améliorations du schéma de rayonnement odile thouron, jean louis brenguier, christine lac,...
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Améliorations du schéma de rayonnement
Odile Thouron, Jean Louis Brenguier, Christine Lac, Philippe Dubuisson
Réunion Méso-NH Utilisateurs – 23/24 Avril 2007
CNRM/GMEI/ MNPCA
PLAN DE LA PRESENTATION
1) Code de transfert radiatif du Centre Européen
CODE DE TRANSFERT
RADIATIF
(Centre Européen)
INTERFACE
MESO-NHMESO-NH
1) Code de transfert radiatif du Centre Européen (TR-ECMWF) Révision du schéma ondes courtes
2) Interface Méso-NH Calcul des propriétés optiques Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif
1) CODE DE TRANSFERT RADIATIF DU CENTRE EUROPEEN
CODE DE TRANSFERT RADIATIF DU CENTRE EUROPEEN
Schéma ondes courtes
Diffusion du rayonnement solaire incident Ancienne formulation
Les mêmes hypothèses de recouvrement sont appliquées aux efficacités de diffusion et aux fractions nuageuses
Efficacité de diffusion
Diffusion du rayonnement solaire incident Ancienne formulation
Les mêmes hypothèses de recouvrement sont appliquées aux efficacités de diffusion et aux fractions nuageuses
Nouvelle formulation proposée L’efficacité de diffusion moyenne de chaque maille est
connue Aucune hypothèse de recouvrement n’est effectuée
Cas d’étude 1) STRATO: Stratocumulus (Sandu et al., 2007)
Simulation LES 3D Résolution horizontale: 50 m Résolution verticale: 10 m
2) CUMUB: Cumulus (Szumowski et al.,1990)
Simulation LES 2D Résolution horizontale: 50 m Résolution verticale: 10 m
CODE DE TRANSFERT RADIATIF DU CENTRE EUROPEEN
Schéma ondes courtes
Méthodologie Calcul des propriétés optiques avec la théorie de
Mie (MOP) Calcul des flux en chaque colonne du domaine
SHDOM (ordonnées discrètes) TR-ECMWF avant correction (Old scheme) TR-ECMWF après correction (New scheme)
CODE DE TRANSFERT RADIATIF DU CENTRE EUROPEEN
Schéma ondes courtes
Schéma ondes courtes
CODE DE TRANSFERT RADIATIF DU CENTRE EUROPEEN
STRATO Sommet Sol
Old
Scheme
-81 80
New
Scheme
35 43
CUMU Sommet Sol
Old
Scheme
-211 185
New
Scheme
+47 -64
Cosinus de l’angle solaire
Différence avec SHDOM (W.m-2)
Flux au sommet Flux au sol
2) INTERFACE MESO-NH
INTERFACE MESO-NH
Propriétés optiques paramétrées: Slingo et al. (1989) Fouquart (1987): Hypothèse du coefficient d’extinction constant = 2
Mie Mie
F
ouqu
art-
Mie)/ M
ie
S
lingo
-M
ie)/ M
ie
Propriétés optiques Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif
CUMULUS
STRATOCUMULUS
INTERFACE MESO-NH
Propriétés optiques
Mie Mie
F
ouqu
art-
Mie)/ M
ie
S
lingo
-M
ie)/ M
ie
Cas de simulation où seul le contenu en eau est connu Rayon effectif déterminé à partir de Martin et al. (1987)
Paramétrisation établie à partir d’observations de stratocumulus Hypothèse sur la concentration
Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif
Mie
S
lingo
-M
ie)/ M
ie
CUMULUS
STRATOCUMULUS
INTERFACE MESO-NH
Propriétés optiques Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif
Concentration non pronostiquée: Mauvaise paramétrisation du rayon effectif
Concentration pronostiquée: Généralement études LES qui nécessitent de correctement choisir les paramétrisations de propriétés optiques
INTERFACE MESO-NH
Résultats préliminaires Cas de simulations 1D d’une même colonne nuageuse
Schéma basé sur Khairoutdinov et Kogan (2000) (Geoffroy et al., en préparation)
Résolution verticale: 10 m Simulation de nuit et de jour
Propriétés optiques Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif
Avec pluie
Sans pluie
Con
tenu
en
eau
nu
ageu
se (
g.m
-2)
Con
tenu
en
eau
de
plu
ie (
g.m
-2)
NUIT
INTERFACE MESO-NH
Propriétés optiques Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif
NUIT
LWC
INTERFACE MESO-NH
Propriétés optiques Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif
Avec pluie
Sans pluieC
onte
nu e
n ea
u
nuag
euse
(g.
m-2)
Con
tenu
en
eau
de
plu
ie (
g.m
-2)
JOUR
INTERFACE MESO-NH
Propriétés optiques Prise en compte de la pluie dans le transfert radiatif
JOUR
LWC
CONCLUSION
Code de transfert radiatif du centre européen Nouvelle formulation de la diffusion du rayonnement solaire
incident indépendante de la résolution verticale du modèle Correction d’erreur de codage: Rapport disponible
CONCLUSION
Interface Méso-NH Calcul des propriétés optiques
Limite du couplage avec le TR dans le cas de schémas où seul le contenu en eau est pronostiqué
Dans le cas de schémas avec LWC et N pronostiqués: attention au choix des paramétrisations
Table de Mie?
Prise en compte de la pluie dans le TR Impact non négligeable sur une colonne faiblement précipitante
Particules de glace? Double usage des classes de particules précipitantes Complexité du calcul de leurs propriétés optiques
CONCLUSION
Interface Méso-NH Calcul des propriétés optiques
Limite du couplage avec le TR dans le cas de schémas où seul le contenu en eau est pronostiqué
Dans le cas de schémas avec LWC et N pronostiqués: attention au choix des paramétrisations
Table de Mie?
Prise en compte de la pluie dans le TR Impact non négligeable sur une colonne faiblement précipitante
Particules de glace? Double usage des classes de particules précipitantes Complexité du calcul de leurs propriétés optiques
Stage M1: Florent Malavelle
MERCI POUR VOTRE ATTENTION