GROUPE DE PROJET MESONH
Compte-rendu de la réunion du 10 juin 2004
Rédacteur E. Richard, LA

Présents : Mmes Lac, Mallet, Mari, Payart, Richard MM Chaboureau, Gazen, Jabouille, Masson, Pinty, Seity.

1. Informations générales

Licences

Deux nouvelles licences ont été signées. La première, avec le DLR (IPA, Oberpfaffenhofen), fait suite à une collaboration engagée entre T. Fehr, C. Mari et J.-P. Pinty sur la paramétrisation des NOx émis par les éclairs. Les cas d'études envisagés sont des situations documentées lors des campagnes TROCCINOX (Brésil) et VERTIKATOR (Allemagne). La seconde licence concerne l'institut de recherche de Guyang (Chine) s'intéressant à la prévision de la pollution par le mercure. Une doctorante de cet institut (X. Liu) viendra travailler un an au LA avec C. Mari à partir de l'automne 2004.

MésoNH applications

La maquette " Lannemezan " (deux modèles imbriqués de 12 km et 3 km de résolution, initialisés et forcés par des prévisions Arpege) fonctionne depuis 3 mois sur une grappe de PC Linux au LA.. Les comparaisons systématiques avec le profileur VHF de Lannemezan (erreur quadratique moyenne, biais, moyenne) ne montrent pour l'instant pas d'amélioration sensible entre une prévision ARPEGE et une prévision MésoNH. Dans la tranche 3000-6000 m les vents MésoNH sont légèrement moins bons que les vents ARPEGE. Par contre MésoNH semble avoir de meilleurs biais au niveau du jet d'altitude. Prochainement, la configuration de cette maquette sera modifiée, pour permettre un rafraîchissement plus fréquent des conditions aux limites (utilisation des prévisions ARPEGE toutes les 3 heures et/ou utilisation des prévisions ALADIN). Les résultats sont consultables sous http://mnhapp.aero.obs-mip.fr/mesonh/show_data2.cgi (site ouvert au LA et en principe à Météo-France, mais encore loin d'être optimal dans sa présentation !)

Un système analogue a fonctionné sur la machine kami de Météo-France pour effectuer des prévisions haute résolution pour les cérémonies de commémoration du débarquement. Le produit pertinent était la prévision des nuages bas. Le système semble avoir donné satisfaction aux militaires, mais les résultats n'ont pas encore été analysés en détail.

Les travaux visant à développer l'interface homme-machine se poursuivent en relation avec l'ICAM. Ils sont pratiquement achevés pour une configuration figée de type maquette à 2 modèles. La seconde phase qui permettra en principe de gérer toutes les configurations de type recherche vient de débuter. Le cahier des charges est dû pour fin juin et la réalisation prévue de septembre à janvier.

Séminaires de Bill Skamarock (NCAR) au LA

Bill Skamarock (NCAR) donnera 2 séminaires au LA le vendredi 9 juillet salle Coriolis, le premier en fin de matinée sur le projet WRF, le second en début d'après-midi sur l'assimilation des réflectivités radar par filtre de Kalman d'ensemble. Un buffet sera organisé pour la pause déjeuner (inscription auprès de Gisèle Nozières : nozg@aero.obs-mip.fr )

Réunion des utilisateurs

La dernière réunion a eu lieu en février 2003. Il est temps d'organiser la prochaine qui devrait se tenir au CNRM si possible dans la période janvier-février 2005. La date précise et les modalités d'organisation seront discutées en septembre.

Stage utilisateurs

Comme déjà 3 ou 4 demandes ont été formulées, le stage d'automne sera maintenu. P. Jabouille en fera l'annonce cet automne auprès des directeurs de laboratoire et par l'intermédiaire de la liste de diffusion MésoNH.

Résultats de GABLS

GABLS est un projet GEWEX d'inter comparaison de modèles sur des thématiques de couche limite. Le groupe de l'université des Baléares a participé à un exercice dédié à la simulation LES d'une couche limite stable arctique. Les résultats sont disponibles en ligne ( http://www.gabls.org/). J. Cuxart semble satisfait du comportement de MésoNH.

Participation à l'exercice d'inter comparaison du WMO

Cet exercice est consacré à la représentation des nuages ( http://box.mmm.ucar.edu/events/wmo_workshop04/). Les résultats seront présentés à Hambourg en juillet. Cinq cas d'études sont proposés : cold air outbreak sur la mer du Japon (2D), précipitations orographiques de la campagne IMPROVE (2D et 3D), crue de l'Elbe (3D), convection peu profonde sur le site de Cabauw, transport convectif et chimie en phase aqueuse dans un orage de la campagne STERAO. J.-P. Chaboureau et J.-P. Pinty sont en train d'effectuer les différentes simulations et participeront à la réunion de Hambourg.

Poursuite des travaux sur la couche limite nuageuse

A la suite de son stage de DEA, Julia Hidalgo restera trois mois supplémentaires à Météo-France. Elle mettra à jour les simulations de couche limite nuageuse de type BOMEX qui ne sont toujours pas satisfaisantes. Il s'agit essentiellement de faire un état des lieux actualisé et de documenter correctement les problèmes subsistants.

2. Travaux scientifiques

TROCCINOX

TROCCINOX est un projet européen auquel participe le LA. Ce projet est dédié à l'étude de la production et du transport de NOx par la convection. Il a fait l'objet d'une campagne de terrain sur la région de Bauru au Brésil pendant l'hiver 2004. Dans ce cadre, le modèle MésoNH a fonctionné en mode prévision pendant une trentaine de jours pour aider à la planification des missions avion et ballon. Les simulations étaient réalisées à l'IDRIS (Dx = 30 km) et les résultats, postés sur http://www.aero.obs-mip.fr/mesonh/troccinox/, étaient consultables depuis Bauru. J.-P. Chaboureau nous a présenté un bilan des résultats. Une confrontation systématique avec les observations satellites montre que les températures de brillance synthétiques des runs opérationnels présentent un biais positif. Ce biais est très atténué dans les simulations rejouées a posteriori et dans lesquelles la paramétrisation de nébulosité fractionnaire a été activée. L'impact est positif, non seulement sur le rendu de l'observation satellite mais aussi sur les cumuls de précipitations.

Paramétrisation des NOx produits par les éclairs

Ce travail est un développement récent réalisé lors du séjour de T. Fehr au LA. J.-P. Pinty nous a décrit brièvement cette paramétrisation (fondée sur l'article de Price et al., 1997) qui relie de façon assez grossière la fréquence des éclairs et le taux de production de NOx à certaines caractéristiques morphologiques des nuages, essentiellement épaisseur des fractions liquide et glacée en distinguant updraft et downdraft. Dans MésoNH, ces caractéristiques sont déduites du schéma de convection. Cette paramétrisation est totalement indépendante de celle existant dans MésoNH électrique. Elle est beaucoup plus frustre mais facile à mettre en œuvre dans les simulations à basse résolution. Elle fournit par ailleurs des diagnostics directement comparables aux observations opérationnelles des réseaux de détection de foudre.

Simulations longues de la circulation méridienne de l'Afrique de l'Ouest

L'équipe MOANA du CNRM intègre actuellement des simulations bi-dimensionnelles de la circulation méridienne de l'Afrique de l'Ouest sur des périodes de plusieurs mois. Il semblerait que le schéma de rayonnement réchauffe légèrement trop la tranche d'atmosphère comprise entre 12 et 16 km. Ce défaut imperceptible sur les simulations courtes s'accumule dans le temps et cause une dérive des simulations longues. J.-J. Morcrette a été contacté sur ce point.

3. Développements en cours

AROME

Yann Seity a présenté les derniers résultats obtenus par le groupe AROME de Météo-France. Ce groupe développe actuellement deux prototypes. Le prototype AROME est basé sur la dynamique de la version non hydrostatique du modèle ALADIN et sur la physique du modèle MésoNH. Il fonctionne avec une maille de 2.5 km et la convection est entièrement explicite. C'est le prototype du futur modèle opérationnel pour la France. Le prototype ALARO est davantage destiné aux utilisateurs ALADIN des pays de l'Est. Il fonctionne sur les mêmes bases mais avec une résolution de 10 km et fait appel au schéma de convection implicite. Les premiers tests ont été réalisés sur la situation de pluies intenses du Gard. Pour AROME, les résultats sont très encourageants et ne présentent pas de différences majeures avec les résultats de MésoNH. Pour ALARO, on note quelques différences encore inexpliquées dans l'étendue spatiale des hydrométéores glacés. Pour l'instant il n'y a pas d'ajustement à la saturation fait après le passage du semi-lagrangien.

Externalisation de la surface

La paramétrisation de la surface (en particulier le schéma ISBA) va devenir un module indépendant de MésoNH. Ainsi ce module pourra être appelé indifféremment par MésoNH, AROME ou tout autre code (hydrologique par exemple). L'opération consistant à externaliser ce module est achevée et le prochain cycle de MésoNH intégrera ce développement.

Initialisation de MésoNH à partir des analyses du NCEP

Actuellement MésoNH peut s'initialiser à partir des analyses (et/ou prévisions) du modèle du CEPMMT et des modèles ARPEGE et ALADIN. Pour répondre à une question du Service d'Aéronomie, I. Mallet a examiné comment développer une nouvelle filière qui utiliserait les produits du NCEP. Techniquement la lecture des fichiers GRIB du NCEP ne pose pas de problème, mais la résolution verticale des champs disponibles sur le WEB est totalement insuffisante. Il existe probablement d'autres produits. I. Mallet poursuivra ses investigations en contactant les utilisateurs du code MM5 qui est souvent initialisé à partir du NCEP.

Ajout du chauffage dissipatif

Le codage de ce terme (actuellement manquant mais important uniquement par situation de vent très fort) a finalement été réalisé. Il sera inclus dans le prochain cycle. Il faut s'assurer que l'équation de la thermodynamique doit utiliser Pi et non Piref dans le coefficient pour le chauffage diabatique.

Documentation scientifique

Nous sommes actuellement très en retard. La dernière version de la documentation sur le WEB est relative au cycle MASDEV4_3 (alors que nous préparons le MASDEV4_6 !). P. Mascart a reçu de nombreux documents relatifs aux développements récents. Il nous promet une mise à jour pour la fin de l'été. L'ensemble de la documentation sera géré sous cvs.

4. Service aux utilisateurs

Diffusion du compte rendu

Le compte rendu est actuellement diffusé à une liste restreinte plus ou moins liée au groupe de projet. Afin de faciliter et stimuler le dialogue entre développeurs et utilisateurs, il sera dorénavant diffusé à l'ensemble des utilisateurs via la liste de diffusion et posté sur http://www.aero.obs-mip.fr/mesonh/dir_meetings/project/ .

Résultats du sondage sur les post-traitements

I. Mallet a reçu 26 réponses à son enquête sur les post-traitements. On note une utilisation massive des sorties ASCII de l'outil graphique diaprog. Par contre certaines procédures comme prep_experiment ne sont pas encore vraiment utilisées en dehors de Météo-France.

Nouveaux outils et documentation associée

I. Mallet poursuit ses développements pour intégrer les besoins exprimés dans l'enquête et nous fera bientôt une proposition.

Libtools

Sous ce terme sont regroupés tous les outils périphériques de MésoNH (les outils graphiques, les convertisseurs de fichier, les outils de compressions, ...). Si la gestion du code source de MésoNH a toujours été rigoureuse, la gestion des libtools était davantage anarchique. Depuis peu, ces outils font l'objet d'une version commune gérée sous cvs (y compris leur documentation) qui sera téléchargeable à partir du web.

5. Planification des travaux

Le prochain cycle prévu initialement pour Pâques ne sera disponible qu'en septembre. Sa réalisation a été différée en raison du retard pris sur l'externalisation d'ISBA. Il comprendra, outre la surface externalisée, la suppression des $n, quelques modifications techniques de la chimie, l'interaction glace/turbulence, la paramétrisation des éclairs dans le schéma de convection, quelques diagnostics additionnels (KDP et ZDR pour les radars polarimétriques, délais GPS) et le terme de dissipation identifié manquant. Un effort sera fait pour également inclure dans le code des exemples d'acquisition de séries temporelles.

La date de la prochaine réunion du groupe de projet sera fixée en septembre.