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