15/01/2010
1h30
Tour de table sur les activités en cours autour de la nouvelle physique.
Alexandre
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Version 1D du GCM
Forcage ancienne et nouvelle physique.
Comparaison avec différents forcages.
Tests sur le transect GPCI.
Tendances 3 mois en 1D.
Différentes façons de forcer.
Rayonnement interactif ou non.
Très sensible au rayonnement.
Grosse dépendance à la façon de prescrire les ratqs.
Alternance de nuages Emanuel et thermiques.
Cas Rico en 3D pour forcer un 1D.
Nicolas
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1D radiatif-convectif idéalisé. Boite fermée. Refroidissement imposé dans l'atmosphèree et chauffage en bas. Comparaison avec des simulations CRM.
Problèmes identifiés.
Moins il y a de l'eau dans le sol, plus on a de poches froides.
Etude de la rétroaction sol/atmosphère.
En train de revoir le couplage entre les thermiques et la convection profonde.
Dimitra
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Observations Calipso et simulateur Cosp pour evaluer le modèle.
Meilleure représentation des nuages bas avec la nouvelle physique.
Dans les moyennes latitudes : trop de nuages haut et épais.
Et pas du tout assez de nuages moyens.
Marie-Pierre :
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Travail avec Arpege 1D appelant la physique LMD.
Test sur des cas connus comme Bomex, Rico, etc.
Avec la version standard de la nouvelle physique : rien sur Toga-court.
Mouhamed :
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Regarde le cycle de l'eau dans la région AMMA.
Distribution des précipitations.
Nouvelle physique avec une convection beaucoup plus profonde.
Isabelle :
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Poches froides dans la nouvelle physique.
Avec le 1D de LMDZ.
Assez sensibile aux paramètres des densité de poches froides.
En equilibre radiatif-convectif sans les thermiques.
Regarde les distributions de poches dans le 3D.
Présentes pendant tout le mois quand il pleut sur les océans.
Frédérique :
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Ancienne physique / nouvelle physique au Sirta.
Combinaison avec l'hydrologie à 11 couches de Patricia.
Le 11 couche diminue le biais chaud et sec d'été.
Reste un biais avec pas assez de nuages l'été.
A récupéré les données LNA sur le Sirta pour évaluer les distributions verticales de nuages.
Biais sur le vent en surface mais bonne corrélation.
Estimation de PdFs de l'eau sur Rome.
Jean-Yves :
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Il faudrait travailler sur les lois de mélange dans la colonne convective.
Nouveau traitement plus lisse quand les poches grossissent trop.
Sur océans, les poches ne suffisent pas à faire une intensité convective suffisamment fortes.
Sandrine :
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Exploration de la sensibilité du rapport précip convective/grande échelle aux paramètres de la physique.
Uitlisation du cas Toga-long.
Ca marche bien en général sauf quand c'est très convectif.
Deux paramètres importants :
1. couplage convection / couche limite.
C'est la fermeture qui pose problème.
Ajout d'un terme constant 0.05 W/m2
2. Le parametre kstar qui relie les poches à la fermeture.
L'augmentation du kstar améliore les choses.
Comparaison aux obs : tout le temps trop humide à partir de 700 mbar et au dessus.
Catherine
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Derniers ajustements de l'entrainement et du detrainement pour les révisions d'un
article avec Fleur Couvreux (CNRM).
Ce travail est fait sur une version nouvelle du code, et notamment des routines thermcell_main et thermcell_plume.
Arnaud
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Travail avec Catherine sur l'entrainement et le détrainement.;
Travail sur les distributions (PDFs) de l'eau sous-maille.
Prêt à intégrer dans le modèle (dans fisrt) une nouvelle paramétrisation basée sur deux gaussiennes.
Frédéric
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Travail avec Catherine et Arnaud sur les entrainements/détrainements/PDFs.
Test des nouvelles versions et notamment des problèmes de stabilité numérique.
Discussion. Problèmes rencontrés et pistes pour les améliorations :
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1. pas de temps et instabilité numérique du modèle du thermique.
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Les formulations récentes du modèle sont plus stables que les précédentes pour des petits pas de temps.
Mais le modèle reste instable pour de grands pas de temps.
Le fait d'appliquer une relaxation sur les flux de masse avec une constante de temps tau_thermals= 3 x le pas de temps physique
permet de stabiliser le modèle.
En revanche, les paramètres internes à la paramétrisation, comme les vitesses verticales utilisées notamment pour le couplage avec la convection profonde, peuvent devenir très faux.
6. Pluies grande écehlle sur les océans
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Le modèle tend à faire beaucoup plus de pluie "grande échelle" (au sens où elle est calculée par fisrt) que convective (calculée par le schéma d'Emanuel).
Les poches sont bonnes sur Toga mais la convection s'éteind dans les cas d'ascendance de grande échelle significative ou la convection devrait au contraire être très active.
L'ajout d'un petit + sur ALP (de l'ordre de 0.02 W/m2) permet de résoudre ce problème.
3. Fermeture de la convection.
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Différentes questions se posent concernant la fermeture, en lien notamment avec les problèmes rencontrés sur les océans.
Question d'inclusion de la convergence dans les fermetures (terme en W w'2 où W est le vent à grande échelle et w' la vitesse dans les thermiques ou la vitesse de soulèvement par les poches) ?
Faire dépendre la fermeture de la taille de la maille ?
4. Lois de mélange sur les colonnes convectives
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Différentes options existent pour calculer les mélanges entre l'air extrait de la colonne adiabatique (coeur du schéma convectif d'Emanuel) et l'environnement.
Cette question pourrait être reliée (même si les tests actuels ne sont pas concluants) à une tendance du modèle à avoir une troposphère un peu trop humide en présence de convection.
5. Choix des paramètres des poches
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Pour le moment : 1 poche par carré de 1000 km de côté.
Dynamique de la population des poches.
Avant les poches disparaissaient quand elles devenaient trop grandes.
Maintenant : "sissiparité" ??????????????????????
6. Mise en place de la glace dans le schéma d'Emanuel
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7. Prise en compte du relief dans la fermeture de la convection
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A tester dans le modèle 3D
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Laurent va se charger dans un premier temps de ces tests.
En préalable, modification du code :
Ajout d'un ALP_offset sur ALP
Extension des options de couplage entre thermiques et convection
iflag_couple= 0, 1, 2, 3 0: non couplé, 1: couplé, 2: ALE couplé, 3: ALP couplé
***************************
Simulation de reference:
***************************
(1) Ajout de alp_offset dans physiq.F :
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(aux alentours de la ligne 2050):
else
IF(prt_level>9)WRITE(lunout,*)'ALE et ALP couples au thermique'
do i = 1,klon
ALE(i) = max(ale_wake(i),Ale_bl(i))
c avant ALP(i) = alp_wake(i) + Alp_bl(i)
ALP(i) = alp_wake(i) + Alp_bl(i) + alp_offset ! modif sb
c write(20,*)'ALE',ALE(i),Ale_bl(i),ale_wake(i)
c write(21,*)'ALP',ALP(i),Alp_bl(i),alp_wake(i)
enddo
avec alp_offset = 0.01 (a ajouter au physiq.def)
Le mieux serait d'ajouter le alp_offset dans le physiq.def
(2) Fichier wake_param.data:
============================
0.33 stark
1.00 ALPk
1.e-10 wdens
1.32 coefgw
(3) Physiq.def:
================
# convection:
iflag_con=3
iflag_coupl=1
iflag_wake=1
iflag_clos=2
ok_adj_ema = n
iflag_cvl_sigd=0
# couche limite:
iflag_thermals=14
nsplit_thermals=1
tau_thermals=1800.
iflag_pbl=8
iflag_thermals_ed=1
iflag_thermals_optflux=1
# reglages nuages:
iflag_ratqs=1
iflag_pdf = 1
iflag_cldcon = 4
fact_cldcon = 1.
ratqsbas = 0.08
ratqshaut = 0.08
cld_tau_lsc = 450.
cld_tau_con = 450.
coef_eva = 2.e-4
iflag_clw = 1
reevap_ice = y
facttemps = 1.e-4
ok_newmicro = y
rad_froid = 35
rad_chau1=12
rad_chau2=11
overlap = 3
# avec en plus quelques reglages de CLOUD09:
epmax = 0.999
ffallv_lsc = 0.5
ffallv_con = 0.5
cld_lc_lsc = 4.16e-4
cld_lc_con = 4.16e-4
# nouveau melange convectif "en cloche":
iflag_mix=1
qqa1=1
qqa2=0
# autres:
ksta_ter=1.e-7
ksta=1.e-10
ok_kzmin=y
cdmmax = 2.5E-3
cdhmax = 2.0E-3
isol=2000.
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Experiences de Sensibilite (2 ans sur SSTs climatiques) :
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En plus de la simulation de reference, on aimerait faire des
tests de sensibilite permettant d'explorer les valeurs de:
- dans wake_param.data:
wdens (de 1.e-10 a 4.e-10)
alpk (de 0.5 a 1)
- dans physiq.def :
alp_offset (de 0 a 0.01)
iflag_mix=1 avec qqa1=0 et qqa2=1 (au lieu de qqa1=1 et qqa2=0)
iflag_mix=0
- avec nouvelles/anciennes thermiques
iflag_thermals=14/16 et tau_thermals=3*dtphys
- une simulation avec des pas de temps physique cocurts (typiquement 2 minutes)