SURFEX

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SURFEX

1. Genèse
2. Algorithme de Surfex
3. Interface avec latmosphère
4. Couplage avec latmosphère

Patrick Le Moigne, CNRM/GMME/MC2
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Genèse
Développement dun nouveau modèle atmosphérique
AROME (depuis 2001) utilisant le chœur dynamique
dAladin et la physique de Meso-NH, devant être
opérationnel en 2008. Doù la nécessité
dexternaliser la surface de Meso-NH afin de la
rendre disponible pour AROME. Création de
lensemble SURFEX (SURFace EXternalisée)
capitalisant ainsi tous les travaux réalisés sur
la surface au CNRM depuis de nombreuses années.
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Principe général
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Algorithme de Surfex

• Initialisation des champs physiographiques
• Initialisation des variables prognostiques
• Appel des paramétrisations physiques
• Calcul de diagnostiques
• Écritures dans les fichiers de sortie

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Algorithme de Surfex

• Initialisation des champs physiographiques

Climate map
Land cover maps
NDVI profiles
University of Maryland 1km 15
classes
Koeppe et de Lond 1958 1km 16 classes
Corine land cover  250m  44 cl.
215 écosystèmes sur le globe
BASE DE DONNEES DES PARAMETRES DE SURFACE
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Algorithme de Surfex

• Initialisation des variables pronostiques

A partir de ECMWF, ARPEGE, ALADIN, MESONH, AROME,
MOCAGE Mer/océan SST Lac température du
lac Nature profils de température profil
deau liquide et glace contenu en eau du
réservoir dinterception caractéristiques du
schéma de neige Ville température des toits,
routes et murs réservoirs deau et de neige
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Algorithme de Surfex

• Appel des paramétrisations physiques

ISBA Soil options Force restore, 2 layers ,
temp, water, ice Force restore, 3 layers ,
temp, water, ice Diffusion, N layers
, temp, water, ice Vegetation
options Noilhan and Planton 89 (Jarvis) AGS
(photsynthesis and CO2 exchanges) AGS and
interactive vegetation Hydrology options no
subgrid process subgrid runoff, subgrid
drainage Snow options Douville 95 (1 layer,
varying albedo, varying density ) Boone and
Etchevers 2000 (3 layers, albedo, density,
liquid water in snow pack) TEB Approche de type
canyon 1 toit, 1 route et 1 mur LAC Implémentati
on dun modèle de lac Flake (GMME/MC2) MER/OCEA
N Développement dun modèle 1d de CMO
(GMME/MICADO)
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Interface avec latmosphère
Normalisation des échanges entre latmosphère et
la surface ALMA (Assistance for Land-Surface
Modelling Activities)
atmosphère
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interface
surface
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ALMA dans SURFEXhttp//www.lmd.jussieu.fr/polche
r/ALMA/convention_2.html
Le forçage atmosphérique
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Quantités échangées à chaque pas de temps du
modèle entre la surface et latmosphère
Méso-NH AROME Arpège / Aladin
albédo spectral direct albédo spectral diffus
émissivité température radiative flux de
quantité de mvt flux de chaleur flux de
vapeur d'eau flux de CO2 flux chimiques
Forçage atmosphérique flux radiatifs
coefficients A et B pour les variables détat
SURFACE
Lac
Ville
Mer
Nature
Ces quantités servent de conditions à la limite
pour le schéma de rayonnement et la turbulence.
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Principe de linterface
atmosphère
coupling_surf_atmn
coupling_naturen
coupling_sean
coupling_townn
coupling_inland_watern
Physique lacs
Physique mer
Physique nature
Physique ville
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Distribution sur les tiles
coupling_surf_atmn
tiles
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Couplage avec latmosphère
? lors dun couplage explicite, les
conditions atmosphériques anciennes servent
pour calculer les nouvelles variables de
surface lhypothèse étant une faible variation
du forçage atmosphérique dans le pas de temps
gt bien adapté aux courts pas de
temps ? lors dun couplage implicite,
les conditions atmosphériques nouvelles servent
pour calculer les nouvelles variables de
surface gt pas de temps plus
longs gt schéma plus stable
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Appel de la surface dans le modèle atmosphérique
Couplage implicite
Couplage explicite
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Couplage avec latmosphère
Xi variable détat u,v,?,q FX,i flux de X
entre les niveaux i et i1
Diffusion verticale turbulente
Xi1
Expression du flux
di
FX,i
?i
Xi
FX,i-1

Système tridiagonal
Xi-1
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Diffusion verticale et fermeture de Neuman
Solve vertical profiles of atmospheric quantities
atmosphere
Neuman closure
surface
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(No Transcript)