Le modèle pour le prototype Atlantique Méditerranée (PAM) Modèle : OPA-8.1

1. Interpolation Vitesse TempératureSalinité Frontière ouverte 20 % Configuration frontières ouvertes Configuration frontières ouvertes Configuration globale 9º 70º LES FRONTIÈRES OUVERTES POUR MERCATOR COMMUNICATION ENTRE LE MODÈLE GLOBAL ET LE MODÈLE RÉGIONAL Yann DRILLET, Nicolas DAGET Contact: drillet@cerfacs.fr Le modèle pour le prototype Atlantique Méditerranée (PAM) Modèle: OPA-8.1 Domaine: Atlantique de 9ºN à 70ºN + Méditerranée Résolution horizontale : Grille Mercator tournée au 1/15º en Atlantique, mailles entre 5 et 7 km (1288 x 1022 pts) Résolution Verticale : 43 niveaux (6 à 300m) Conditions Initiales: Reynaud Bathymétrie: Smith and Sandwell (1997) Coût calcul: 4 x 7.2 Gb, 1 year (on VPP5000) = 180 h Le modèle pour le prototype océan global (POG) Modèle: OPA8.2 Domaine: Océan global Résolution horizontale : Grille ORCA 1/4º maille entre 28 et 6km (1442 x 1021 pts) Résolution Verticale : 43 niveaux (6 à 300m) Conditions Initiales: Levitus Bathymétrie: Smith and Sandwell +IBCAO+BepMap Coût calcul: 6 x 5 Gb, 1 year (on VPP5000) = 140 h Introduction:Pour l’objectif GODAE, MERCATOR développe deux systèmes d’analyse et prévision de l’océan, l’un global à moyenne résolution (¼º), l’autre régional à très haute résolution (1/15º). Ces deux systèmes sont de taille comparable et vont fonctionner simultanément. Il est prévu de les faire communiquer à la frontière sud. Les conditions de frontières ouvertes développées dans le code OPA par le projet CLIPPER sont un bon moyen pour faire évoluer les conditions de température, salinité et vitesses à la frontière du modèle régional. Les résultats de simulation présentés ici sont issus d’une étude préliminaire avec le modèle de l’Atlantique Nord au 1/3º. Un outil pour fabriquer les conditions aux frontières Résultats de l’expérience Conditions de l’expérience: Deux simulations ont été réalisées avec un modèle de l’Atlantique Nord (9º à 70ºN) au 1/3º. Elles diffèrent uniquement par la condition à la frontière sud. La première possède une buffer zone dans laquelle un rappel à la température et à la salinité climatologique (saisonnière) est effectué. La seconde a une frontière ouverte constante dans le temps mais qui permet de contraindre, en plus de la salinité et de la température, les vitesses. Menu déroulant pour le choix des configurations, des fichiers, des graphiques et des traitements à réaliser. Salinité après interpolation sur le modèle régional L’introduction d’une frontière ouverte permet une forte augmentation de l’énergie cinétique turbulente de surface (>20% à toute les latitudes). L’augmentation est importante dans la buffer zone (jusqu’à 20ºN) mais également dans la mer des Caraïbes. Ceci est dû à la meilleure représentation du courant du Brésil en entrée du domaine. Salinité avant interpolation sur le modèle global Extraction, interpolation d’une grille « globale » vers une grille « régionale  » Une interface graphique Le logiciel développé en langage IDL est destiné à créer les fichiers d’entrée pour le code OPA avec frontières ouvertes. A partir d’une interface graphique on peut : - Interpoler les champs de température, salinité et vitesses - Visualiser les sections avant et après l’interpolation - Calculer le transport à travers la frontière - Fixer ce transport et recalculer le champs de vitesse correspondant - Sauvegarder les fichiers au format OPA et adapter la bathymétrie aux contraintes de l’algorithme de frontières ouvertes Moyenne par bande de latitude de la différence d’energie cinétique turbulente de surface entre la simulation buffer zone et la simulation frontière ouverte. Différence d’énergie cinétique turbulente de surface entre la simulation buffer zone et la simulation frontière ouverte. Cette amélioration de la circulation au voisinage de la frontière a une influence sur tout le domaine. -Augmentation de l’activité méso-échelle dans le Gulf Stream (EKE) et renforcement du transport (+5Sv à 60º Ouest) -Augmentation de la cellule d’overturning. La frontière ouverte permet de faire sortir des eaux profondes nord Atlantique (NADW) Visualisation des conditions à la frontière ayant servi à la simulation frontière ouverte. La section est réalisée à partir d’une simulation de l’Atlantique au 1/3º. Ces conditions vont permettre de contraindre un modèle au 1/3º où la frontière sud se situe à 9ºNord, comme dans la configuration PAM . Overturning annuel moyen pour la simulation buffer zone (à gauche) et frontière ouverte (à droite). La valeur maximale de cette circulation est peu augmentée mais la pénétration des contours à 8 ou 10 Sv est importante. Conclusion: Cette étude préliminaire sur la configuration moyenne résolution de l’Atlantique Nord a permis de valider le modèle d’océan avec une frontière ouverte au sud. Elle montre de plus l’intérêt de cette condition aux limites par l’amélioration locale et globale de la circulation représentée par le modèle. Les travaux complémentaires qu’il reste à réaliser sont l’introduction de variabilité temporelle pour la condition à la frontière et l’application de cette frontière ouverte à la haute résolution. Dans le cadre des prévisions opérationnelles il est envisagé de faire évoluer la frontière du modèle régional de façon hebdomadaire ou mensuelle sans aucun retour vers le modèle global. • Réferences: • Madec G., Delecluse P., Imbard M., Lévy C., 1998: OPA8.1 ocean general circulation model reference manual, Notes du pôle de modélisation IPSL, 11. • Treguier A.M. et al, 2001: An eddy-permitting model of the Atlantic circulation : Evaluation open boudary condition, JGR. • Siefridt L. et al, 2002 : Mise en oeuvre du modèle Mercator à haure résolution sur l’Atlantique nord et la Méditerranée. Mercator Newsletter Nº5