MOSAYIC, E. Martin, P. Lemoigne, S. Faroux, VEGEO; Carrere, Roujean, Calvet, MOANA; Boone) and GMGEC (E. Brun et B. Decharme) Version « alpha » ISBA-MEB (Multi Energy Budget) : coded using routines from SURFEX6.1: recently fully integrated into « beta » version of SURFEX6.1  SURFEX6.2 First evaluations at CNRM at the local scale from SNOWMIP2 (offline) which emphasized canopy-veg interactions, and Northern Hemisphere 1x1 degree 1978 à 2008 simulations showing impact on largescale (C. Canac, E. Brun, A. Boone and B. Decharme). New w/MEB + Source : A. Boone SURFEX Steering Group Meeting, Oct 6, 2011, Météo-France, Toulouse Réunion des utilisateurs de Méso-NH 13-14 Octobre 2011

14 Réunion des utilisateurs de Méso-NH
Perspectives CMO : mélange lié au cisaillement de courant ISBA : Processus liés à la végétation : transfert radiatif dans la végétation, pratiques agricole (cultures d’hiver, irrigation, prairies), albédo pronostic Bilan d’énergie séparé pour la végétation, interaction avec le sol, la neige Simulations séparées pour le sol sous le manteau neigeux et sans neige dans une maille Validation intensive du modèle multicouche pour le sol TEB : Bilan d’énergie du bâtiment Poursuite des travaux sur la végétation dans la ville et l’hydrologie Lacs : Amélioration de la base de donnée de lacs (prise en compte de la géologie) Réunion des utilisateurs de Méso-NH 13-14 Octobre 2011

15 Principes de TEB-BEM Bilan d'énergie interne
1 seule zone thermique et 1 masse thermique pour les parois internes Apports solaires par les vitrages Apports internes (personnes, consommation énergie) Ventilation, infiltration chauffage/air conditionné Systèmes réels Protections solaires Ventilation naturelle Source : G. Pigeon 15 15 15

16 Réunion des utilisateurs de Méso-NH
Perspectives CMO : mélange lié au cisaillement de courant ISBA : Processus liés à la végétation : transfert radiatif dans la végétation, pratiques agricole (cultures d’hiver, irrigation, prairies), albédo pronostic Bilan d’énergie séparé pour la végétation, interaction avec le sol, la neige Simulations séparées pour le sol sous le manteau neigeux et sans neige dans une maille Validation intensive du modèle multicouche pour le sol TEB : Bilan d’énergie du bâtiment Poursuite des travaux sur la végétation dans la ville et l’hydrologie Lacs : Amélioration de la base de donnée de lacs (prise en compte de la géologie) Réunion des utilisateurs de Méso-NH 13-14 Octobre 2011

17 Réunion des utilisateurs de Méso-NH
Perspectives CMO : mélange lié au cisaillement de courant ISBA : Processus liés à la végétation : transfert radiatif dans la végétation, pratiques agricole (cultures d’hiver, irrigation, prairies), albédo pronostic Bilan d’énergie séparé pour la végétation, interaction avec le sol, la neige Simulations séparées pour le sol sous le manteau neigeux et sans neige dans une maille Validation intensive du modèle multicouche pour le sol TEB : Bilan d’énergie du bâtiment Poursuite des travaux sur la végétation dans la ville et l’hydrologie Lacs : Amélioration de la base de donnée de lacs (prise en compte de la géologie) Réunion des utilisateurs de Méso-NH 13-14 Octobre 2011

18 fin