CLIMERI-France s’articule autour de 5 grandes activités permettant d’assurer la réalisation, l’analyse et la diffusion des simulations climatiques, en forte interaction avec l’activité internationale du WCRP et les différents utilisateurs de ces simulations.
Chaque activité rassemble des aspects scientifiques et techniques qui se déclinent de la façon suivante :
- Animation et stratégie scientifique
- Modèles de référence
- Calcul et simulations de référence
- Stockage et analyse multi-modèles
- Diffusion des données et interface utilisateurs
L’activité « Animation et stratégie scientifique » rassemble les experts français et permet de définir les grandes orientations scientifiques et techniques sous-tendant la réalisation des simulations de référence via la participation à, ou la coordination de, différents projets d’intercomparaison faisant partie des projets CMIP ou CORDEX. Ces programmes internationaux orchestrent l’activité et pilotent les développements et la diffusion de standards internationaux. Les actions menées concernent la coordination des développements de l’infrastructure en concertation avec le projet IS-ENES au niveau européen et les comités internationaux de modélisation de WCRP. Elles assurent la prospective scientifique glissante permettant d’identifier les nouveaux enjeux autour des simulations du climat et de ses changements et les verrous de modélisation ou technologiques associés. Elles permettent de dimensionner, rationaliser et mettre en place les moyens de calcul et de stockage nécessaires d’une part à la réalisation des simulations climatiques les plus représentatives, et d’autres part au développement et au fonctionnement de la base de données internationale, des différents outils d’extraction, d’analyse, de visualisation des données et de diffusion des résultats. Elles assurent l’animation scientifique nationale autour de la modélisation du climat et de ses changements et coordonnent les différentes actions de communication (interne, médias, journées d’information, plaquettes, etc…) associées à la diffusion des résultats auprès de publics variés.
L’activité « Modèles de référence » concerne le développement, la mise au point, la documentation et l’évaluation des performances des modèles de climat utilisés pour réaliser les simulations de référence suivant les standards internationaux. Les modèles considérés sont principalement les deux modèles de climat globaux dans leurs différentes configurations, développés au CNRM–CERFACS et à l’IPSL, et les versions des modèles régionaux contribuant aux simulations CORDEX. Les choix d’évolution du contenu des modèles et l’activité scientifique permettant d’améliorer les composantes et la représentation des processus sont directement à la charge des groupes de modélisation, en fonction de leurs orientations scientifiques et de leur implication dans les exercices internationaux. Cette activité est réalisée en étroite concertation avec le projet LEFE de physique commune DEPHY pour l’atmosphère et le projet DRAKKAR pour l’océan (modèle NEMO). Certaines paramétrisations et plusieurs codes numériques, comme le coupleur OASIS ou le gestionnaire d’entrées/sorties XIOS, sont développés et partagés entre les groupes français. Ces logiciels font également l’objet d’une mise en commun au niveau européen. CLIMERI doit également permettre le suivi des versions de référence des modèles et de leurs performances, ce qui demande un travail concerté sur les critères de validation et leur automatisation. Les actions favorisent aussi le partage d’expertise sur la phase de réglage des modèles qui constitue une thématique en plein essor.
L’activité « Calcul et simulations de référence » rassemble la mise à disposition du calcul et du stockage dimensionnés dans la première activité, la réalisation des différentes simulations, avec le partage des protocoles et de leur implémentation dans les modèles, le partage d’expertise et les échanges méthodologiques sur la réalisation des simulations, et la documentation des simulations. Cette activité est gérée en forte interaction avec le programme CMIP et les projets liés pour lesquels les équipes françaises apportent une contribution à la définition des standards internationaux. Regrouper les besoins de calcul attachés à la modélisation des changements climatiques dans CLIMERI permet une meilleure visibilité des enjeux et besoins liés à la complexité des modèles utilisés et à l’alimentation de différentes communautés. En effet, les exercices internationaux imposent une montée en puissance en marche d’escalier et le respect de délais pour la mise à disposition des données à la communauté. Ces dimensionnements préfigurent des besoins en calcul et en stockage qui deviennent récurrents pour la recherche sur le climat. En lien avec les centres de calcul, les actions menées dans CLIMERI, permettent également de développer l’infrastructure de modélisation permettant de faire tourner les chaînes de calcul, gérer les simulations et leur bon déroulé via des diagnostics en ligne et l’automatisation de leur génération. CLIMERI met en commun et participe au développement des outils et les standards internationaux nécessaires au référencement des données dans les archives, et à la documentation des modèles et des simulations.
L’activité « Stockage et analyse multi-modèles » est un pilier centré sur des solutions de stockage et de distribution de données. Elle permet l’intégration des résultats des modèles français dans la dynamique internationale de manière à bénéficier pour nos propres activités scientifiques de la large palette de simulations réalisées par l’ensemble des groupes de modélisation. Cette activité vise à pérenniser des actions communes autour des analyses scientifiques et d’une gestion efficace des moyens informatiques et logiciels permettant une exploitation optimale des résultats. Au niveau international, l’action majeure concerne la base de données distribuée ESGF « Earth System Grid Federation » auxquelles les équipes contribuent fortement, que ce soit pour développer les standards (métadonnées, documentation, etc..) ou implémenter dans les codes les niveaux des sorties requis par CMIP. Le travail effectué permet également de connecter les nœuds de distribution nationaux au système international. Les développements et choix se font en forte interaction avec les projets européens portant sur l’infrastructure de modélisation (à l’exemple d’IS-ENES) et sont également soutenus par le projet ANR CONVERGENCE (jusqu’en septembre 2017). Une plateforme d’analyse commune a été développée à l’IPSL lors de la précédente phase de CMIP et pourrait être étendue à l’ensemble des partenaires français pour CMIP6. Elle offre un miroir des simulations internationales, des outils d’analyse dédiés et le calcul associé. Dans le cadre de l’ANR CONVERGENCE le développement d’un « workflow » et de CLIMAF (Climate analysis Framework), pour l’analyse et l’évaluation des modèles, offre aussi des standards communs pour extraire au cours des simulations les indicateurs de suivi des simulations ou des atlas de référence et développer les analyses de façon partagée. CLIMERI offre ainsi un cadre pour construire une bibliothèque de diagnostics validés et pouvant être facilement déployés sur toute nouvelle simulation.
L’activité « Diffusion des données et interface utilisateurs » rassemble les services offerts par CLIMERI à l’ensemble de la communauté climatique et à différents utilisateurs d’autres disciplines ayant besoin d’un accès aux résultats des simulations et à l’expertise associée (pour l’analyse scientifique des simulations, des études d’impact des changements climatiques ou la mise en œuvre de services climatiques). Le point d’entrée principal pour ce service est l’accès à la base de données multi-modèles de simulations globales et régionales des climats passés, présent et futurs ou les prévisions décennales considérées dans CMIP et CORDEX. Ces services s’enrichiront au cours de l’exercice CMIP6 d’une systématisation de la documentation des simulations et de la qualité des modèles, ainsi que de synthèses de résultats de simulation. Cette interface donne également accès aux logiciels développés pour mettre en place, organiser, et interroger cette base de données multi-modèles, et sur lesquels s’appuient les services climatiques en cours de mise en place au niveau national (notamment DRIAS).