Le point sur AROME

Yann Seity (CNRM/GMAP) Pierre Brousseau (CNRM/GMAP)

Eric Bazile (CNRM /GMAP)

Réunion Méso-NH Toulouse, le 24-04-2007

PLAN

• Runs quotidiens du prototype AROME

• aspects performances sur NEC

• Pourquoi et comment économiser du CPU

• Le point sur l’assimilation

• Conclusion / Perspectives

3

MIDPYRSUDE

NORE

PARI

BRET

Le point sur les runs quotidiens

MIDPYR arrêté le 9-03-2007 , PARI le 31-03-2007

FRAN depuis le 30-01-2007, passage à +36h le 1-04-2007

http://www.cnrm.meteo.fr/arome/prod/tt.html

FRAN

4

Le point sur les runs quotidiens

Scores aux TEMP entre le 30-01-07 et le 09-03-07

AROME-France / ALADIN

Géopotentiel T Vent Hu

Profiling AROME-France sur NEC

Profiling AROME-France sur NEC

Surcoût par pas de temps / ALADIN

4 procs : 1.9 (x1.3 Phys x1.5 dyn)

32 procs : 2.5 (x1.3 Phys x 1.9 dyn)

4 procs :

32 procs :Répartition du coût d’AROME

4 procs : 40% Phys

32 procs : 23.2 % Phys

Répartition du coût de la physique AROME :

Rayonnement et sédimentation

Pourquoi gagner du CPU ?

- Pour augmenter la taille du domaine

Domaine Modèle (512x512)

600x512 (+17% CPU)

Pourquoi gagner du CPU ?

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

16000

17000

18000

19000

20000

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

épaisseur de la couche (en m)

alti

tud

e (e

n m

)

60 niveaux

41 niveaux

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0 20 40 60 80 100120140160180200220240260280300320340360380400

épaisseur de la couche (en m)

altit

ude

(en

m)

60 niveaux

41 niveaux

Passage de L41 à L60 (37% CPU)

1er niveau à 8m / 17m

21 niveaux en dessous de 2000m / 12

Augmentation de la résolution verticale

Pourquoi gagner du CPU ?

Augmentation de le résolution horizontale : 2.5 -> 2km (+56% CPU)

pas avant 2009 et le nouveau NEC

Comment gagner du CPU ?

- Peut t’on augmenter le pas de temps de 60 à 90s ? (33%)a) Scores MIDPYR sur 15 jours -> neutres

P

ff

dd

Nebul

RR

T2m

Scores entre runs 90s et runs 60s sur les runs quotidiens MIDPYR entre le 20-12-2006 et le 7-01-2007 :

Comment gagner du CPU ?

- Peut t’on augmenter le pas de temps de 60 à 90s ? (33%)

OUI

a) Scores MIDPYR sur 15 jours -> neutres

b) Cas de tempête (3-10-2006) OK

c) Gard 2005 OK

d) Autriche Août 2005 OK

Comment gagner du CPU ?- Peut t’on augmenter le pas de temps de 60 à 90s ?

(33%)

- - Appel du rayonnement toutes les 30’ au lieu de 15’ ? (~8% sur 32 procs, 15% sur 4 procs)

a) Scores MIDPYR sur 15 jours -> neutres

b) Cas de tempête (3-10-2006) OK

c) Gard 2005 OK

d) Autriche Août 2005 OK

a) Scores MIDPYR sur 15 jours -> neutres

b) Cas spécifique de brouillard (11-11-2005) OK

- Schéma de sédimentation statistique des précipitations (gain de 3% sur 32 procs, 6% sur 4 procs)

OUI

OUI

Sédimentation statistique des précipitations

n

n+1

w. Δtw, qrΔz

Fn

Fn+1 = ?

P1= min (1, w Δt ) (Proportion de la couche qui tombe en dt)

Δz

P2= max (0, 1 - Δz ) (Proportion de Fn qui traverse la couche en dt )

wΔt

(J-F Geleyn, Yves Bouteloup)

Fn+1= P1. ρ.qr.Δz + P2.FnΔt

AROME 60s

AROME Sedim

Comment gagner du CPU ?- Peut t’on augmenter le pas de temps de 60 à 90s ?

(33%)

- - Appel du rayonnement toutes les 30’ au lieu de 15’ ? (~8% sur 32 procs, 15% sur 4 procs)

a) Scores MIDPYR sur 15 jours -> neutres

b) Cas de tempête (3-10-2006) OK

c) Gard 2005 OK

d) Autriche Août 2005 OK

a) Scores MIDPYR sur 15 jours -> neutres

b) Cas spécifique de brouillard (11-11-2005) OK

- Schéma de sédimentation statistique des précipitations (gain de 3% sur 32 procs, 6% sur 4 procs)

a) Autriche Août 2005 OK

b) GARD 2002 OK

OUI

OUI

OUIAROME 600x512 + rayo30’+sedim+90s = AROME 512x512 + rayo15’ + 60s + NSPLITR

P

Hu

ff

dd

RR

T2m

Scores entre runs FRAN 20 au 30-03-2007:

Ref 512x512 (rose)

600x512 (bleu)

17

Le point sur les runs quotidiens

Scores aux TEMP entre le 20-03-07 et le 30-03-07

AROME-France 512x512 / AROME-France 600x512

Géopotentiel T Vent Hu ff

Assimilation

Principe du RUC (Rapid Update Cycle) :

Short range fcst Short range fcst

Basé sur le 3D-Var ALADIN-France :

U, V, T, q et Ps sont analysés à la résolution 2.5km

NH, microphysique et TKE sont cyclés du dernier guess

Surface : CANARI (ARPEGE) ou AROME guess suivant le réseau

Assimilation

Observations analysées (même types qu’ALADIN-France):

Travail en cours sur les réflectivités radar et les vents doppler

Assimilation

‘Aromatisation’ du Jb (P. Brousseau, L. Berre)

Assimilation

Cas du 23 Juin 2005 sur Paris

Cellules orageuses dans l’après midi, non vues par AROME-AD et ALADIN.

Assimilation

Conclusions et Perspectives- Premiers pas corrects d’AROME ‘grandeur nature’ sur NEC

- Plusieurs pistes pour économiser du CPU et agrandir le domaine et la résolution verticale

- Optimisations nécessaires (stage)

- Assimilation techniquement prête, sera rajoutée très prochainement aux runs quotidiens après une période de tests. Tests DFI, 3DFGAT

- Campagnes CarboEurop, COPS et MAP D-PHASE

- Poursuite des validations avec chimie (P. Tulet)

- Modifications du schéma de convection (S. Malardel)

- Investigation des cas de ‘mauvaises prévisions’

- validation objectives des processus nuageux et des hydrométéores à partir de données nuageuses type CLOUDNET (Cabauw, Hollande).

Le point sur AROME

Yann Seity (CNRM/GMAP) Pierre Brousseau (CNRM/GMAP)

Eric Bazile (CNRM /GMAP)

Réunion Méso-NH Toulouse, le 24-04-2007

AROME France, cas de tempête du 3-10-2006 :

dt=60s dt=90s

Cumul de pluies en 24h

dt=60s

Gard : 6 Septembre 2005

dt=90s

Mois d’Aout 2005 sur l’Autriche

AROME 60s

AROME 90s

Appel du rayonnement toutes les 30’

1) Scores sur 15 jours neutres

2) Evaluation plus précise sur cas spécifique de brouillard (11-11-2005) neutre.

Pluies faibles (11-05-2006)

AROME run quotidien

AROME sans SLHD

ALADIN oper

Pluies faibles sur l’Autriche

Equitable Threat Scores pour Août 2005, Octobre 2005 et Avril 2006 (20km, RR 24h )

AROME SLHD

Classes : >0.2 et <1,<2,<5,<10,<20,<50,>50 mm/24h

AROME SLHD

Autres changements

- T2m : changement du diagnostique (intermédiaire Surfex 1.2 et Surfex1.3)

- Correction d’un bug sur la direction du V10m

AROME France, cas de tempête du 3-10-2006 :

dt=60s dt=90s

AROME France, cas de tempête du 3-10-2006 :

dt=60s dt=90s

Pluies faibles (13-05-2006)

ALADIN operAROME

AROME sans SLHD

Evaluation objective Pb de T2m

Rose Surfex1.3

Bleu Surfex 1.2

Entre le 9 et le 17 –11-2006

Rose 0.5*(Surfex1.3+Surfex1.2)

Bleu Surfex 1.2

Entre le 9 et le 13-11-2006

V10m

Biais de V10m à Paris Monsouris le 18 janvier 2007 (tempête sur le N de l’Europe)

Correction sur direction V10m depuis le 27-11-2006

Evaluation objective Pb de T2m

Rose Surfex1.3

Bleu Surfex 1.2

Entre le 9 et le 17 –11-2006

À 6 TU

Rose 0.5*(Surfex1.3+Surfex1.2)

Bleu Surfex 1.2

Entre le 9 et le 13-11-2006 à 6TU

N2M=2

cls_2m et cls_wind

Équivalent d’acntcls d’Aladin pour T2m, q2m, U10m et V10m

Entrées: Ta, Pa, Ts, Ps, Zref, coefficients d’échange et Richardson

N2M=1

param_cls

Utilisation des fonctions de stabilité de Paulson (basées sur la théorie de M&O)

Entrées: Ta, Pa, ρa, qa, Ts et les flux de vapeur, chaleur, quantité de mvt.

Diagnostiques à 2m et 10m dans SURFEX

Modification du diagnostique de T2M entre surfex1.2 et surfex1.3

Différence de T2M entre les options N2M=1 et N2M=2

Comment corriger la T2M?

1. Solution rapide: moyenner la T2m « froide » et la T2M « chaude »

2. Utiliser N2M=2, mais cette solution est trop froide en cas stable aussi (tests de Yann)

3. Modifier l’inertie thermique de la surface

Clairière alpine

Z = 1250m

Zref = 3.5m

Forêt alpine

Z = 1250m

Zref = 35m

2°

7°

Sensibilité de la surface au Cv (inertie thermique de la végétation)

Cv:

Arpege/Aladin: fixé à 0.8e-5

Surfex: varie de 1e-5 (végétation haute) à 2e-5 (végétation basse)

Cg:

Arpege/Aladin: borné à 0.8e-5

Surfex: borné à 2e-5

Sensibilité de la T2M au Cv:

Site alpin (1220m), clairière, veg=1

Conséquences du passage de Cv de 2e-5 à 0.8e-5:

TSx de ~ 1 à 3° et TSn de ~1 à 3°

H et LE de ~10 à 50 W/m2 le jour et de ~10 à 15 W/m2 la nuit

G de ~20 à 150 W/m2 et Tp de ~1°

Ts

H

G

Rn

LE

Tp

Cv=2e-5Cv=0.8e-5

Problème de stabilité du diagnostique rencontré pour un site alpin de forêt avec N2M=1

Solution proposée:

1. N2M=2 plutôt que N2M=1

2. Faire les tests sur Roissy

3. Calculer dans le cas stable la Tmoy entre N2M=2 et N2M=1 (fct stables de Paulson): permet de ne pas changer la physique du modèle

4. Modifier l’inertie thermique du sol, en baissant le Cv => changement de physique de la surface

5. Autre approche: modèle diagnostique de couche limite 1d.

Conclusions

+ - +/-

Traînes de NO

Cellules stationnaires

Ilôts de chaleur urbains

Pluies faibles

T2m nocturnes

Bords du domaine

V10m

Convection

Brouillards

Evaluation subjective :

Evaluation objective :

AROME meilleur le jour

SLHD n’améliore pas nettement les scores (période assez longue ?)

Qualité d’AROME dépendante de celle d’ ALADIN

Perspectives

Run France sur le NEC

640x640 ? Nb de niveaux verticaux ?

Campagnes MAP D-PHASE et COPS en 2007

MESONH AROME

Zs

Grenoble

MESONH AROME

Theta

MESONHAROME RRDXTAU=0.1

Theta

MESONH AROME

Theta SN

53

Introduction

Caractéristiques des runs quotidiens du prototype :

- Adaptation dynamique d’ALADIN oper

- 41 niveaux verticaux

- 30h de prévision

- Réseau de 00TU

- Pas de temps de 60s

- Grille 240*240 points

- Alimentation GRIBs synergie

- Runs via OLIVE depuis le 9 septembre 2006

- Archivage delage ~mrpm637/xp/615W ou 615R