RECHERCHE EN MODELISATION COUPLEE POUR LA PREVISION SAISONNIERE J.F. Guérémy M. Déqué, J.P. Piedelievre (CNRM/GMGEC) N. Ferry (Mercator Océan) Doctorants: L. Batte, S. Singla Post-doc: N. Laanaia
RECHERCHE EN MODELISATION COUPLEE POUR LA PREVISION
SAISONNIERE
J.F. Guérémy M. Déqué, J.P. Piedelievre (CNRM/GMGEC)
N. Ferry (Mercator Océan)
Doctorants: L. Batte, S. SinglaPost-doc: N. Laanaia
Plan
• Les modèles actuellement mis en œuvre et leurs performances
• Les techniques d’initialisation actuelles et à venir
• L’évolution envisagée des modèles
• Nouvelles approches d’évaluation des prévisions
Modèles et coupleur
- Version 4: (ENSEMBLES, EUROSIP syst3)
ARPEGE-Climat V4 + OASIS V2.4 (SIPC) + OPA V8.2 (grille ORCA2)
- Version 5: (MEDUP, thèses, EUROSIP syst4)
ARPEGE-Climat V5 + OASIS V3 (MPI) + NEMO V2-3 (grille ORCA2) [09/08]
ARPEGE-Climat V5 (surfex) + OASIS V3 (MPI) + NEMO V3-2 (gelato, grille ORCA2 et ORCA1) [05/10]
Bathymétrie ORCA2 et ORCA1
ORCA2 (182*149) ORCA1 (362*292)
Projet européen DEMETER (2000-2003):
http://www.ecmwf.int/research/demeter/index.html- Prévisions: ensembles de 9
prévisions couplées à 6 mois d'échéance, débutant en février, mai, août et novembre des années 1958 à 2001.
- Initialisation: état initial atmosphérique unique d'ERA40, 9 états initiaux océaniques construits grâce à des intégrations forcées de l'océan (par les flux d'ERA40) avec perturbations de tensions de vent complétées par des perturbations de température de surface à l'instant initial.
Scoresde la prévision saisonnière
EUROPSIP Syst3
• Projet opérationnel international: Prévision saisonnière multi-modèle (06/2008 à ?); (CNRM,
CEPMMT, UKMO)
• modèle: A-C V4 91 niv + OASIS V2.4 + OPA V8.2 (grille ORCA2)
• protocole expérimental:
- CI océan: MERCATOR, analyse filtre de Kalman altimétrie, TSM et données in situ
CI atmosphère: analyses du CEPMMT
- Période 1979-présent41 membres (8 CI atm combinée à 5 CI océan, décalées dans
le temps), tous les mois (6 mois d’échéance)
EUROPSIP Syst3
• Bulletin Climatique Global publié tous les mois par DCLIM (prévision expertisée)
• site internet: www.ecmwf.int/products/forecasts/d/charts/seasonal/forecast/eurosip/
• prévision d’activité cyclonique (CEPMMT)
• prévision hydrologique en Afrique de l’Ouest, gestion de barrages (collaboration IRD)
Techniques d’initialisation(passé et présent)
• différentes méthodes d’analyse :altimétrie, puis altimétrie + données in situ avec
MERCATOR (interpolation optimale, puis filtre de Kalman)altimétrie + données in situ avec CERFACS (3D-
VAR), projet européen ENSEMBLES
analyse océanique à haute résolution (0.25°) avec MERCATOR, projet européen MERSEA
• génération de l’ensemble:analyses décalées dans le temps
Conditions initiales océaniques01/11/1997
Interpolées 0.25° 2°
Originales 0.25°
OLRABR2: Oc BR + Atm BR, avec CI Oc 2°
OLRABR1: Oc BR + Atm BR, avec CI Oc 1/4°
OLRAHR1: Oc BR + Atm HR, avec CI Oc 1/4°
• Analyses à haute résolution MERCATOR (ORCA 0.25°) Intégration forcée d’ORCA1 avec rappel vers l’analyse haute
résolution filtrée spatialement; rappel vers le champ brut ou en anomalie.
• Etats initiaux couplés Rappel du modèle couplé vers des analyses atmosphériques
et océaniques, en mode champ brut ou anomalie.
• Construction de l’ensemble des états initiaux Introduction de perturbations dans l’état initial…?
Techniques d’initialisation(futures)
• Océan: Sans doute passage d’ORCA2 à ORCA1.
• Atmosphère: - Augmentation de résolution de Tl63 (312 km) à Tl127 (156km),
géométrie des simulations GIEC AR5. - Tests de nouvelles physiques. - Modélisation stochastique: introduction de termes additionnels
dans les équations provenant de prévisions rappelées vers des réanalyses.
Évolution envisagée des modèles
Biais précipitations (/CMAP)
DJF JJA
StandardTl63l31
Pronostique(convectio
n Guérémy)Tl127l71
Scores
• Projet de recherche MEDUP (ANR): Prévision saisonnièredes régimes de temps associés aux événements de pluies intenses de la saison SON sur la Méditerranée occidentale (01/2008 à 06/2011) (CNRM et DCLIM)
ENS_MF
ENS_EC
Pronostique
Corrélation Géopotentiel 500 hPa
Téléconnexions prévues
• Composites d’anomalies de la fonction de courant à 200 hPa pour les années où l’anomalie de température (en valeur absolue) à 850 hPa est maximale sur l’Europe.
Pronostique
ERA40 ENS_MF
ENS_EC
Prévisibilité de l’occurrence de régimes de temps au cours de la saison (en reliant ces régimes à des caractéristiques régionales de temps sensible).
Travail en cours dans le cadre du projet MEDUP; classification de la fonction de courant et du potentiel de vitesse à 200 hPa
Nouvelles approches d’évaluation des prévisions
Thèses en cours
• GMGEC/EAC: Lauriane Batte, « Prévision saisonnière stochastique » (introduction de termes additionnels dans les équations provenant de prévisions rappelées vers des réanalyses)
• DCLIM: Stéphanie Singla, « Prévisibilité des ressources en eau à l’échelle saisonnière »
Mode TSM Obs Couplé TSM Stat
ACC JJA
0.29 (0.25/0.27/0.28)
0.27(0.21/0.23/0.25)
0.16 (0.10/0.12/0.14)
ACC DJF
0.39(0.35/0.36/0.37)
0.36(0.30/0.31/0.33)
0.30 (0.23/0.25/0.27)
Mode TSM Obs Couplé TSM Stat
ACC JJA
0.12(0.02/0.09/0.16)
-0.04(-0.11/-0.02/0.05)
-0.01(-0.07/0.00/0.07)
ACC DJF
0.08(-0.05/0.06/0.16)
0.14(-0.02/0.08/0.18)
-0.02(-0.13/-0.02/0.08)
Précipitations tropicales
T850 sur l’Europe
entre parenthèses figure l’intervalle de confiance à 95%de l’ACC calculée avec 3 membres parmi 9
Conditions initiales océaniques
11/94
05/94
Interpolées 0.25° 2° Originales 2°
Régimes Potentiel de vitesse et Fonction de courant
1 2
Prévisibilité de l’occurrence des régimes; Bleu=ERA40Rouge=ENS_MF