Assimilation dans les modèles d’océan  Actions communes en cours LEGOS/POC - NOVELTIS –Participation conjointe au projet européen MFSTEP Rôles complémentaires.

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1 Assimilation dans les modèles d’océan  Actions communes en cours LEGOS/POC - NOVELTIS –Participation conjointe au projet européen MFSTEP Rôles complémentaires sur l’outil VIFOP Rôles complémentaires sur l’exploitation temps réel (TOP) de NWMED –Thèse de J. Lamouroux (contrat CIFRE): “Sensibilité aux forçages atmosphériques et assimilation de données spatiales et in situ dans un modèle à surface libre du Golfe de Gascogne et du Plateau Européen”  Thèmes potentiellement porteurs de collaboration –Outils d’assimilation de données et d’estimation/inversion pouvant être intégrés à des démonstrateurs –Optimisation de réseaux d’observation et études d’impact (OSEs, OSSEs); validation ou même définition des étages de traitement via l’assimilation; observations ciblées –Participation à des expériences-pilote de prévision océanique en interface avec l’opérationnel (MERCATOR, MFS) –Prédicibilité & sécurité maritime et industrielle (dérives, surcotes, etc.)  Modes de collaboration –Réponses communes ou coordonnées aux AO; partenariat industriel (outils): diffusion, SAV, etc.; thèses CIFRE

2 Développement d’outils d’estimation et d’assimilation dans l’océan côtier  Poser le problème de downscaling comme un problème d’estimation utilisant les mesures locales, une ébauche locale, et une ou plusieurs solutions grande échelle  Développement de codes d’estimation/assimilation indépendants des modèles: VIFOP, SEQUOIA, EnKF/S  Applis en Méditerranée Nord-Ouest (MFSTEP: GdL, PC) et Atlantique Nord-Est (MERSEA: GdG)  Exploration du sous-espace d’erreur des modèles côtiers à l’aide de méthodes d’ensemble 3DFD model + VIFOP initialization from MERCATOR GCM solution interpolated i.c.soptimized i.c.s Bathymetry

3 SEQUOIA: towards an estimation code for downscaling and assimilation  native f90, LGPL/CeCill  sap sequential driver (0.90)  akern-bb estimation kernel (0.95) –global inverse with 3-D multivariate EOF error modelling –structured (FD) or unstructured (FE) grids with coastal enhancements –search/interpolation primitives –Pham et al. (1998) form of gain –ensemble formulation (can be integrated in EnKF/S)  most of SOFA heritage is/will be ported to SEQUOIA  VBA kernel project tassimtassim+2h MOG2D SOE eta_assim - eta_free error modelling along EnEOF-1 (Lamouroux) + ongoing SOEs in NWMED 3DFD model (Mangiarotti, Dufau, Jordà)

4 Error estimates via ensemble modelling Perturbation strategy Multivariate ensemble statistics Perturbed system simulations POC cluster: 24+1 PCs - “Scientific” uses: error subspace, MCMC, etc. - Fcst/bkgd error covariance modelling Assimilation/downscaling (SEQUOIA) Variational downscaling (VIFOP) Ensemble Kalman Filter/Smoother Ensemble stats 3-D multivariate EOFs Predictability scores - Binary events (Brier score) - Continuous variables Array design - STEx, MTEx - Representers, PEV Model, forcings, b.c.s,... Assumptions on system error sources Wind stress + pressure Bathymetry River runoff Turbulence (meso, mixing) Large-scale circulation (SVD, ESSE, etc.)

5 Ensemble spread reduction by assimilation (Mourre et al., 2004) SLA, 7-31 Dec. 1998, point N no assim JASON assim Ensemble variance reduction

6 Approximate representer functions Error statistics in shelf seas are non-stationary! (Mourre et al., 2004) doi(sla), Aberdeen tg 29 Dec. 1998 12Z doi(sla), point N 29 Dec. 1998 12Z doi(sla), Aberdeen tg 14 Dec. 1998 0Z doi(sla), Aberdeen tg 18 Dec. 1998 0Z doi(sla), Bremerhaven tg 14 Dec. 1998 0Z doi(sla), Bremerhaven tg 18 Dec. 1998 0Z Doi(sla)(t) along section containing Aberdeen tg 27-31 Dec. 1998

7 MFSTEP TOP in regional models, 3 Oct. 2004 VIFOP downscaling from OPA16 GCM http://www.bo.ingv.it/mfstep + text bulletin

8 Plus de détails sur: http://www.omp.obs-mip.fr/legos (bientôt) http://poc.omp.obs-mip.fr