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GDR DEPHY : vers un format commun des cas d’étude 1D/LES partagé à l’international

Une approche privilégiée pour le développement et l’évaluation des paramétrisations physiques des modèles atmosphériques consiste à comparer des simulations réalisées avec la version uni-colonne d'un modèle de prévision ou de climat à des simulations réalisées avec un modèle à haute résolution de type LES (Large-Eddy Simulations) ou CRM (Cloud Resolving Models) sur les mêmes cas d'étude, c’est-à-dire en appliquant exactement les mêmes forçages en entrée des modèles. Cette méthode, héritée du groupe international GCSS (devenu GASS) repose sur la mise en place progressive de cas d’études à partir de situations observées ou idéalisées, afin de couvrir différents régimes atmosphériques sur continent et océan (ciel clair, cumulus de beau temps, stratocumulus, convection orageuse, etc.).

La figure illustre l’approche 1D/LES et montre l’éventail des cas d’étude utilisés dans la communauté DEPHY. Il existe diverses façons de forcer ces simulations, en imposant les variables de surface (rugosité, albédo, température, flux, etc.), les advections de grande-échelle, les champs de vitesse (horizontale, verticale), les flux radiatifs (…), si bien que chaque cas est fourni avec un fichier de forçage spécifique. Depuis plusieurs années, la communauté DEPHY œuvre pour l’uniformisation des fichiers de forçages de tous les cas d’étude disponibles, afin de faciliter la mise en place des cas d’étude existant et à venir dans les modèles français (MESO-NH, LMDZ, ARPEGE, AROME). Récemment, un outil de calibration automatique des paramètres utilisés dans les paramétrisations physiques, basé sur des comparaisons systématiques 1D/LES et utilisant ce format commun, a été développé dans le cadre du projet High-Tune, ANR issue des activités de DEPHY. Un atelier international organisé par DEPHY s’est tenu en visio-conférence en juin dernier afin d’étendre cet effort à l’international et généraliser l’utilisation du format commun DEPHY pour les cas 1D/LES. Près d’une vingtaine de groupes de modélisation de diverses institutions ont répondu présents (CNRM, LMD, DOE, ECMWF, DWD, University of Köln, NOAA, MetOffice, JPL, NCAR, NASA, GFDL, Caltech...), permettant de recenser une quarantaine de cas d’étude actuellement utilisés pour le développement des modèles. Pendant l’atelier, le format commun proposé a été discuté, voire testé dans certains modèles. Un format commun international des cas 1D/LES permettra à terme à chaque groupe de modélisation de faire tourner plus facilement les cas d’étude disponibles, et ouvre également la voie au partage des fichiers de sortie des modèles 1D et des modèles haute résolution, ainsi qu’au partage des outils de tuning automatique développé dans le cadre de High-Tune. Les fichiers de forçages des cas disponibles au format commun sont mis à disposition au fur et à mesure via un dépôt GitHub.

Rendez-vous est donné à la conférence High-Tune, du 12 au 16 avril 2021 à Météo-France pour le suivi des avancées autour du développement de ce format commun 1D/LES.

Rédactrice : C. Rio

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