Paramétrisation dans la zone grise de la ... - METEO FRANCE...IntroductionLongueurs de...

22
Paramétrisation dans la zone grise de la turbulence Rachel Honnert Météo-France,CNRM-GAME 21 janvier 2016

Transcript of Paramétrisation dans la zone grise de la ... - METEO FRANCE...IntroductionLongueurs de...

Page 1: Paramétrisation dans la zone grise de la ... - METEO FRANCE...IntroductionLongueurs de mélangeNeutreConvectif s Conclusions Conclusions et perspectives I La limite de l’homogénéité

Paramétrisationdans la zone grisede la turbulenceRachel Honnert

Météo-France,CNRM-GAME

21 janvier 2016

Page 2: Paramétrisation dans la zone grise de la ... - METEO FRANCE...IntroductionLongueurs de mélangeNeutreConvectif s Conclusions Conclusions et perspectives I La limite de l’homogénéité

Modèles atmosphèriques dans la zone grise

On sait ce qu’on doit obtenir.

Turbulence 3Dprincipalement

résolue

ZONE GRISErésolution proche de

l’échelle d’injection de

l’énergie

Wyngaard (2004)

Turbulence 1Dentièrementsous-maille

LES Méso-échelle

∆x (m)10 100 200 500 1000 2000

1,3 km 10 km

ARPEGEALADIN

AROME

Augmentation des moyens de calcul

SESAR

But : Modifier le schéma de turbulence de façon à obtenir cettedécroissance.

Page 3: Paramétrisation dans la zone grise de la ... - METEO FRANCE...IntroductionLongueurs de mélangeNeutreConvectif s Conclusions Conclusions et perspectives I La limite de l’homogénéité

Modèles atmosphèriques dans la zone grise

On sait ce qu’on doit obtenir.

Turbulence 3Dprincipalement

résolue

Honnert et al. (2011)

Turbulence 1Dentièrementsous-maille

But : Modifier le schéma de turbulence de façon à obtenir cettedécroissance.

Page 4: Paramétrisation dans la zone grise de la ... - METEO FRANCE...IntroductionLongueurs de mélangeNeutreConvectif s Conclusions Conclusions et perspectives I La limite de l’homogénéité

Schéma de turbulence dans Méso-NH et AROME

w ′φ′ = −K (∂φ∂z ) + Muρ (φu − φ)

Turbulence Convection

peu-profonde

ThermiquesI EDMF (Eddy-Diffusivity/Masse-Flux) :

Siebesma et Texeira (2000), Hourdinet al (2002), Soares et al (2004)

I CBR : Schéma en K-gradient (Cuxartet al (2000))

I PM09 (ex : EDKF) : Schéma en fluxde masse (Pergaud et al (2009))

I Updraft débute en surface =>Thermiques de CLC.

Page 5: Paramétrisation dans la zone grise de la ... - METEO FRANCE...IntroductionLongueurs de mélangeNeutreConvectif s Conclusions Conclusions et perspectives I La limite de l’homogénéité

Modèles atmosphèriques dans la zone grise

Turbulenceprincipalement

résolueZONE GRISE Turbulence

sous-maille

LES Méso-échelle

∆x (m)10 100 200 500 1000 2000

Modification du fluxde masse

Honnert et al. (2016)

Page 6: Paramétrisation dans la zone grise de la ... - METEO FRANCE...IntroductionLongueurs de mélangeNeutreConvectif s Conclusions Conclusions et perspectives I La limite de l’homogénéité

Modèles atmosphèriques dans la zone grise

Turbulenceisotrope (3D) ZONE GRISE

Mouvementsverticaux (1D)

LES Méso-échelle

∆x (m)10 100 200 500 1000 2000

Modification du fluxde masse

I CL nonconvective ?

I Petite échelle ?I Mouvements

horizontaux ?I K-gradient !

Page 7: Paramétrisation dans la zone grise de la ... - METEO FRANCE...IntroductionLongueurs de mélangeNeutreConvectif s Conclusions Conclusions et perspectives I La limite de l’homogénéité

Introduction Longueurs de mélange Neutre Convectif θs Conclusions

Passage du 1D au 3D en PNT à Météo France

I Pour < 500 m : il faut passer au 3D (Honnert (2014)).I Dans la zone grise, la turbulence n’est pas isotrope.

I Problème dans AROME : pas de schéma 3D (turbulence)I Problème dans MésoNH : qu’une turbulence isotropiqueI Dans la partie K-gradient→ Longueurs de mélange.

Du 1D au 3D | Rachel Honnert 4

Page 8: Paramétrisation dans la zone grise de la ... - METEO FRANCE...IntroductionLongueurs de mélangeNeutreConvectif s Conclusions Conclusions et perspectives I La limite de l’homogénéité

Introduction Longueurs de mélange Neutre Convectif θs Conclusions

K-gradient et longueur de mélange

u′v′ = −Ku,v

(∂u∂y + ∂v

∂x

)u′w′ = −Ku,w

(∂u∂z + ∂w

∂x

)v′w′ = −Kv ,w

(∂v∂z + ∂w

∂y

)

Ku,v = −CLu,v√

eKu,w = −CLu,w

√e

Kv,w = −CLv ,w√

e

I CL Neutre (CASES-99, Drobinski (2006)) et de CLC IHOP2002

(Weckwerth (2002))I Calcul les flux et les gradients par coarse-graining → eddy-diffusivity et

les longueurs de mélange verticale et horizontale à toutes échelles.

Du 1D au 3D | Rachel Honnert 5

Page 9: Paramétrisation dans la zone grise de la ... - METEO FRANCE...IntroductionLongueurs de mélangeNeutreConvectif s Conclusions Conclusions et perspectives I La limite de l’homogénéité

Introduction Longueurs de mélange Neutre Convectif θs Conclusions

K-gradient et longueur de mélange

u′v′ = −Ku,v

(∂u∂y + ∂v

∂x

)u′w′ = −Ku,w

(∂u∂z + ∂w

∂x

)v′w′ = −Kv ,w

(∂v∂z + ∂w

∂y

)

Ku,v = −CLu,v√

eKu,w = −CLu,w

√e

Kv,w = −CLv ,w√

e

I CL Neutre (CASES-99, Drobinski (2006)) et de CLC IHOP2002

(Weckwerth (2002))I Calcul les flux et les gradients par coarse-graining → eddy-diffusivity et

les longueurs de mélange verticale et horizontale à toutes échelles.

Du 1D au 3D | Rachel Honnert 5

Page 10: Paramétrisation dans la zone grise de la ... - METEO FRANCE...IntroductionLongueurs de mélangeNeutreConvectif s Conclusions Conclusions et perspectives I La limite de l’homogénéité

Introduction Longueurs de mélange Neutre Convectif θs Conclusions

Résultats pour une CL Neutre

FIGURE : Profils verticaux des longeurs de mélange dans la zone grise.

Luw

0 10 20 30 40 50 60

0200

400

600

800

Luw

altitude (

m)

6.25 m

12.5 m

25 m

50 m

100 m

200 m

Lvw

0 10 20 30 40 50 60

0200

400

600

800

Lvw

altitude (

m)

6.25 m

12.5 m

25 m

50 m

100 m

200 m

Luv

0 10 20 30 40 50 60

0200

400

600

800

Luv

altitude (

m)

6.25 m

12.5 m

25 m

50 m

100 m

200 m

I Même ordre de grandeur à z>100 m à ∆x =6,25 mI L augmente avec ∆xI Luv différents en surface

Du 1D au 3D | Rachel Honnert 6

Page 11: Paramétrisation dans la zone grise de la ... - METEO FRANCE...IntroductionLongueurs de mélangeNeutreConvectif s Conclusions Conclusions et perspectives I La limite de l’homogénéité

Comparaison avec les longueurs de mélange en PNT

I lDEAR = (∆x∆y∆z)13 : Turbulence isotrope.

I Kitamura (2015) longueurs de mélange établient en CLC dans unschéma de Deardorff.

12.5 25.0 50.0 100.0 200.0 400.0 800.0∆x (m)

0

100

200

300

400

500

600

l(m

)

DeardorffKitamura u verticalReference u verticalKitamura u horizontalReference u horizontal

FIGURE : Longueur de mélange verticale et horizontale de référence, Deardorff etKitamura à 400 m d’altitude en fonction de la résolution dans CASES-99.Stage de Xavier

Lamboley

Page 12: Paramétrisation dans la zone grise de la ... - METEO FRANCE...IntroductionLongueurs de mélangeNeutreConvectif s Conclusions Conclusions et perspectives I La limite de l’homogénéité

Introduction Longueurs de mélange Neutre Convectif θs Conclusions

En couche limite convective ...

I LES coarse graining : Ito et al. (2014) → Mellor and Yamada ,Kitamura (2015)→ système de Deardorff en CL convectivesèche

I Qu’en est-il du schéma dans Méso-NH et Arome ?

I IHOP : CL convective sans nuage mais avec humidité q

Du 1D au 3D | Rachel Honnert 8

Page 13: Paramétrisation dans la zone grise de la ... - METEO FRANCE...IntroductionLongueurs de mélangeNeutreConvectif s Conclusions Conclusions et perspectives I La limite de l’homogénéité

Introduction Longueurs de mélange Neutre Convectif θs Conclusions

Estimation de K en CLC

u′iφ

′ = −Kui ,φ( ∂φ∂xi) + δi3

Muρ (φu − φe)

K-gradient Flux de Masse

Kui ,φ = (δi3Mu

ρ(φu − φe)− u′

iφ′)/(

∂φ

∂z)

I Estimation de Mu, φu et φe par analyse conditionelle(Honnert et al. (2016))

Du 1D au 3D | Rachel Honnert 9

Page 14: Paramétrisation dans la zone grise de la ... - METEO FRANCE...IntroductionLongueurs de mélangeNeutreConvectif s Conclusions Conclusions et perspectives I La limite de l’homogénéité

Flux de masse de IHOP

250 m

500 m

1000 m

2000 m

8000 m

16000 m

Altitude(z h)

Mass Flux (m.s−1)

0.0

0.5

1.0

1.5

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30

FIGURE : Flux de masse calculé par analyse conditionnelle.

Page 15: Paramétrisation dans la zone grise de la ... - METEO FRANCE...IntroductionLongueurs de mélangeNeutreConvectif s Conclusions Conclusions et perspectives I La limite de l’homogénéité

Comparaison avec les longueurs de mélanges en PNT

I lDEAR : Turbulence isotrope.I Kitamura (2015)I Bougeault et Laccarère (1989)

125.0 250.0 500.0 1000.0 2000.0 4000.0 8000.0∆x (m)

0

200

400

600

800

1000

1200

l z(m

)

BLDeardorffKitamura qReference qKitamura uReference u

FIGURE : Longueurs de mélange de référence, Deardorff, BL89 et Kitamura à 400 md’altitude en fonction de la résolution dans IHOP.Stage de Xavier Lamboley

Page 16: Paramétrisation dans la zone grise de la ... - METEO FRANCE...IntroductionLongueurs de mélangeNeutreConvectif s Conclusions Conclusions et perspectives I La limite de l’homogénéité

Introduction Longueurs de mélange Neutre Convectif θs Conclusions

Température potentielle d’entropie humide

I Étude de θs, température potentielle d’entropie humide.

θs ' θ exp (Λ q) ,

with Λ = Λr − γ log(

q( 0.0124 (1− q) )

)Marquet (2011), Marquet (2015)

w ′θ′s =θs

θw ′θ′ + θs

(Λ− γ

1− q

)w ′q′ .

Du 1D au 3D | Rachel Honnert 12

Page 17: Paramétrisation dans la zone grise de la ... - METEO FRANCE...IntroductionLongueurs de mélangeNeutreConvectif s Conclusions Conclusions et perspectives I La limite de l’homogénéité

Introduction Longueurs de mélange Neutre Convectif θs Conclusions

Température potentielle d’entropie humide

θ

303.0 303.5 304.0 304.5 305.0 305.5 306.0 306.5✓ (K)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

z(m

)θs

314 315 316 317 318 319 320 321✓s (K)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

z(m

)

Du 1D au 3D | Rachel Honnert 12

Page 18: Paramétrisation dans la zone grise de la ... - METEO FRANCE...IntroductionLongueurs de mélangeNeutreConvectif s Conclusions Conclusions et perspectives I La limite de l’homogénéité

Nombre de Lewis

Les =Kθs,z

Kq,z

Le

0 1 2 3 4 5 6 7 8Le

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

z(m

)

125 m250 m500 m1000 m2000 m4000 m8000 m

Les

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0Les

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

z(m

)

FIGURE : Nombre de Lewis et Les. IHOP dans la zone grise.Xavier Lamboley

Page 19: Paramétrisation dans la zone grise de la ... - METEO FRANCE...IntroductionLongueurs de mélangeNeutreConvectif s Conclusions Conclusions et perspectives I La limite de l’homogénéité

Introduction Longueurs de mélange Neutre Convectif θs Conclusions

Conclusions et perspectives

Turbulence 3DPrincipalement

résolueZone Grise Turbulence 1D et

sous-maille

LES Méso-échelle

∆x (m)10 100 200 500 1000 2000

1.3 km

AROMESESARMéso-NH Méso-NH

Du 1D au 3D | Rachel Honnert 14

Page 20: Paramétrisation dans la zone grise de la ... - METEO FRANCE...IntroductionLongueurs de mélangeNeutreConvectif s Conclusions Conclusions et perspectives I La limite de l’homogénéité

Introduction Longueurs de mélange Neutre Convectif θs Conclusions

Conclusions et perspectives

Turbulence 3DPrincipalement

résolueZone Grise Turbulence 1D et

sous-maille

LES Méso-échelle

∆x (m)10 100 200 500 1000 2000

1.3 km

AROMESESARMéso-NH Méso-NH

0.05 0.10 0.20 0.50 1.00 2.00 5.00 10.00

0.0

00

.05

0.1

00

.15

0.2

00

.25

0.3

0

Middle of the BL

dx/(h+hc)

Mu

/w*

* ********

*

*****************************************************************************

*

********************************************************************************************

*

******************************************************************************

*

***********

*

*

**********************************

*

*******************************************************************************

*

**********

*

*

*

*

*

*

*******************************

*

*********************************************************

*

********************************************************************************************************************************

*

*************************************************************************************************************

*

**************

*

***************************************************************************************************************

*

*

**************

*

**********************************************************************************************************************************

*

**************************************************************************

*

*

*

****************************************************

*

**

*

********************************************************************************

*

*********************************************************************************************************************

*

*

****************************

*

*******************************************************************************************************

*

************************

*

****************************

*

**************************************************************************

*

*****************************************************************************************************************************************************************

*

************************************************************

*

********************************************************************************************************************************

*

*************************************************************

*

***

*

*********************

*

*****************************************

*

********************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

***************************************************************************************************************

*

***************************************************************************************************

*

*************************

*

**********

*

**********

*

*

*****

*

****************************************

*

*******************************

*

***********************************

*

****************************************************

*

************************************

*

*

************************************

*

**********************************

*

*******************************************************************************************************************************

*

**********************************************************************************************

*

*********************************

*

**********************************************************************************************

*

***

*

*

*

**********************

*

***************************************************************************************************************************************************

*

***********************************

*

**************

*

*******************************************************************************************************************************

*

************************************************

*

***************************************************************

*

***************************************************************

*

*************************************

*

*

*

*****************************************************************************************

*

***********************************

*

********************************************************************************

*

*******************************************************************************************************************************

*

***********************************************************************************************

*

***********************************************************************************************

*

***************************************************************************************************************************************************

*

******

*

**********************************

*

**************************************************************************************

*

**********************************

*

*****

*

******************************************************************

*

*************************

*

**

*

*******************************

*

********************************

*

***************

*

**********************

*

***********************

*

************************

*

*

*******

*

***

*

**

*

******************************************************************

*

*****************************************************

*

**************************

*

*********************************************************************************************

*

*

*

*

*******************************************************

*

**************************************************************************************

*

*****************************************

*

**************************************************************************************************************************************************

*

****************************************************************************************************************************************************************************************************

*

*

********************************************************************************************************************************

*

*******************************************************************************************************************************

*

*

*******************************

*

*

*

*

****************************************************************************************************************************

*

*************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

*********************************************

*

*****************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

*****************************************************************************************************************

*

*******************

*

*********************************************************************

*

*****************************************************************

*

******************************************

*

**********************************************************

*

************************

*

***********

*

*****************************************

*

************************************************

*

*****************************************************************************************

*

********************************************************************************************************************

*

*********

*

*************************

*

**

*

**********

*

**************

*

*************************

*

***

*

***********************************

*

*

*****

*

**

*

**********************

*

*************

*

***************

*

*

********

*

******************

*

**********************************************************************

*

**************************************

*

**************

*

**

*

***************

*

*******************

*

*

**********************************************************************

*

*

***************

*

*

*****

*

********************************************

*

*********************************************************************************************************************************

*

***************************************************************************************************************************

*

****

*

*******************************************************************************************************************************

*

***************************************************************************************************************************

*

*******************************************************************************************

*

************************************

*

****************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

*

*

******

*

**********************************************************************************************************************

*

*********

*

****************************************************

*

**************************************

*

********************************

*

******************************

*

******************************************************************

*

******************************

*

*

*

*********************************************************************************************

*

*

******

*

****************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

******************************************************************************************************************

*

*************************************************************************

*

****************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

************************************************************************************************************************

*

***

*

*

*

*

*************************************************************

*

*

**************************************************************************************************

*

**********************************************

*

****

*

*********************************

*

****

*

*

*********************

*

************

*

**********************************************

*

*

**********

*

*******************************

*

**********************

*

*********************

*

**************

*

*****************************************************************************************************************

*

**********

*

*

******************************************************************************************************************

*

*************************************************************************************************************************************************************************

*

*

*

********************************************************************************************

*

***************************************************************************************************************************************************

*

*************************************************************************************

*

******************************************************************************

*

****************************************************************

*

**************************

*

*****************************************

*

*******************************

*

******************************************************

*

******************************************

*

*****************************

*

***************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

****************************

*

******************************************************************************************************************************

*

**************************************************************************************************

*

******************************************************************************************************************

*

***********************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

**

*

********************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

**********************************************************************

*

******************************************************

*

************************************

*

****************************************************************************************

*

*

************************************************

*

************************************

*

******************************************************************

*

************************

*

******************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

*****************************

*

****************************************************************************************************

*

**************************

*

****

*

*******************************************************************************************************************************

*

******************************************************************************************************************************

*

*************************************************************************

*

***************************************************************************************************************************************************************************************************

*

**********************************************************************

*

*

*

*************************************************

*

****

*

*******************************

*

***********************************

*

*****************

*

*****************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

**************************************************************

*

**************************************************

*

*****************

*

*******************************************************************************************************************************

*

*****************************

*

**********************

*

*******************************************************

*

*************************************************

*

*********************

*

********************************************************

*

*

***************************************

*

******************************

*

***********************************************************************

*

*

************************

*

*****

*

**

*

*********************

*

****************************************************

*

******************************************************

*

*

************************************************************************************************************************************************

*

*******************************************************************************************************************************

*

****************************************************************************************************************

*

*************

*

*

************************** ****

*

*

*

*

*

*

***************

*

**********

*

*

*

****

*

*

********************

*

***

*

*

*

*

*

*

**************

*

*

*

********

*

****************

*

*

*

********************

*

*************

*

*

*

*

**************

*

*

*

*

*****

*

*

*******************

*

**

*

************

*

**

**

*

*

*

*

**********

*

*******

*

*

*

*

****************

*

*

**

*

*

*

***********

*

*

*

**

*

*

*

********

*

*

*

*

********

*

*

*

*

*

**************

*

****************

*

*

*

*

*

*

*

*********

*

*

*

*

***********

*

*

*

*************

*

****

*

*

******

*

*

*

******

*

************

*

***

*

*****************************

*

*

*

*

*****

*

*

*********************

*

*

*

*****

*

*

***

*

********

*

**********

*

*

*********************

*

****

*

*

*

*

********

*

***************

*

*************

*

*

*

****

*

******

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*****

*

**

*

****************

*

*

*************

*

*

*

****

*

*

*****

*

*

****

*

*

*

*

*

*

*

******************

*

*

*

*

***************

*

*

*****************

*

**

*

*

*

*

*

**********

*

*

*****

*

**

*

**

*

**************

*

******************

*

*

*

*

*

*******

*

*

*

*

*

*

****

*

*

*

*

*

***

*

****************************

*

****

*

*

*

*

*******

*

**

*

******

*

*

*

*

***

*

*

*

*

*

*********

*

*

******

*

******

*

*

*

**********

*

***

**

*

********

*

*

******

*

*********

*

**

*

*

************

*

*

*

*

**************

*

*

*****************

*

*

*******

*

*******

*

*

******

*

***************

*

*

*

*

***********

*

****************

*

***********

*

*

*

*

*

***************

*

**

*

*********

*

*****************

*

*

*******

*

*

*

*

*

*

*

*************

**

*

*

*

*

*

*

**********

*

*

*

*

*****

*

*

*

*****

*

**

*

****

*

*

*

**

*

*

*

***********

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*******

*

*

*

*

*

**

*

******

*

*********

*

*

*

*******

*

**************

*

*

*

*

*

****

*

*

******

*

*

***

*

******

*

*

********

*

*

********

*

*

*

*********************

*

*

*

**

*

**

*

****

*

*****

*

*

*

*

*

*

*

*****

*

********

*

*

*

****

*

****************

*

*

*

*

********

*

*

*****

*

*

****

*

******

*

************

*

*****

*

*

*************

*

*

********

*

****

*

*

*

****

**

******************

*

****

**

************************

*

*

*****

*

**

*

*

******************

*

*

*

*

******

*

**********

*

*

*

***************

*

*

*

*******

*

**********

*

*

*

*

*

*******

*

*

**********

*

*

******

*

****

*

*

*

*

*

*

*

*********

*

*****

*

*

***

*

*

***

*

*

**

*

*

****

*

*

**************

*

*

*

*

*

*

*

*

*

********************

*

*

***********

*

*

****

*

*

*********

*

****

*

*

***

*

*

***

*

*

***********

*

*

**

**********

*

*

**

*

********

*

*

*

*****

*

*

*

***

*

***

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*********

*

*

*

****

*

*

******

*

*

***

*

*

*

*

****

*

*

*

*

*

***

*

*

*

*

*******

*

*

*

*

**

*

*

*

****************************

*

*

******

*

*

*

**********************

*

*

*

*********

*

***************************

*

*

*

*********************

*

*

*

**********

*

***

*

************

*

*

*

*

*******

*

****

*

******************

*

*

*

*

*************************

*

**

*

**********

*

*

*

*

*****************

*

*

*

*

********

*

*

*

*

*

*

************

*

*

**

*

********

*

*

******************

*

*

*

***************************

*

*

*

*

********

*

*

*

*

*********

*

*

******

*

*

*

*

*

****

*

*

*

************

*

*

*******

*

*******

*

*

*

*

*

*******************

*

******

*

*

*

************

*

*

*

*

*

*

**

*

***

*

*

*

*

****

*

*

*******************************************

*

*

*

*

*

*******

*

*

*

*

*

***

*

*************

*

*

**********

*

*

***************

*

*

*

*

*

*

*

*****

*

*

*

**

*

****

*

*

*

*

*

*

******

*

*

*

*********

*

*

*

*

******

*

******

*

*

*

*

*

*

*

*

*****

*

*

*

*

*

****

*

*

*

**

*

*

***

*

*

*

****

*

*

******

*

*

******

*

*

*

*

***

*

*

****

*

*

*******

*

*********

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

****

*

*

*******

*

********

*

*

*

****************

*

*

**************

*

*

**

*

********

*

*

*****

*

******

*

*

*

**

*

***

*

***********

*

*

*

*

*****

*

*******

*

************

**

************

*

*

**

*

**

*

*

**************

*

*****

*

*******

*

*************

*

***************

*

*

*

*

*

**************

*

**************

*

*

********

*

******

*

*

*

********

*

***

*

***************

*

*

*

*

**********

*

*

*

*

******

*

*********************

*

*

*

*

******

*

*

*

*

*

****

*

****

*

*********

*

*

*

**************************

*

****

*

*****

*

*

*

*

*

*********

*

**************************************

*

*

*

**

*

********

*

*

*********

*

**

*

****************

*

*

*

***

*

*

**********

*

*

**********

*

**

*

********

*

*

*

*

*

***********

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

***************

*

********************************

*

*

******

*

*

******

*

*

*

*

*

*

*

*******

*

*

***************************

*

*******

*

******

*

******

*

****

*

**************************

*

*****

*

***

*

*

*******

*

*****

*

*

*

*******

*

***************

*

***********

*

*

****

*

*

*

**

*

***************

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**************************

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

********************

*

*

*

**

*

*

***************

*

******

*

*

*********

*

*

*

*****

*

*

********

*

*

*

**

*

*

**

*

*

*

************

*

*********

*

*

*

****

*

*****

*

******

*

*

*

*********

*

*

*

****

*

*

*

*

*

*

**

*

*

******

*

*

*

*****

*

*******

*

*

*******

*

*

***

*

*

**********

*

*

*

******

*

*

***

*

*

*****

*

**

*

*

*

*****

*

***

*

**

*

********

*

***************

*

*

*******

*

*

*

*********

*

*

*

*

*

*

*

*

********

*

*

*************************

*

********************

*

*

***

*

*

*

******

*

*

*****************

*

*********

*

*********************

*

***

*

**

*

*

*****

*

*

*

*

**********

*

*

*

*

*

*

*

*****

*

*

***

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*********

*

*

*

*****

*

*

*

*

*

****

*

*

**

*

*

*

*

******

*

*

*

*****

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

***

*

*

*

*

*****

*

*

*

*

*

*

*

*

*

***

*

*

*

*

**

*

*

**

*

*

*

*

***

*

*

*

***

*

**

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

****

*

*

*

*

******

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*****

*

*

*****

*

*

*

*

*

*

***

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

***

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

***

*

*

*

*

*

***

*

*

***

*

***

*

*

**

**

*

*

*

*******

*

*

*

****

*

*

*

**

*

*

**

*

*

*

**

*

*

*

*

*****

*

*

*

**

***

*

*

*

*

***

*

****

*

*

***

*

*

*****

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

***

*

*

*

*

*

*

*

*

*

***

*

*

*

***

*

*

*

*

*

*

*

*******

*

*

*

*

*

*

*

*

**

**

*

***

*

**

*

*

*

***

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

**

*

*

*

*

*

*

****

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

**

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

***

*

*

*

*

*

***

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

******

*

*

****

*

*

*

*

*****

*

*

*

**

*

*

*

*

**

*

******

*

*

***

*

*

*

*

*****

*

*

*

*

***

*

*

*

***

*

*

**

*

*

*

*

**

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

**

*

******

*

*

**

*

*

*****

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*****

*

*

****

*

*

*

*

*

*

***

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

***

*

*

*

*

*

*

***

*

*

*

*

*

***

*

*

*

*

*

*****

*

*

*

**

*

***

*

*

***

*

*

*

*

*

*

***

*

*

*

*

******

*

*

*

*

**

*

*

*

**

*

*

*

*******

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

******

*

*

*

*

*

****

*

*

*

*

**

*

*

*

***

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

********

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

******

*

*****

*

*

*

*

*

*

*

******

*

*

*

*

*

***

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

***

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

**

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

****

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

****

*

*

*

*

***

*

*

****

*

***

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*****

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

***

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

**

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

**************************************************************

*

***************************************************************

*

******************************************************************************************

*

*************************************

*

************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

****

*

************************************************************************************************************************************************************

*

**************************************************************************************************

*

***************************************************************************************************************************

*

********************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

*

*

*********************************************************************************

*

*

************************************************************************************************************************************

*

*************************************************************

*

*******************************

*

***************************

*

*****

*

**********************************

*

********************************************************************************************

*

*********************************************************************************************

*

***********************************************************************************************************************

*

****************************************

*

************************************************************************

*

*************

*

*

*********

*

*****************************************************************************************************************************

*

*******************************************************************************************************************************

*

***************************************************************************

*

*

*

***********************************************************************************************************************************************************************************

*

*

***************************************

*

************************************

*

****

*

*

*

***********************************************************************************

*

****************************************

*

***************************************************************************************

*

********************************

*

*

**********************************************************************************************

*

**************************************************************************************************************************************************************************

*

********************************************************************************************************************************

*

********************************************************

*

**************************************************************************************************************************************************************************************************

*

****************************

*

*

**************************************************************************************************

*

***********************************************************************************

*

***********************************************************************

*

*******************************************************

*

************************************************************************

*

********************************************************************************************************************************

*

***

*

****************************************************************************************************************************

*

*

******************************************************************************************************************************

*

************************

*

*****************************************************************************************************

*

********************************************************************************************************************************

*

***************************************************************************************************************************************************

*

************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

**************

*

*********************************************************

*

*******************************************************

*

******************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

***************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

*

*************************

*

********************************************************************************************************************************

*

*****************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

**********************

*

***********************************************

*

*

******************************************************

*

**********************

*

************************************************************************************************************

*

*

*************************************************************************************************************

*

********************************************

*

**********************************************************************************************************************************************************************

*

**********************************************************

*

************************************************************************************************************************************************************************************************

*

******

*

*

*

*********************************************************************************************************************

*

******************************************************************************************************************************************************

*

*

**************************************************************

*

****************************************

*

*************************************************************************************************************************************************************************

*

******************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

*

*******

*

**************************************************

*

***************************************************************

*

**************

*

*********************************************************************************************

*

*

*

****************

*

**********************************************

*

********************************************************************************

*

**********************************************

*

******************************************************************************************************************************

*

*****************

*

**********************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

**

*

*******************

*

*************************************************************

*

*

*

*

*

*****************************************

*

*******************

*

*

**************************************************************************************************************************************************************************

*

****************************************************************************************************************************************************************************

*

****************************************************************************

*

*****************************************************************

*

************************************************************

*

*****************************************************************

*

*************************************************************

*

*****

*

***

*

*

***

*

****************************************************************************************************************

*

*****

*

***********

*

***********************************************

*

*

*

**********************

*

*************************************

*

*******

*

***********************

*

*************************************

*

**********************************************************

*

*******

*

*

*

*******

*

***************************************************************************************************************************

*

****************************************************

*

*

*

*************************************************************************

*

******************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

****************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

*****************

*

**********************************

*

*

*******************************************************************************************

*

*********************************

*

**********************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

*

*

*****************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

************************

*

***************************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

********************************************************************************************

*

********************************

*

*********************************

*

***********************************************************************************************************************************************

*

*******************

*

**********************************************************************************************************************************

*

*****************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

***********************************************************************************************************************

*

******************************************************************************************************************************************************************************************

*

*

*****************************************************************************************************************************

*

*****

*

**

*

***************************************************************************************************************************

*

**********************************************

*

*****************************************************************************

*

**

*

*************************************************************************************************************

*

*****************

*

***********************************************************************************************************

*

*

******************

*

***********************************************************************************************

*

******************************

*

******************************

*

*************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

*****************************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

**********************************************************************************

*

**********************************

*

**********************************************************************

*

*

*

*

*

*

*

*

**************

*

*********************************

*

*************

*

*********************

*

*********************************************************

*

*

********************************

*

**********************************

*

*******************************

*

*

*

******

*

*******************

*

*

*******************************

*

*

*******

*

************************

*

*******************************

*

**************************************

*

************************

*

***************************************************************

*

*********************************************************************************************************************************

*

*

*********************

*

*******************************************************************************************************************************************************************************************

*

****************************************************************************************************************************************************************

*

*****************************************************************************************

*

***********************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************

*

***********************************************************************************************************************************************

*

************************************************************************************************************

*

*****************

*

* ******

*

*

****************

*

*

*

***

*

*

*

***********

*

*

********

*

*

*

*

*

*****

*

****

*

*

*********

*

***************

*

*

**********

*

*

*

*********

*

**

*

*********************************************

*

*

*

***

*

**********

*

*

**********************************

*

*

*********

*

**

*

*

*

**

**

*******

*

*****

*

*

*

*****************************

*

*******************

*

*

*********

*

***

*

************

*

*

*

***********

*

*

*

*

*

***************

*

*

*

*

**********

*

*

****************************

*

*

*

*

*

*

**************

*

*

************************

*

*

**

*

*

*

**********

*

***

*

*

***************

*

******************

*

******

*

*

***

*

*

*********

*

*******************

*

*

*********

*

*

********************

*

*

*

******************

*

*******

*

*

*

******

*

*

**

*

*

*

***********

*

*

******

*

*

*

***********

*

*****

*

******

*

*

*

*

***

*

*

***

*

*

*

***********

*

*

*

*******

*

*

***********************************

*

*

**

*

*

*

**********

*

*********

*

*

******

*

*

************

*

*

*****************

*

*

*

*

*******

*

*******************

*

***************

*

****************

*

**

*

*

*

*********

*

*

*

*

************************

*

*

***

*

*

***************

*

*

*

***********

*

**

*

***************

*

********

*

*

***********************************

*

*

*

*

*************

*

*******

*

********************

*

***************

*

*

********

*

*

*

*

*

******

*

*****

*

*

********

*

*

*

*******

*

*

*********

*

*****

*

*

********

*

*

*

***

*

**************************

*

*

*

*

**

*

***********************

*

*

*

*

***

*

*

**

*

*********************

*

*

*

*

*

*

************************

*

****

*

***

*

*

*

*

*

***********************

*

******************

*

*

*******

*

*****

*

*

*

**

*

*

*

*******

*

*******************************

*

*

**********************

*

*

*

*

*

*

**

*

******

*

*********

*

**************

*

*************************

*

*

*

*

*

*********

*

****************

*

***********************************

*

***

*

*

**********************

*

*

*

*

*

*

********

*

*

*

*

********************

*

*

*

*

******************

*

*

****

*

*

**

*

*******

*

****

*

*

*****************

*

**

*

*****************

*

*

*

**

*

***

*

*

************

**

*****************

*

*

***

*

*

*

*

*

***********

*

*

*

*

******

*

*

*

*****************************

*

***

*

*

*

**

*

************

*

*********

*

**********

*

*

*********************

*

********

*

*

********

*

*

**********

*

*

*

*******

*

********************

*

*

*********

*

*

********

*

************

*

*

*

******

*

**

*

**********************

*

********

*

**

*

*

***

*

***************

*

**

**

*

***

*

*********************

*

****************

*

************

*

*

*******

*

*******************************

*

*

*

*******

*

*

*

*

*

*********

*

*

******

*

********************

*

*

*

*

******

*

********

*

***

*

*

********

*

*

*

*

***************

*

**

*

*

*******

*

********

*

**

*

*

*****

*

***********************

*

*

*******

*

*

*

*

*

*

*

********

*

*******

*

*

*

*

*

*

****

*

*

**********

*

*********

*

*

*

*

******

*

*

*

*

*

*

*****

*

*

*

*

******

*

**

*

*

****

*

*

*

********

*

*

*

********

*

*

*

*******

*

*

*

*

*

**

*

******

*

*****************

*

*

*

***********

*

*

******

*

**********

*

*

*

*

*

*

*

*

*****

*

*

****************

*

*

*****

*

*

*****

*

*

*

******

*

*******

*

******

*

*

*

**************************

*

****

*

***

*

*

******************

*

******************************************

*

*

*

*********************

*

*

********

*

*

***************

*

*

*

*

********************************

*

*

********

*

*

*

**************

*

**

*

*********************************************

*

***************

*

********************

*

*

*

*

*

*

********************

*

**************************************

*

*

*

*

*

*

*

*****

*

*

*

*

***

*

*

*****

*

*

*

*

********************

*

**************

*

*

*

*

*

*********

*

*

*

*

*

*******

*

***********

*

*********

*

*

*******************

*

**************

*

*****

*

*********

*

*

*

*

******************************

*

**

*

******************

*

*

*

*

*

**************

*

*

*

*

*********************

*

*****

*

**************

*

*

*

*******

*

****

*

*

*

*********

*

****************

*

**

*

*

*

*

*

*********************

*

****

*

*

*

*

*********

*

*

*

*******

*

*

*

******

*

*

*

*

*

********************

*

*

*******

*

*********

*

*

*

********

*

*

********

*

*

*

*

************

*

*

*

************************

*

*

***

*

*

*

*

*

**********

**

**************

*

**

*

*****************

*

*

****

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

***********************

*

*

*

*

**********

*

**

*

******

*

*

******

*

*

*******************************

*

*

*

**********

*

*

***

*

*

****

*

**********

*

*

***************

*

*

*

*

*

*

******

*

*

*

***************

*

**

*

***********

*

***************

*

*

*

*

*

*

*

*

*******

*

****

*

***********

*

*

**

*

****

*

*

*********************

*

*

***

*

*

****

*

*

**

*

**

*

*

******************

*

*

*

*

*

*

**************

*

*

***************

*

*

**************************

*

***

*

**************

*

*

**

*

*****

*

**************

*

********************

*

**********************

*

*****

*

**

*

*

*

********

*

****

*

*

***********************

*

**************

*

******

*

**

*

******

*

*****

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

****

*

*

**

*

*

*

*

*

****************

*

*

****

*

*

*

*

*

***

*

*

*

*

*

*

*****

*

*

*****

*

*

*

***

*

***

*

*

*

****

*

*

*

***

*

*

*

*

*

****

*

*

*

*******

*

*

*

*

******

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

***

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

***

*

*

**

*

*

*****

*

*

********

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

******

*

*

**

*

*

*

*

*******

*

**

*

*

***

*

*

*

**

*

*

*

*

*

***

*

*

***

*

*

***

*

*

**

*

*

*

**

*

***

*

*

*

*

*

*

********

*

*

*

*

*

*

*******

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

***

*

*

***

*

*

*

*

*******

*

*

*

********

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

***

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

****

*

*

*

*

*

*

******

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

********

*

*

**

*

*****

*

*

*

*

*

*

*

****

*

**

*

******

*

*

*

*

*

*

*

*

***

*

*

****

*

*

***

*

*

********

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

****

*

*

*

*

*

*

*

**********

*

***

*

*

**

*

*

*

*

****

*

*

**

*

***

*

*

*

*

**

*

*

*

**

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*******

*

*

*

*

*

*

*

*

*

***

*

***

*

*

*

*

*

**********

*

*

*

***

*

*

*

**********

*

****

*

******

*

*

*

*

***

*

***

*

*

*

*

*****

*

*

**

*

*

*

*

*********

*

******

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

****

*

*

***

*

*

*********

*

*

*

**

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

******

*

*

*

*

*

*

*****

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

***

*

*

***

*

*

**

*

*

*

*

*****

*

*

******

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

**

***

*

*

******

*

*

*

****

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

******

*

*

*

**

*

*

*

*

*****

*

*

*

*

*

**

*

*

***

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

****

*

*

*

**

*

*

*

*******

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

****

*

**

*

***

*

*****

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

***

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

***

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

***

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

IHOP−7h

ARM−9h

Fit

12.5 25.0 50.0 100.0 200.0 400.0 800.0∆x (m)

0

100

200

300

400

500

600

l(m

)

DeardorffKitamura u verticalReference u verticalKitamura u horizontalReference u horizontal

Nouvelles longeursde mélange

Modification du fluxde masse

Du 1D au 3D | Rachel Honnert 14

Page 21: Paramétrisation dans la zone grise de la ... - METEO FRANCE...IntroductionLongueurs de mélangeNeutreConvectif s Conclusions Conclusions et perspectives I La limite de l’homogénéité

Introduction Longueurs de mélange Neutre Convectif θs Conclusions

Conclusions et perspectives

I La limite de l’homogénéité horizontale c’est ≈ 500 m enCLC

I Nécessité d’utiliser un schéma 3D pour les fines résolutionsI Développement d’un schéma de turbulence 3D dans

AROME-500 mI Étude du K-gradient dans la zone grise

I Poursuite par la détermination des longueurs de mélangehorizontale et verticale

I Implémentation dans MésoNH et AROME.I Premiers résultats avec θs

I Nombre de Lewis et de Prandt plus cohérents qu’avec θ

Du 1D au 3D | Rachel Honnert 15

Page 22: Paramétrisation dans la zone grise de la ... - METEO FRANCE...IntroductionLongueurs de mélangeNeutreConvectif s Conclusions Conclusions et perspectives I La limite de l’homogénéité

Merci pour votre attention.