Avancées de SURFEX

Patrick Le Moigne

1. Evolutions (depuis la v2)2. Résultats CarboEurope3. Perspectives

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12-13 Octobre 2009

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Nouveautés de Surfex v4.8

2007-2008 : – Modèle de couche limite de surface SBL (« Canopy »)– Modèle de lac FLake – Paramétrisation ECUME sur mer

2008-2009 : – Couche de Mélange Océanique 1D– Base de données de végétation : ECOCLIMAP II– Hydrologie sous-maille

http://www.cnrm.meteo.fr/surfex/– Documentation scientifique– User’s Guide

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Modèle de couche limite de surface 1D: SBL

Prend en compte les effets d’obstacle au niveau de la maille :

– Forçage de grande échelle– Forces de drag (ralentissement de l’écoulement)– Réchauffement/refroidissement– Assèchement/humidification– Production d’ECT de petite échelle

Variables pronostiques : U, θ, q, ECT

Tests effectués avec Arome montrent :

• Résultats identiques le jour avec ou sans SBL

• Résultats améliorés la nuit et en zone montagneuse : réduction du découplage surface / atmosphère

• Résultats identiques si on augmente le nombre de niveaux verticaux du modèle atmosphérique proche de la surface

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Modèle de lac FLake

Modèle de type bulk basé sur la théorie de similarité de M.O. (structure de la turbulence dans la CL est définie par u* et θ*)

représente la structure verticale de la température représente les conditions de mélange dans le lac prend en compte l’atténuation du rayonnement avec la profondeur inclut une paramétrisation des sédiments inclut un schéma de neige

été hiver

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FLake en mode off-line

Mesures et validation de FLake sur le lac Alqueva

Intégration de FLake dans SURFEX

Flux de chaleur sensible Température de surface

Obs flake surfex

Obs flake surfex

Source : Rui Salgado

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Paramétrisation ECUME sur mer : par défaut

Calibration des coefficients d’échange neutres à 10m

ECUME

OBS

OLD

H (W/m2)

LE (W/m2)

(N/m2)

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Modèle de CMO1D

Source : C. Lebeaupin

BATHYMETRIE (netcdf)

CONDITIONS INITIALES mercator

LE PRINCIPE DU COUPLAGE

sst évolutive

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Base de données de végétation : ECOCLIMAP II

Land cover de Corine 2000: 250m resolution

cultures dividée en 7 classes

PROFILS NDVI DES CLASSES

Culture d’été (maïs)

Culture d’hiver (blé)

polyculture

avril

septembreforêts

cultures

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Hydrologie sous-maille

Distribution spatiale de l’intensité des pluies (distribution exponentielle fonction de la proportion de maille ou il pleut)

Ruissellement hortonien dû à un excès d’infiltration Introduction d’un profil exponentiel pour la conductivité hydraulique à

saturation dans le sol (option) : Decharme 2006

f = 2 ; dc = d2

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Analyse des POI 2005 de CarboEurope

Test :– ISBA Standard 1P

– ISBA Standard 12 P

– ISBA A-gs (AGS)

Très bon comportement de Méso-NH

meilleure simulation avec initialisation CEPMMT et AGS

Flux de surface au Bray

Rn

H

LE

CO2

Source : S. Donier & P. Lacarrère

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Hauteur de l’inversion : statistiques moyennes

La Cape sud

Concentration de CO2 dans l’atmosphère.

Comparaison avec mesures avions

AGS

12 P.STD

Simul. Observations

RS 9, 12, 15 UTC

Source : S. Donier & P. Lacarrère

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Perspectives 2010

Amélioration du schéma de neige Isba-ES

Suite du travail de M2 de V. Vionnet :introduction dans IsbaES du schéma des métamorphoses et du calcul de la capacité maximale de rétention d’eau d’une couche selon Crocus

Discrétisation verticale évoluant selon le tassement des couches de neige (favorisant la stratification du manteau neigeux)

Nb de couches de neige évoluant dans le temps en fct des chutes de neige, de la fonte et du tassement (évitant le mélange de couches de propriétés trop différentes)

Albédo en 3 bandes spectrales dépendant des types de cristaux superficiels et de leur âge et la pénétration de la lumière en 3 bandes est fonction du type de neige

Tassement des couches dépendant de la densité, de la température, du type de grain et de la teneur en eau liquide

Effet du transport de neige sur la densification et la métamorphose des couches superficielles de neige

Col de Porte 1996-1997 : 9 couches de neige

Source : E Brun

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Perspectives 2010

Implémentation d’Isba-CC : complément à Isba-A-gs

ISBA-CC

Source : JC Calvet

ISBA-A-gs

Rautoracines

Rauto

Mortality

Rauto A-gs est uniquement aérienne

Rhetero A-gs non explicitée

Rauto CC est aérienne + racines + bois

Rhetero CC calculée

Rheteromicro-organismes

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Perspectives 2010

Amélioration du schéma de neige Isba-ES Implémentation du module Isba-CC Codage et implémentation du double bilan d’énergie Ajout de zones végétalisées dans les villes (ISBA dans TEB) Interfaçage avec Ecoclimap II Afrique

Parallélisation du code CERFACS + CNRM

fin