Représentation des vents pour le couplage couche limite/surface quantité de mouvement= champs plutôt moins regardé que la thermodynamique Pourtant les 2 sont liés : turbulence dynamique couche limite stable notamment CHATS= Transport de qdm sous maille Représentation des vents pour le couplage couche limite/surface flux sur Océan CHATS= Transport de qdm sous maille Vent à la surface -> important pour le calcul des flux, couplage surface/atmosphère Représentation des vents pour le couplage couche limite/surface flux sur Océan CHATS= Transport de qdm sous maille Érosion éolienne Neige soufflée vent à la surface -> important pour le transport de scalaires Représentation des vents pour le couplage couche limite/surface flux sur Océan CHATS= Transport de qdm sous maille Érosion éolienne Neige soufflée Objectif : identifier des thèmes convergents parmi les participants 1 tour de table 2 discussions autour de 4 thèmes Proposition de partition de la discussion selon 4 thèmes : 1. Paramétrisation du vent dans les basses couches atmosphériques 2. Problématique de la rugosité/ de la traînée 3. Implications pour les calculs de flux sur mer et sur continent 4. Application au transport de scalaires : neige & poussières -> enjeux actuels, méthodologie envisagée 1. Représentation du vent par les paramétrisations dans les basses couches: Couche limite convective: schémas en flux de masse : - LMDZ (H02, RH08) : vent transporté comme une variable conservative (proposition d'un terme additionnel de pression mais impact non évident donc pour l'instant non retenu) - AROME (PMMC09, S04) : transporté comme une variable conservative mais ajout d'un terme représentant l'effet des perturbations de pression (Cu=Cv=0.5) - pour les 2, pbm de détermination de (a,b) qui inclut les termes de turbulence et de pression F Hourdin Diurnal cycle of the boundary layer for 4 consecutive days at Banizoumbou, in early March 2006 upper panel: vertical distribution of the horizontal wind speed(black contours, m/s), wind tendency due to vertical transport by the thermal plume model (colored shades), red contour delimits the depth of the boundary layer (0.25 value of the bulk Richardson number) and red arrows correspond to the thermal plume velocity middle panel : decomposition of the total wind module tendency at about 30 m above surface (TOTAL, red, m/s/hr) as the sum of the thermal plume contribution (THERMALS, black) and turbulent diffusion (TKE, green). lower panel : wind speed at 10m (black) and 950 hPa (red), close to the altitude where the nocturnal jet reaches its maximum . Importance du schéma en flux de masse pour le mélange du jet nocturne 1. Représentation du vent par les paramétrisations dans les basses couches: Couche limite convective: schémas en flux de masse : - LMDZ (H02, RH08) : vent transporté comme une variable conservative (proposition d'un terme additionnel de pression mais impact non évident donc pour l'instant non retenu) - AROME (PMMC09, S04) : transporté comme une variable conservative mais ajout d'un termer représentant l'effet des perturbations de pression (Cu=Cv=0.5) Couche limite stable: schémas de turbulence : - LMDZ (ordre 1.5) (Yam 83) :<u’iu’j> dépend de tke, longueur de mélange,gradients de vent, fonction de stabilité (f(Ri)) -AROME, ARPEGE: (ordre 1.5) (Cuxart 00) : <u’iu’j> dépend de tke, longueur de mélange & gradients de vent -ECMWF (ordre 1) (Sandu 13) : fonctions de stabilité f(Ri) : short-tail pour Monin-Obukhov , long-tail (mélange même très stable: Ri>1) pour Louis (79) -> si – de diffusion : amélioration du jet mais biais en température -> du coup modification de la diffusion turbulente + drag orographique + coeff echange -> pas de détérioration de la température ni de la circulation Rôle du schéma d’advection Etienne Vignon -représentation du jet nocturne à Dôme C: -processus en jeu? - hauteur du jet? -Quelle longueur de mélange? -> évaluation des modèles Guylaine Canut 1. Représentation du vent par les paramétrisations dans les basses couches: Couche limite convective: schémas en flux de masse : - LMDZ (H02, RH08) : vent transporté comme une variable conservative (proposition d'un terme additionnel de pression mais impact non évident donc pour l'instant non retenu) - AROME (PMMC09, S04) : transporté comme une variable conservative mais ajout d'un termer représentant l'effet des perturbations de pression (Cu=Cv=0.5) Couche limite stable: schémas de turbulence : - LMDZ (ordre 1.5) (Yam 83) : :<u’iu’j> dépend de tke, longueur de mélange,gradients de vent, fonction de stabilité (f(Ri)) -AROME/ARPEGE (ordre 1.5) (Cuxart 00) : <u’iu’j> dépend de tke, longueur de mélange & gradients de vent -ECMWF (ordre 1) (Sandu 13) : fonctions de stabilité f(Ri) : short-tail pour Monin-Obukhov , long-tail (mélange même très stable: Ri>1) pour Louis (79) Schéma d’advection : impact sur le vent? Nouvelle formulation de la paramétrisation de la turbulence (V Masson, Q Rodier): - rajout d'une équation pronostique pour l'énergie potentielle (Zilitinkevich et al 2013) - besoin de déterminer les longueurs de mélange (simu LES?) Paramétrisation de la turbulence atmosphérique dans la couche limite stable (CNRM-GAME) Valéry Masson, Quentin Rodier 1. Représentation du vent par les paramétrisations dans les basses couches: Couche limite convective: schémas en flux de masse : - LMDZ (H02, RH08) : vent transporté comme une variable conservative (proposition d'un terme additionnel de pression mais impact non évident donc pour l'instant non retenu) - AROME (PMMC09, S04) : transporté comme une variable conservative mais ajout d'un termer représentant l'effet des perturbations de pression (Cu=Cv=0.5) Couche limite stable: schémas de turbulence : - LMDZ (ordre 1.5) (MY) : :<u’iu’j> dépend de tke, longueur de mélange,gradients de vent, fonction de stabilité (f(Ri)) -AROME/ARPEGE (ordre 1.5) (Cuxart 00) : <u’iu’j> dépend de tke, longueur de mélange & gradients de vent -ECMWF (ordre 1) (Sandu 13) : fonctions de stabilité f(Ri) : short-tail pour Monin-Obukhov , long-tail (mélange même très stable: Ri>1) pour Louis (79) Schéma d’advection : impact sur le vent? Nouvelle formulation de la paramétrisation de la turbulence (V Masson, Q Rodier): - rajout d'une équation pronostique pour l'énergie potentielle (Zilitinkevich et al 2013) - besoin de déterminer les longueurs de mélange (simu LES?) Evaluation du vent des analyses de ECMWF et de LMDZ (B Dialo, Y Largeron): -biais dans le cycle diurne (mélange du jet nocturne, rafales convectives), surestimation hiver 24/09/14 - analyse du cycle saisonnier Binta Dialo Yann Largeron observations ERA-I MERRA NCEP-CFSR Trop de vent la nuit Mai Sous-estimation du cycle diurne Août Décembre 1. Représentation du vent dans les basses couches: quelques questions ? nt évaluer sa représentation ? : données disponibles : tours, lidar vent, ballons captifs avec nacelle turbulente, autres? ur l’intensité du vent ou aussi direction? es cas 1D/LES car fort lien avec les termes de plus grande échelle ? Ok pour fluctuations moyens d'évaluation ? on des campagnes de mesure BLLAST, HATS, CHATS ? Apports attendus des nouveaux développements de schéma de turbulence ? - nouvelle formulation du schéma de turbulence incluant une équation d'évolution pour th'2 (Ep) - comment déterminer les longueurs de mélange & taux de dissipation (fermeture) -> LES ? - peut on avoir moins de diffusion en stable sans avoir de run-away cooling? -doit on tenir compte de l'humidité ? - quel rôle du relief ? Transport de vent dans le schéma en flux de masse? -besoin d’un terme de pression? -différents taux d'ent/dét pour le vent/les scalaires ? - rôle des nuages sur le transfert de quantité de mouvement? 2. Rugosité & Traînée: Dépendance de la rugosité sur mer : - vagues, houles, interaction avec le vent ? âge des vagues Marie –Noelle Bouin Flux de quantité de mouvement et profil de vent en mer: importance de la rugosité sur mer tout ce qui affecte la tension de vent affecte l’ensemble des flux (via u*) Formulations Bulk: α = cte ou f(vagues, u*) Paramétrisations avec ± physique Etat de l'art – effets physiques connus (observations) • U10 ≤ 25 m/s - houle et vagues : modifient la rugosité • U10 cyclonique (> 25 à 30 m/s) : rugosité décroit, transfert de quantité de mouvement sature voire décroit (embruns), couche stable Janssen 2004 Powell et al. 2003 Etat de l'art – effets physiques connus (observations) • Rétroaction chaleur SST sur stabilité → u* → flux de chaleur → SST • Rétroaction mécanique via vagues : qté de mvt des vagues dépend du terme de croissance qui dépend de l'âge des vagues qui dépend de u* •Profils log (vagues), profils modifiés (houle, embruns...) Pistes d'amélioration (modélisation) •Vents modérés/faibles : paramétrisation qui tient compte des vagues + modèle de vagues ou couplage modèle de vagues (à améliorer, partie HF des vagues) •Vents cycloniques : paramétrisations adaptées (à tester, études de cas) + couplage modèle océan Paramétrisation des flux turbulents sur mer/océan à meso-échelle u*, effet des vagues biais test sur vraies données (bouée Lion) dispersion 2 types de paramétrisations : basées sur de la physique (âge vagues) ou ajustées sur jeux de données 2. Rugosité & Traînée: Dépendance de la rugosité sur mer : - vagues, houles, interaction avec le vent ? Âge des vagues Traînée des arbres & des obstacles: Prise en compte de la traînée d’obstacles dans LES Trainée des obstacles au sein de l'écoulement (thèse P Aumont) Freinage au sein des arbres Dissipation supplémentaire au sein des arbres Trainée des obstacles au sein de l'écoulement Améliore le vent Améliore la température Avec z0 Avec trainée Avec z0 Avec trainée 2. Rugosité & Traînée: Dépendance de la rugosité sur mer : - vagues, houles, interaction avec le vent ? Âge des vagues Traînée des arbres & des obstacles: Prise en compte de la traînée d’obstacles dans LES CANOPY dans AROME & Méso-NH : - rajout de niveaux entre 1er niv modèle et la surface pour représenter la force de traînée des obstacles (végétation, ville) => meilleure représentation dans CLStable cas hivernal (évite découplage complet surface/atmosphère) Frottement orographique (nombreuses formulations) : - LMDZ: f(U, hmax), f(U, hmax,N), f(U,hmax,f,d) selon Fr/ Ro avec hmax, d =moutain dimension - SURFEX (AROME, ARPEGE): nb formulations en choix: -zo , - zo et dir_vent, zo et | vent | , juste écart-type du relief sous-maille -> AROME (juste zo); ARPEGE ??? -ECMWF: - blocking (BLOCK : coutournement/dépassement-> GW) - Turbulent Orographic Force Drag (frottement orographique de 5km-> Dx (Beljaars 2007)indptd de zo mais lié a écart-type du relief sous maille 2. Rugosité & Traînée : quelques questions Comment estimer la rugosité ? - mesures in-situ de profils de vent ? dépendance à la stabilité? - doit on différencier une valeur pour le vent et une pour chaleur/humidité ? -ré-évaluation des valeurs/formulations de rugosité? - dépendance à l’échelle (spatiale/temporelle) considérée? Interprétation de la rugosité : - que cache-t-on (processus) sous cette variable ? Utilisation d'autres formulations pour s'abstenir de la rugosité ? : -calcul de trainée (CANOPY) -> zo limité au 1er niv/2=25cm avec CANOPY - autres? Compensation entre frottement turbulent & frottement orographique? : Compensation entre frottement à la surface et conductivité de la couche de surface ? Répartition du frottement entre turbulence & orographie Représentation de l’orographie sous-maille : -importance jusqu’à quelle résolution? - comment? 3. Implications pour les calculs de flux sur mer & sur continent: Formulation des flux : -globalement même formulation sur mer & sur continent - forte dépendance au vent - définition des coefficients de transfert /ref=cas neutre - Fm, Fh= f° (Ri, z, zo) -les paramétrisations diffèrent par - Fm & Fh - CD10N: dépd du vent, u*, vagues, zo ? Implications pour les calculs de flux sur mer & sur continent: Formulation des flux : -globalement même formulation sur mer & sur continent - forte dépendance au vent - définition des coefficients de transfert /ref=cas neutre - Fm, Fh= f° (Ri, z, zo) -les paramétrisations diffèrent par - Fm & Fh - CD10N: dépd du vent, u*, vagues, zo ? -sur continent aussi: - séparation végétation/sol nu à gérer - Comment agréger les hétérogénéités de surface ? - Importance de la surface (neige => amplification de la stabilité) Implications pour les calculs de flux sur mer & sur continent: Formulation des flux : -globalement même formulation sur mer & sur continent - forte dépendance au vent - définition des coefficients de transfert /ref=cas neutre - Fm, Fh= f° (Ri, z, zo) -les paramétrisations diffèrent par - Fm & Fh - CD10N: dépd du vent, u*, vagues, zo ? -sur continent aussi: - séparation végétation/sol nu à gérer - Comment agréger les hétérogénéités de surface ? - Importance de la surface (neige => amplification de la stabilité) Prise en compte des rafales convectives/ turbulence pour le calcul des flux: -gustiness (Red 00) -> U²=Uo²+(B w*)² -> turbulence - Ug=f(pluie) ou Ug=f(Md) -> rafales convectives -LMDZ: juste gust turbulent : f(w*) - SURFEX (AROME, ARPEGE): turbulent U²=Uo²+f(u*,Tv*, zbl=600m) Non activé dans AROME -ECMWF (Bechtold, 2009) : U=Uo+cst*u*² + cst *(U850-U950) (turb+conv) Implications pour les calculs de flux sur mer & sur continent: quelques questions : Comment définir les coefficient de transfert? Quelles hypothèses physiques? Comment définir/évaluer les fonctions de stabilité? Prise en compte de la gustiness pour les flux? Comment la paramétrer? Effet de la pluie sur l’évaporation ? Rétroaction avec les caractéristiques de la surface (tre de surface, neige, état de la mer) Application au transport de scalaires : neige & poussières: Processus de soulèvement: - besoin des rafales(=vent sous maille) et non vent moyen sur 10' - flux d'érosion dépend du cube du vent de surface et doit dépasser un seuil - rafales turbulentes ( f° de u*) - rafales convectives (f° de pluie; Red00) - aussi rôle des évts synoptiques,… Erosion de poussières: - utilisation des réanalyses ou analyses -> sous-estimation de la distribution du vent (Y Largeron) - processus non pris en compte : mélange du jet nocturne, courants de densité, ... - Premiers résultats Représentation des champs de vents dans les réanalyses Largeron et al, en révison à GRL Observations vs (AMMA-CATCH / SDT / ARM) Réanalyses Paramétrisation de la densité de probabilité du vent sous-maille Outil : Simulations CASCADE (UKMO) PARAMETRISATION (ERA-i, MERRA, NCEP) Observations Observations pendant convection (pluie + tracking) ERA interim ERA interim pendant convection Forte sous-estimation de la fraction de vent fort SANS CONVECTION PROFONDE Subgrid explicit PDFs (black) parameterized PDFs (red) PENDANT LA CONVECTION PROFONDE Sous-estimation d’un à 2 ordres de grandeur du DUP et potentiellement du flux d’érosion Non-convective explicit PDF Non-convective parameterized PDF Convective (low rainfall) explicit PDF Convective (low rainfall) parameterized PDF Convective (high rainfall) explicit PDF Convective (high rainfall) parameterized PDF Application au transport de scalaires : neige & poussières: Processus de soulèvement: - besoin des rafales(=vent sous maille) et non vent moyen sur 10' - flux d'érosion dépend du cube du vent de surface et doit dépasser un seuil - rafales turbulentes ( f° de u*) - rafales convectives (f° de pluie; Red00) - aussi rôle des évts synoptiques,… Erosion de poussières: - utilisation des réanalyses ou analyses -> sous-estimation de la distribution du vent (Y Largeron) - processus non pris en compte : mélange du jet nocturne, courants de densité, ... Transport de neige par le vent: - induit une redistribution & évolution des pptés de surface -> variabilité spatiale des flux turb (V Vionnet) - quels sont les processus en jeu ? - quelle représentation de ce processus dans les GCMs (E Brun)? Pourquoi ? (stabilité, flux turbulent, modification de l'écoulement) Charles Amory densification de la neige sous l’effet du vent durant une tempête non représenté dans le modèle Tempête de neige Pic de CD lié chgt de direction Importance de la dir du vent/ élts de rugosité Application au transport de scalaires : neige & poussières: quelques questions : Représentation du vent sous-maille: - qu'est ce qui est représenté à l'heure actuelle ? - variabilité turbulente? - variabilité associée aux courants de densité? Soulèvement de poussières par le vent: - vers une représentation de la distribution du vent sous-maille (spatio-temporelle) ? - quelle distribution? - rétroaction sur les flux radiatifs, température de surface? Transport de neige par le vent: -quels processus en jeu (soulèvement, transport?) -qu'est ce qui est représenté à l'heure actuelle : les différentes approches (V Vionnet) ? -quelle représentation de ce processus dans les GCMs (E Brun)? Pourquoi ? (stabilité, flux turbulent, modification de l'écoulement) -quelles conséquences sur le flux de surface ? Implications pour la formation des embruns ? FIN Représentation des vents dans le couplage à grande échelle couche limite/surface en présence de neige Eric Brun Propriétés physiques uniques de la neige : ==> à même forçage météorologique, la neige a une température de surface plus froide que toutes les autres surfaces ==> amplification par la stabilisation des basses couches atmosphériques et la limitation associée des flux de chaleur ==> source de déséquilibre et génération d'écoulements de basses-couches La neige peut être transportée par le vent : ==> densification de la surface, sublimation et transformation des propriétés physiques ==> échanges physico-chimiques ==> modélisation encore empirique et très perfectible ==> quantification des phénomènes et représentation dans GCM incertaines Zones d'intérêt à grande échelle: - Antarctique, Groenland, Arctique, Sibérie, Canada, ... Labos concernés : - LGGE , CNRM (CEN et GMGEC), LTHE, LSCE, ... Représentation des vents dans le couplage CLS/surface en zone montagne - Vincent Vionnet Intérêts principaux : Transport de la neige par le vent : Redistribution/sublimation de la neige transportée Evolution des propriétés de surface du manteau neigeux Variabilité spatiale des flux turbulents (H, LE) et conséquences sur l’évolution du manteau neigeux et la dynamique atmosphérique Questions à poser : Initialisation de la surface dans les simulations couplées en zone de montagne: quelle méthode retenir en fonction des objectifs visés? Composante sous-maille de l’orographie : comment la traiter dans les simulations sous-kilométriques (25-500 m)? Transport de neige par le vent : vers une comparaison des approches de modélisation en zone de montagne et sur les calottes? rocessus -> pas (peu ) de paramétrisations téo) depuis 2010 en région côtière + ponctuelles de param Charles Amory Vents de surface au Sahel et soulèvement de poussières Yann Largeron, Françoise Guichard, Dominique Bouniol, Fleur Couvreux Problématique : Le flux d’érosion de poussières dépend du cube du vent de surface au-delà d’un certain seuil : L’érosion a lieu principalement lors d’épisodes de convection profonde pendant lesquels les vents de surface sont intenses. Les modèles d’érosion utilisent le vent issu de réanalyses dans lesquelles l’effet de la convection profonde sur le vent de surface n’est pas représenté. Dust storm (Haboob) in Sahel. Photo : F. Guichard, L. Kergoat Méthode : Analyse d’observations (AMMA-CATCH, SDT, ARM) Analyse de simulations CRM et LES sur le Sahel (projet CASCADE, simulations AROME et MesoNH) Simulation domains of the CASCADE project (Pearson et al, 2010) Travaux en cours : Travaux à venir : Paramétrisation du vent de surface associé aux rafales convectives. Simulations régionales off-line d’érosion des sols intégrant la paramétrisation des rafales convectives. Représentation statistique de la densité de probabilité du vent sous-maille en fonction de variables grande-échelle. Simulations rétrospectives sur 1960-2010. A Sima Couplage atmosphère/surface (MP Lefebvre) 2/2 + Construction de cas 1D pour explorer les valeurs extrêmes possibles en terme de température journalière en Europe (ANR SEEN avec F.Cheruy & I.Beau) + Après avoir identifié en 3D des situations de canicule, on extraira du 3D des forçages pour le 1D (travail pas encore démarré) Paramétrisation de la turbulence atmosphérique dans la couche limite stable (CNRM-GAME) Méthodologi e Année 1 : Paramétrisation de la couche limite stable • Énergie Potentielle Turbulente • Fermetures : longueurs de mélange et dissipation • Humidité Avec simul. phys., Dôme C et LES Année 2 : Couche limite stable sur relief • Turbulence de sillage en aval de reliefs (grand Ri) • Interactions pentes, couches stables et turbulence Avec simul. phys. (sol ondulé) sur pente (Alpes) et LES Paramétrisation de la turbulence atmosphérique dans la couche limite stable (CNRM-GAME) Année 3 : Tests de la paramétrisation à mésoéchelle Avec campagne de mesures dans vallée (Passy) et simulations numériques Meso-NH Tests dans AROME Equipes et Collaborations • Interne : groupes GMEI (Météorologie Expérimentale et Instrumentale), GMME (Moyenne Echelle) et GMAP (Modélisation et d'Assimilation pour la Prévision) • National : laboratoires LEGI et LGGE de Grenoble • International : Finnish Meteorological Institute (FIN) et Wageningen University (P-B) Paramétrisation des flux turbulents sur mer/océan à meso-échelle Rappel : tout ce qui affecte la tension de vent (u*) affecte l'ensemble des flux Bulk : et (Charnock) : la rugosité évolue en permanence en fonction de U10 et (?) des vagues Trois domaines différents pour évolution de Cd : vent faible + houle (z0 ne dépend pas de U10) mer du vent (vent intermédiaire) : influence des vagues ? vent très fort (> 25 m/s) et embruns/déferlement Paramétrisation des flux turbulents sur mer/océan à meso-échelle sur le coefficient de transfert Paramétrisation des flux turbulents sur mer/océan à meso-échelle Flux de chaleur sensible (biais chaud dans Ecume) Flux turbulents de chaleur Effets de la SST : conditions aux limites et/ou couplage (1D). Pertinence de l'évolution temporelle à échelle de la PNT ? Effets de couche chaude / surface froide Cycle diurne, impact à moyenne échéance / climat Effet de la pluie Effets des rafales Effet de la stabilité (conditions stables ?) Flux turbulents en mer et vagues (vents faibles et modérés) Effet houle (observé + bassin + modèles) = diminue u* si alignée, augmente si opposée Perspective : couplage avec modèle de vagues --> donne α ou Cd mais problèmes paramétrisation HF + problèmes MF-WAM Effets mer du vent : mer du vent variable / U10 (fetch + durée +..), donc rugosité variable, donc Cd variable Perspectives : paramétrisation qui intègre ces effets (type Coare 3.0) + couplage modèle de vagues ou couplage modèle de vagues directement (mais pb cf + haut) --> nouvelle paramétrisation à développer Flux turbulents en mer (vents cycloniques) Effet embruns = lisse la surface, diminue la turbulence (couche très stable), z 0 baisse Effet embruns = transfert de qqté mvt via gouttelettes Cd sature ou diminue ? Effets sur LE + H : LE augmente, H diminue (?) Modèles physiques OK + paramétrisations incluant effets u * + chaleur Effets déferlement sur albedo Couplage avec modèle océan (rétroaction très rapide) --> paramétrisations à tester sur études de cas Flux turbulents en mer (vents cycloniques) Coefficient de transfert : saturation ou baisse ? Test sur données idéales Flux turbulents en mer (vents cycloniques) Chaleur latente : effet des embruns (?) et/ou de la baisse de rugosité Intérêts + directions de recherche Prise en compte des vagues dans le calcul des flux turbulents •Etudes de cas en Méditerranée (HyMeX) – événements précipitants intenses ou coups de vent – Thèse O. Thévenot (POI16a) – Forçage par sorties MFWAM – en cours •Groupe de travail sur le couplage OA – couplage vent-vagues en opérationnel à MF – Arome / MFWAM – en cours •Amélioration de l'algorithme de paramétrisation des flux pour tenir compte des vagues + spray (opérationnel MF) à partir inversion données HyMeX EOP océan (CNRM/GMGEC-GMME) Effets des embruns sur vents très forts •Etudes de cas cyclone océan Indien (projet en cours de montage avec le LaCy) DEPHY2 - 2014 - MN Bouin Couplage atmosphère/surface (MP Lefebvre) 1/2 + Malgré les améliorations récentes des schémas de couche limite + des biais persistent : * à cause de la mauvaise représentation des nuages * à cause du couplage sol/atmosphère et de l'hydrologie => modéliser en détail les couplages avec les surfaces et améliorer la représentation du bilan d'énergie Je suis engagée sur ce thème par l'intermédiaire de 3 cas 1D: + le cas AMMA du 10/7/2006 pour le rôle des hétérogénéités de surface (avec C.Rio) + le cas DICE: 3 jours en octobre 1999 pour lequel on étudie le couplage sol/atmosphère par une hiérarchie de modèles (avec F.Cheruy & S.Ait-Mesbah). Voir exposé méthodologie de mardi 9/9. + le cas GABLS4 (11/12/20009 à Dôme C) sur les couches limites très stables sur le plateau antarctique (pas encore implémenté au LMD). On pourra utiliser la possibilité récente de Représentation des vents dans le couplage à grande échelle couche limite/surface en présence de neige Eric Brun Propriétés physiques uniques de la neige : ==> à même forçage météorologique, la neige a une température de surface plus froide que toutes les autres surfaces ==> amplification par la stabilisation des basses couches atmosphériques et la limitation associée des flux de chaleur ==> source de déséquilibre et génération d'écoulements de basses-couches La neige peut être transportée par le vent : ==> densification de la surface, sublimation et transformation des propriétés physiques ==> échanges physico-chimiques ==> modélisation encore empirique et très perfectible ==> quantification des phénomènes et représentation dans GCM incertaines Zones d'intérêt à grande échelle: - Antarctique, Groenland, Arctique, Sibérie, Canada, ... Labos concernés : - LGGE , CNRM (CEN et GMGEC), LTHE, LSCE, ... Contexte : flux turbulents en mer, influence des états de mer Infos sur vagues (modèle) Toutes situations avec mer du vent ou houle Vagues (U10 de 5 à 25 m/s) Embruns (U10 > 25 m/s Cyclones tropicaux DEPHY2 - 2014 - MN Bouin Rugosité (z0) coefficient de transfert entre vent et u* (u*2=CdU102 ) Gouttelettes en suspension Bulk adapté Flux de quantité de mouvement et de chaleur (dont évaporation ) Un exemple en Méditerranée : 26-31 oct 2012 30 à 50% de variabilité sur u*, H et LE Coare 3.0 sans/avec vagues DEPHY2 - 2014 - MN Bouin Méthode (influence des vagues sur flux) Constatations : • variabilité des vagues (H1/3, Tp) importante et bien reproduite par le modèle •variabilité des flux (u*) en fonction des vagues (?) utilisation du modèle de vagues (MFWAM) MESO-NH, Arome, Arpege u*= f(H1/3, Tp) avec bulk u* ? MFWAM DEPHY2 - 2014 - MN Bouin H1/3 - Tp Cd
© Copyright 2024 ExpyDoc
