Assimilation 4D-var dans la chaîne Mocage-Palm Hélène MANZONI (1) S. MASSART (2), V.-H. PEUCH (1), D. CARIOLLE (2) (1) (1) Météo-France CNRM/GMGEC/CARMA,

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1 Assimilation 4D-var dans la chaîne Mocage-Palm Hélène MANZONI (1) S. MASSART (2), V.-H. PEUCH (1), D. CARIOLLE (2) (1) (1) Météo-France CNRM/GMGEC/CARMA, Toulouse (2) CERFACS/PAE, Toulouse Adomoca – Toulouse – 13-15 décembre 2005

2 Plan Les versions du système Mocage-Palm Comparaison 3D-Fgat / 4D-var advection / 4D-var advection+chimie La matrice B dans le 4D-var : premiers diagnostics (méthode NMC) Adomoca – Toulouse – 13-15 décembre 2005

3 Plan Les versions du système Mocage-Palm Comparaison 3D-Fgat / 4D-var advection / 4D-var advection+chimie La matrice B dans le 4D-var : premiers diagnostics (méthode NMC) Adomoca – Toulouse – 13-15 décembre 2005

4 Les versions du système MOCAGE-PALM : équations M i,0 (3D-FGAT) = I advection  "4D-var A" M i,0 (4D-VAR) = ou advection + chimie linéaire  " 4D-var A+C" (Cariolle v2.1) Adomoca – Toulouse – 13-15 décembre 2005

5 Les versions du système MOCAGE-PALM : via l'interface graphique PrePalm Adomoca – Toulouse – 13-15 décembre 2005 H M H B½B½ R -1 yoyo H M H B½B½ yoyo M M*M*

6 Plan Les versions du système Mocage-Palm Comparaison 3D-Fgat / 4D-var advection / 4D-var advection+chimie La matrice B dans le 4D-var : premiers diagnostics (méthode NMC) Adomoca – Toulouse – 13-15 décembre 2005

7 Comparaison 3D-Fgat / 4D-var A : pression partielle d’ozone moyenne (mbar) Analyse 4D-VAR A MIPAS © ESA, 2003 Analyse 3D-FGAT 25 hPa 50 hPa 100hPa 200hPa 400hPa (4D – 3D) / 3D (%) 25 hPa 50 hPa 100hPa 200hPa 400hPa 25 hPa 50 hPa 100hPa 200hPa 400hPa 25 hPa 50 hPa 100hPa 200hPa 400hPa Adomoca – Toulouse – 13-15 décembre 2005

8 Analyse 3D-FGAT Analyse 4D-VAR A TOMS (12 h UTC) Comparaison 3D-Fgat / 4D-var A : évolution temporelle de la colonne totale (DU) Adomoca – Toulouse – 13-15 décembre 2005

9 Comparaison 3D-Fgat / 4D-var A : évolution temporelle de la colonne totale (DU) Analyse 3D-FGAT Analyse 4D-VAR A (4D – 3D) / 3D (%) Adomoca – Toulouse – 13-15 décembre 2005

10 Comparaison 4D-var A / 4D-var A+C : pression partielle d’ozone moyenne (mbar) Analyse 4D-VAR A (A) MIPAS © ESA, 2003 25 hPa 50 hPa 100hPa 200hPa 400hPa (C – A) / A (%) 25 hPa 50 hPa 100hPa 200hPa 400hPa 25 hPa 50 hPa 100hPa 200hPa 400hPa 25 hPa 50 hPa 100hPa 200hPa 400hPa Analyse 4D-VAR A+C (C) Adomoca – Toulouse – 13-15 décembre 2005

11 Analyse 3D-FGAT Analyse 4D-VAR A+C TOMS Comparaison 3D-fgat / 4D-var A+C : évolution temporelle de la colonne totale (DU) Adomoca – Toulouse – 13-15 décembre 2005

12 Analyse 3D-FGAT Analyse 4D-VAR A+C [(4D) – (TOMS)] / (TOMS) (%) [(3D) – (TOMS)] / (TOMS) (%) Comparaison 3D-fgat / 4D-var A+C : évolution temporelle de la colonne totale (DU) Adomoca – Toulouse – 13-15 décembre 2005

13 Analyse 3D-FGAT Analyse 4D-VAR A+C [(3D) – (4D)] / (4D) (%) Comparaison 3D-fgat / 4D-var A+C : évolution temporelle de la colonne totale d’ozone (DU) Adomoca – Toulouse – 13-15 décembre 2005

14 Plan Les versions du système Mocage-Palm Comparaison 3D-Fgat / 4D-var advection / 4D-var advection+chimie La matrice B dans le 4D-var : premiers diagnostics (méthode NMC) Adomoca – Toulouse – 13-15 décembre 2005

15 La matrice B : premiers diagnostics (méthode NMC) 24h48h72h jour 3 jour 2 jour 1 0h 24h48h72h0h 24h48h72h0h jour 4 24h48h72h0h... Fichiers tirés d’une assimilation précédente On compare les échéances jour i à 48h et jour i+1 à 24h afin de remonter à la matrice B Adomoca – Toulouse – 13-15 décembre 2005 [ Parrish et Derber, 1992 ] [ Derber et Bouttier, 1999 ]

16 Premiers diagnostics : oz 48 – oz 24 (ppmv) Adomoca – Toulouse – 13-15 décembre 2005 ~ 20 hPa~ 30 hPa ~ 40 hPa Pôle Nord Pôle Sud Equateur

17 Premiers diagnostics : MZ ( oz 48 ) – MZ ( oz 24 ) (ppmv) Adomoca – Toulouse – 13-15 décembre 2005 ~ 20 hPa~ 30 hPa~ 40 hPa

18 Premiers diagnostics : écart-type des différences = f ( lat, niv ) (ppmv) Adomoca – Toulouse – 13-15 décembre 2005 ~ 20 hPa ~ 30 hPa ~ 40 hPa

19 Premiers diagnostics : écart-type des différences = f ( lon, lat ) (ppmv) Adomoca – Toulouse – 13-15 décembre 2005 ~ 20 hPa~ 30 hPa ~ 40 hPa

20 Conclusion générale et perspectives Adomoca – Toulouse – 13-15 décembre 2005 Développement informatique : - boucle externe - schéma chimique Reprobus Comparaison statistique 3D/4D plus poussée Paramétrisation de la matrice B Articles en cours d'écriture Comparaison des différentes versions : - 4D prend mieux en compte l'advection (tropopause) - 4D légèrement plus proche de TOMS - faible sensibilité après 1 mois entre 4D-A et 4D-A+C