Karine B éranger

1. VALIDATION ET ÉTUDE DE LA CIRCULATION, DE l’HYDROLOGIE ET DU FORCAGE ATMOSPHÉRIQUE, DE LA MER MÉDITERRANÉE Karine Béranger B. Alhammoud, A. Bentamy, M. Crépon, A. Lazar, H. Loukos, C. Millot, L. Mortier, D. Nayagum Laboratoire d’Océanographie DYnamique et de Climatologie, Université Pierre et Marie Curie, BC 100, 4Place Jussieu, 75252 Paris Cedex 5, France GIP MERCATOR OCEAN 2002 ETUDE 1: Validation de l’hydrologie et de la circulation de la Mer Méditerranée Introduction: Nous analyserons les résultats des simulations sur la zone Méditerranée effectuées avec le prototype Atlantique-Méditerranée PAM et la maquette MED16( issue de PAM). Nous nous concentrerons sur les simulations PAM-20, PAM-21, MED16-05 et MED16-07. Voici le descriptif de ces simulations. PAM-20 et MED16-05 ont été initialisées avec la climatologie MODB-MED5 et l’état initial de PAM-21 et MED16-07 est issu de la climatologie MEDATLAS-II. PAM-20 et PAM-21 ont été forcées 16 mois par les flux journaliers moyennés sur la période 03/1998-02/2001, puis par les flux interannuels sur cette même période (voir même jusqu’en 08/2002). MED16-05 a été forcée par l’année perpétuelle 03/1998-02/1999.MED16-07 a été forcée 8 ans par l’année 2000, puis par les flux interannuels sur la période 03/1998-06/2002. Ces simulations utilisent différentes paramétrisations concernant l’introduction du forçage de surface, les coefficients de diffusion et les conditions de glissement près des côtes. Nous essaierons de valider les simulations en les comparant aux observations et de quantifier l’impact des paramétrisations sur la représentation de la circulation. • Les résultats des simulations seront analysées: • Les champs de température et salinité seront comparés • aux observations in-situ (campagnes POEM, MATER, • MFSPP/MFSTEP) et aux climatologies (MODB-MED5 et • MEDATLAS-II). Les valeurs des transports aux détroits • seront comparés aux mesures précédentes et aux résultats • de modèles. • Les variables comme la température de surface, l’énergie • cinétique de surface et l’anomalie du niveau de la mer seront • comparées aux observations satellites en collaboration avec • différents laboratoires et aux résultats de modèles. Trajectoires des bateaux effectuant des mesures dans le cadre du projet MFSPP/MFSTEP -horizontales SSS, SST, u, PSI, SSH, EKE -verticales:T, S, uorthogonale et transport moyen Pour le bassin Ouest, l’atlas sera bientôt disponible sur cdrom -zones de convection -saison, durée du processus et taux de formation des masses d’eaux -phénomène inter-annuel Atlas saisonnier de sections Diagnostics par régions Variabilité saisonnière de la couche de mélange Les lignes de courants de la fonction de Bernouilli seront calculées par gamme de densité afin de visualiser les trajectoires intégrées des masses d’eaux en moyennes mensuelles et annuelles. Exemple: moyenne annuelle de la circulation sur l’isopycne 28 (année 8, simulation MED16-07) Dynamique moyenne -diagrammes T/S -bilans 3D (T, S, KE, EKE, SSH) med9 med29 med10 med4 med6 med27 med5 med28 med11 med1 med8 med3 med26 Définition de 13 régions (MFSPP). ETUDE 2: Etude et impact sur la dynamique d’un forçage de très haute résolution sur la Mer Méditerranée Introduction: Les flux de quantité de mouvement jouent un rôle prépondérant dans la définition de la fonction de forçage nécessaire au modèle de circulation océanique. Les analyses du CEPMMT que nous utilisons pour forcer PAM et MED16 ont une résolution spatiale qui ne présente pas d’énergie aux échelles plus courtes que 250km. Nous proposons de mener des travaux utilisant les observations satellites (CERSAT) pour obtenir des résolutions plus fines pour ce type de flux. Le but est d’améliorer les structures et la résolution spatio-temporelle des analyses. Il faudra adapter les méthodes de calculs en tenant compte des spécificités du bassin Méditerranéen. Objectifs Nous souhaitons aboutir à des champs de vent de résolution spatiale inférieure à 0.5 degré et d’une journée pour une année entière (année 2000). Nos travaux concerneront surtout le champ de vent. Ce nouveau forçage sera validé par comparaison avec les données in-situ (bouées de Météo-France) et comparé aux analyses du CEPMMT. Impact sur la circulation Deux simulations seront effectuées avec la maquette MED16, l’une utilisant les analyses du CEPMMT (année 2000), l’autre utilisant le nouveau forçage satellite pour cette même année. La comparaison de la circulation de surface et de la convection dans ces deux simulations permettra de quantifier l’impact de la résolution du forçage sur la dynamique du bassin et sur la position des tourbillons de méso-échelle. Nous espérons en particulier simuler le tourbillon Irapetra, une structure quasi-permanente de la circulation au Sud de la Crête, dont la présence semble fortement liée aux vents locaux. ETUDE 3: Désagrégation des forçages atmosphériques sur la Mer Méditerranée Introduction et objectifs : La disponibilité de forçages atmosphériques adaptés à l’étude des zones côtières et des bassins océaniques à l’échelle régionale (Méditerranée, Golfe de Gascogne ou Atl. NE) est un problème majeur qui limite le développement de la modélisation des phénomènes côtiers et son application à l’environnement et au changement climatique en général. Plus particulièrement dans le cas de la Méditerranée et de ses régions côtières, les analyses (ou réanalyses) des modèles météorologiques globaux ou à aire limitée ne sont pas adéquates à cause: - de l’orographie de l’Europe du Sud (Alpes, Appenins, Crête, etc), - de leur trop faible résolution spatiale (ARPEGE, ECMWF, …) ou de leur emprise trop limitée (cas de ALADIN), - de la qualité des flux (quantité de mouvement, chaleur latente et sensible) près des côtes, - de la disponibilité parfois difficile des produits. Nous proposons la validation de deux méthodes pour améliorer ces forçages: - Désagrégation statistique de ERA40 (ou ARPEGE ou NCEP) avec des analyses issues de modèles à aire limitée, - Explorer la faisabilité de la désagrégation physique à l’aide d’un modèle simplifié de couche limite atmosphérique à haute résolution ou à l’aide de modèles à aire limitée. Plan de travail : - Valider les méthodes de désagrégation statistique déjà testées (Speich et al., 1997) pour la construction d’une climatologie de forçages atmosphériques à haute résolution (10km ou moins, 3 ou 6h) sur le bassin Méditerranéen et couvrant au moins la dernière décennie (extension au Golfe de Gascogne ou la Manche envisageable). - Recherche (et archivage à l’IPSL le cas échéant) des différents ‘zooms’ ALADIN (METEOFRANCE) et/ou produits similaires disponibles (sources contactées : MFSTEP, RAMS et NCAR). - Répertorier les besoins des laboratoires à l’échelle nationale (CNRS, IFREMER DEL/AO, METEOFRANCE, etc) dans la perspective du montage d’un projet fédératif. - Recherche de synergies au plan international (MFSTEP, MERSEA) pour le développement ou l’adaptation de méthodes pour la désagrégation physique (MM5, RAMS, etc), tests éventuels.