Transcript surfex - MesoNH

Avancées du code SURFEX
Eric Martin
(CNRM/GAME)
avec contribution de nombreux collègues !
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Nouveautés de Surfex dans MesoNH
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MesoNH 4.8 -> SurfexV4.8
MesoNH 4.9 -> SurfexV7.1
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Bases de données physiographiques
Ville (TEB) : végétation
Océan : modèle de CMO
Nature : modèle de neige CROCUS
Aspects techniques et organisationnels
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Perspectives
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http://www.cnrm.meteo.fr/surfex/
Atmosphère
SURFEX
Initialisation / run /
Diagnostics E/S
assimilation
Champs et
paramètres de surface
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–
Documentation scientifique
User’s Guide
Réunion des utilisateurs de Méso-NH
13-14 Octobre 2011
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Bases de données physiographiques
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
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.
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Physiographie
ECOCLIMAP 2
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
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Base de données de lacs
Fraction de lacs
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Profondeur
Surface : ECOCLIMAP2
Profondeur : 13000 données de profondeur, 36 lacs avec bathymetrie
Climatologie globale calculée pour initialisation
Source : E. Kourzeneva
http://nwpi.krc.karelia.ru/flake/
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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
Réunion
des
de Méso-NH Toulouse
SURFEX Steering Group Meeting,
Oct
6,utilisateurs
2011, Météo-France,
13-14 Octobre 2011
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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

Qcor
 0 Cp
* Terme de correction pour prévenir les dérives, relaxation vers la climatologie
Source : Ph. Peyrillé
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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
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Neige : intérêt d’une surface externalisée
pour l’initialisation de certaines variables
Source : V. Vionnet
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Aspects techniques et organisationnels
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Optimisation du code :
– Machines vectorielles
– Machines scalaires [ projet grandes grilles de MesoNH et optimisation des codes
opérationnels de prévision numérique ] : parallélisation de PGD
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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
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Stage SURFEX pratique (un par an)
Special Issue « SURFEX » dans GMD
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Perspectives
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
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)
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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)
Heat
fluxes
Moisture
fluxes
•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.
Soil ice
Soil moisture 2002-2007 SMOSREX
DF-VG80
Obs
ISBA-3L
DF-BC66
Source : B. Decharme
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(Decharme et al. 2011, JGR)
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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
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SURFEX Steering Group Meeting,
Oct
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Perspectives
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
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)
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Principes de TEB-BEM
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


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
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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)
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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)
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fin