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Mise en place runs décennaux/interannuels couplé IPSL

  1. Mise en place runs décennaux/interannuels couplé IPSL
    1. I. Configuration cible
    2. II. Simulations IPCC near term
      1. II.1 Liste simulations
      2. II.2 Proposition de runs
      3. II.3 Coordination avec le CERFACS/CNRM
    3. III. Plan de travail 2009
    4. IV. Plan de travail 1er semestre 2010 (mis au point janvier 2010)
    5. V. Réunions groupe de travail
      1. Réunion de travail 5 mars 2010
      2. Réunion de travail 18 février 2010
      3. Réunion de travail 5 février 2010
      4. Réunion de travail 22 janvier 2010
      5. Réunion de travail 8 janvier 2010
      6. 21 Oct - Compte rendu réunion decennal/saisonnier
      7. 8 Oct - Compte rendu réunion decennal/saisonnier
    6. VI. Tests en IPSLCM5 (version non validee) 96x71
    7. Contacts

I. Configuration cible

II. Simulations IPCC near term

II.1 Liste simulations

  • Core (500+ yrs):
    • 10 year ensemble hindcasts/forecasts: init 1960, 1965, ... 2005 (10 inits x 3+ ensembles) = 300 yrs
    • 30 year ensemble forecasts/hindcasts: init 1960, 1980, 2005 (3 inits x 3+ ensembles) = 180 yrs (90 already made above)
  • Tier 1:
    • Increase ensemble members to 10+ (+ 1000 yrs)
    • Investigate alternative initialization methods (+500 yrs)
    • 100 yr control and 1% run (if model different from Long Term model) (+100+170 yrs)
    • Time slice experiments:
      • AMIP (1979-2008) and 2026-2035
      • High atmospheric resolution

II.2 Proposition de runs

  • Année 1 (2009):
    • core en resolution 144x142x39 - ORCA2
    • tests en plus haute resolution Ocean (ORCA05) et Atmos (280x280)
    • et
      • soit alternative initialization methods
      • soit core en plus haute resolution
    • Nombre membres ensembles fonction premiers resultats avec 3
  • Année 2 (2010):
    • core (ou subset suivant coût) avec "nouveau" modèle (objectif: IPSL-CM6-HR)

II.3 Coordination avec le CERFACS/CNRM

  • Etat initiaux communs pour "alternative init. method" (CFX utilise ORCA1 car etats initiaux de ECMWF)
  • Analyse conjointe
  • ​Réunion MISSTERRE mai 2009

III. Plan de travail 2009

  • Mise en place du modèle:
    • Adaptation du modele standard IPSL-CM5 pour:
      • nudging en SST (ok Juin 2009 avec SST Reynolds journalière 1986-2005 fournie par Seb. Masson)
      • calendrier en 365 jours
      • nudging en vent
    • Adaptation libgcm:
      • gestion de simulation d'ensemble
      • generation de N états initiaux (bruit blanc sur fichier SST coupleur à la Seb)
  • Exploration technique d'initialisation:
    • Juin/Juillet? 2009: deux runs en nudgé SST 40 Wm-2/K et 1200 Wm-2/K (cf. ci-dessous)
    • Plots ​ici
    • Analyse avec Gurvan (10 juillet):
      • garder gamma=40 Wm-2/K partout (1200 détruit la structure de sub-surface dans les tropiques)
      • mettre en place nudgé vent (forçage DFS4, voir avec Claude)
      • variation latitudinale du rappel en vent (0% rappel entre -10/10, transition jusqu'à 20,puis 100%)
      • rappel en SSS à la DSF4 mais avec un temps de rappel de 300 jours
      • lacher rappel en vent 6 mois avant depart hindcast (en gardant rappel en SST)
      • idee de lisser la SST par un laplacien (soit dans le modèle - codage Gurvan -, soit direct dans fichier Reynolds)
    • Analyse série test nudgés IPSL-CM5-v1 (REF, NTM, NWS, NTW) (1 oct):
      • le nudging est appliqué correctement
      • sur 15 ans effet correctif de la SST plus fort que effet du vent (meme si celui-ci devient plus important avec le temps)
      • Gurvan suggere 2x50 ans de runs de spin-up en couplé nudgés NTW - questions
        • quid du forcage externe (present day ?)
        • quid de la tendance du forcage ? (non enlevée en forcé ocean)
        • suggestion de creation des ensembles par bruit "optimal" venant de l'adjoint d'ORCA2 (Alexey Fedorov et Florian Sevellec)
      • Suggestion de Laurent Terray:
        • experience en modele parfait (SST, tau vs. 3D nudging)
  • Choix champs pour rappel:
    • SST journaliere 1960-2005 - produits possibles:
      • ERA40 1958-2001
      • ERAint dates ??
      • Reynolds mais rien avant 1985
    • Tension de vent journaliere 1960-2005 - produits possibles:
      • ERA40 taux/tauy 1958-2001
      • ERAint dates ??
      • DFS4 Drakkar (/u/rech/cli/rcli300/DFS4.1-ORCA246) et bulk CORE
      • NCEP dates ??

IV. Plan de travail 1er semestre 2010 (mis au point janvier 2010)

  • 30 Janvier
    • validation champs de rappel pour initilisations nudgees
      • daily skin temperature ncep pour sst (skin temperature correspond a la sst Reynolds au-dessus des oceans: "Over open water, the skin temperature is fixed at its initial value; i.e., the Reynolds SST as seen by the model" extrait de la:​http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/gridded/data.ncep.reanalysis.surfaceflux.html). Juliette so'ccue de les charger sous /net/zeus/usr/zeus/varclim/IPSLCM5/IGCM_IN/
      • tensions de vent -> Eric (+ Jerome V.)
      • SSS: levitus ok
    • debuggage procedure de simulations d'ensemble (Sonia & Juliette)
    • mise au point atlas ferret de comparaison de simulations ou autre outil automatique de diagnostiques (post-it?) (Sonia)
    • choix des techniques de surface nudging a tester en lacher (NTM, STW, NT4, NTA, NTD a priori): Eric, Juliette, Sonia.
    • analyse de temps d'elapse (CPU, comment se lancent les ensembles, ...) (Sonia)
    • ouvrir un wiki interne labo: Varclim/Decennal/? (Sonia + Charles)
  • 15 Février:
    • mise au point de la procedure d'initialisation par bulks (Sonia & Juliette)
    • migration des outils developpes sur IPSLCM5_v1 vers IPSLCM5_v2 (Sonia)
    • Premiers resultats de simus lachees. D'ou convergence eventuelle du surface nudging vers un set plus restreint de strategies (3 max hopefully). Eric, Juliette, Sonia
  • 1er Mars
    • run forcé de spin up disponible (lien avec Simona)
    • lancement des runs d'initialisation: typ. 3 surface nudging & 2 bulk. (rque: ne pas oublier forcage 20e siecle)
    • lancement d'un hindcast non initalisé
  • 1er Avril:
    • lacher des simus (5 dates pour commencer?)
    • ANALYSE
  • 1-7 Mai: EGU: 1 poster "mises en oeuvre technique" + 1 poster "resultats scientifiques"

V. Réunions groupe de travail

Réunion de travail 5 mars 2010

  • Réflexion diagnostiques d'ensembles. cf wiki interne.
  • Atlas des simulations nudgées: à poursuivre en tâche de fond selon les demandes des utilisateurs, mais on est arrivé à quelque chose de suffisamment abouti pour être utilisé et utilisable.
  • Tests nudgés: Les simulations avec rappel en sel montrent finalement toutes un dérive assez forte, qui vient poluer les simulations lachées.
    • Tester NAW (rappel en vent & anomalies de température) selon le même protocome CM5_v1.
    • Tester ensembles SSAW (lacher de SAW mais en agrdant le rappel en sel): ont tourné mais pas encore analysés.
  • A ajouter à la liste des tests: A60: rappel aux anomalies de température pour les latitudes <60° (cf Keenlyside).
  • Bulk:
    • sera t il possible de raisonner à nouveau en anomalies?
    • Test 1: code modifié mais option bulk = false. Plante...
    • Test 2: code modifié, option bulk = true; alpha = 0.
  • Pour lancer les tests CM5v2 (bulks en particulier), il a été décidé de partir de ST11 20491230 (étudié par ailleurs par Didier et Juliette). Il faudra se décider rapidement sur une simulation de controle. Necessaire pour calculer les anomalies de SST, etc.

Réunion de travail 18 février 2010

Présents: Sonia, Juliette, Charles, Eric.

  • Champs de rappel pour initialisations nudgees
    • SST et tensions de vent ok jusqu'en 2001
    • reste à rappatrier les tensions de vent pour 2002-2005 (ERAint, Eric) et a vérifier la coherence avec ERA40 (Eric)
    • Interpolation des champs en amont de NEMO avec tool box cdo/nco (Sonia) en cours
  • Mise au point atlas ferret de comparaison de simulations ou autre outil automatique de diagnostiques (Sonia):
    • en cours, solution retenue: atlas & multimonitoring fast / ferret
    • première version présentée
    • travail a faire sur la presentation (cf plots post-it et matlab, Sonia)
    • fournir liste à jour des diags à mettre dans les atlas (Juliette et Eric)
    • Prévoir la possibilité de faire des atlas d'ensemble.
  • Choix des techniques de surface nudging :
    • runs SAW, STW et TA (IPSL-CM5v1) comparés par Juliette:
      • SAW: SST et SSS moyenne dans AMO ne derivent pas lorsque laché mais MOC derive fortement
      • STW: c'est l'inverse
      • TA: <Juliette> ?
    • proposition de lacher deux ensembles de plus (Sonia et Juliette): un SSAW ou l'on garde le rappel en sel et un WSAW ou l'on garde le rappel en vent
  • Mise au point nudgé dans V2:
    • etat initial: resultat d'un run forcé de 50 ans DFS4 de Simona ? (à verifier, Juliette et Sonia)
    • si pas de run forcé, faire du nudgé avec etat initial de ST11 (1000 ans de forcé ocean seul).
  • Analyse de temps d'elapse (CPU, comment se lancent les ensembles, ...): voir stats des runs IPSL-CM5-V2 en cours (cf. Marie-Alice) en deux resolution (Sonia)
  • Ouvrir un espace svn+wiki sur forge plutot que wiki interne labo (Sonia et Charles)
  • Point bulk:
    • ca compile !
    • Lancer une série de tests de validation pour les modifs nudgé bulk (Sonia et Juliette) (couplé pur, bulk pur, nudgé bulk avec alpha=0, alpha=0.99, alpha=0.5...)

  • Migration des outils developpes sur IPSLCM5_v1 vers IPSLCM5_v2: OK (tourné 1 mois pour test en 96x96), tests plus longs à faire en nudgé classique quand version du modèle est figée et champs SST+tau interpolés (Sonia)

Réunion de travail 5 février 2010

Présents: Sonia, Charles, Eric.

Compte rendu et actions pour le 15 fevrier

  • Champs de rappel pour initialisations nudgees
    • SST et tensions de vent ok jusqu'en 2001
    • reste à rappatrier les tensions de vent pour 2002-2005 (ERAint, Eric)
    • decision d'interpoler les champs en amont de NEMO avec tool box cdo/nco (Sonia)
  • Verif lacher 1er mois: tout semble ok - les structures "grandes echelles" sur la SST au bour d'un mois viennent du filtrage du bruit blanc par la circulation atmospherique.
  • Mise au point atlas ferret de comparaison de simulations ou autre outil automatique de diagnostiques (Sonia):
    • en cours, solution retenue: atlas & multimonitoring fast / ferret
    • Prévoir une page DEC_obs et une page DEC_ref (potentiellement d'autre pages type DEC_stw, etc)
    • Prévoir la possibilité de faire des atlas d'ensemble.
  • Choix des techniques de surface nudging : Au vu des premiers resultats des ensembles laches a partir de STW, lancer un run SAW (vents + sel comme dans STW, temperature anomaly comme dans NTA), sur le meme modele que les precedents (1986-2001 4 fois, IPSLCM4_v1) (Sonia):
    • run en cours à analyser (Juliette, Sonia)
  • Analyse de temps d'elapse (CPU, comment se lancent les ensembles, ...): voir stats des runs IPSL-CM5-V2 en cours (cf. Marie-Alice) en deux resolution (Sonia)
  • Ouvrir un espace svn+wiki sur forge plutot que wiki interne labo (Sonia + Charles)
  • Point bulk:
    • bonnes avancées avec Sébastien Masson
    • la stratégie se précise:
      • tension de vent: deux options: 1) comme en nudgé classique (gamma=f(lat)) et 2) en combinant tau_cpl et tau_bulk partout avec alpha
      • flux de chaleur et E-P+R: traitement dans les cas englacés délicat, i.e. sublimation

  • Migration des outils developpes sur IPSLCM5_v1 vers IPSLCM5_v2: OK (tourné 1 mois pour test en 96x96), tests plus longs à faire en nudgé classique quand version du modèle est figée et champs SST+tau interpolés (Sonia)
  • Définier une série de tests de validation pour les modifs nudgé bulk (couplé pur, bulk pur, nudgé bulk avec alpha=0, alpha=0.99,...)

Réunion de travail 22 janvier 2010

Présents: Juliette, Sonia, Charles, Eric.

Compte rendu et actions pour le 15 fevrier

  • Champs de rappel pour initialisations nudgees
    • sst: /net/zeus/usr/zeus/varclim/IPSLCM5/IGCM_IN/:

Prévoir un NTM test (Sonia) pour: - vérifier la lecture par libIGCM NEMO et - vérifier la procedure d'interpolation on the fly NEMO
Calculer les anomalies (Juliette)

  • tensions de vent -> Eric (+ Jerome V.): en cours. Champ identifie. Reste a les rappatrier (Eric), verifier leur orientation (Eric), et la procedure d'interpolation par NEMO (cf SST, Sonia)
  • SSS: levitus ok
  • debuggage procedure de simulations d'ensemble (Sonia & Juliette): OK

Penser a lancer les prochains lachers en 1986 modulo (debut du 4e cycle), pour vérifier la prévisibilite pdt toute la période 1986-2001. Vérifier le 1er mois après lachage (Juliette)

  • mise au point atlas ferret de comparaison de simulations ou autre outil automatique de diagnostiques (post-it?) (Sonia):
    • en cours, solution retenue: atlas & multimonitoring fast / ferret
    • Prévoir une page DEC_obs et une page DEC_ref (potentiellement d'autre pages type DEC_stw, etc)
    • Prévoir la possibilité de faire des atlas d'ensemble.
  • choix des techniques de surface nudging : Au vu des premiers resultats des ensembles laches a partir de STW, lancer un run SAW (vents + sel comme dans STW, temperature anomaly comme dans NTA), sur le meme modele que les precedents (1986-2001 4 fois, IPSLCM4_v1) (Sonia)
  • analyse de temps d'elapse (CPU, comment se lancent les ensembles, ...) (Sonia): non évoqué, a faire
  • procedure d'initialisation par bulks (Sonia & Juliette) Développement en cours par Juliette et Sonia *Décisions:
    • flux de moment: combiner les tensions de vent core et couple en fonction de la latitude comme fait dans STW. Une combinaison lineaire des 2 est donc a envisager entre 10 et 20 deg N et S. Cohérence? Module du stress recalcul a partir du stress résultant. Quid du module du vent (necessaire pour TKE)?
    • flux de chaleur (coeff a_hf: combinaison linéaire des flux core et couples
    • flux d'eau douce: combinaison linéaire aussi (coeff a_fw). Penser a ajouter le runoff climato pour les flux core. Ajouter le rappel en sel A PART, apres le calcul de la combinaison linéaire

difficultes identifiees: il faut aussi combiner les flux au dessus de la glace (sbc_lim).

  • migration des outils developpes sur IPSLCM5_v1 vers IPSLCM5_v2 (Sonia)

Réunion de travail 8 janvier 2010

Présents: Juliette, Sonia, Charles Deltel, Eric

Mise au point du programme de travail janvier-Mai 2010

21 Oct - Compte rendu réunion decennal/saisonnier

Présents: Juliette, Sonia, Benoit, Eric

  1. Mise en place de l'état initial du run nudgé:
  • Proposition 1: forcé DFS4 2x50 ans avec version NEMO identique au couplé.
  • Proposition 2: forcé DFS4 1x50 ans puis un premier couplé nudgé
  • Action 1.1 (Sonia): réalisation du run (cf. Simona) MAIS attendre version figée de NEMO pour le couplé - sortir en diag les 1d de taux/tauy
  1. Mise au point simulations d'ensemble:
    • Action 2.1 (Sonia): point avec Sebastien D et Marcial pour runs ensemble dans libgcm - d'ici prochaine réunion.
    • Action 2.2 (Benoit): maitrise technique de generation des etats initiaux avec bruit blanc (cf. Sebastien M) - en cours.
  1. Tests de mise au point technique de rappel:
  • Action 3.1 (Sonia, Eric): vérifier avec Marie-Alice et Jean-Louis/Olivier? le(s) comptes CCRT à utliser pour besoins mise au point: 3000 h SX8
  • Action 3.2 (Sonia): mettre umask 022 dans .cshrc ou equivalent (CCRT et IDRIS)
  • Action 3.3 (Sonia): runs REF/NTM/NTW par 3x16 ans du rappel jusqu'en 2049. Runs prêts pour réunion Varclim (30 Oct)
    • REF plante en 2017 S<0
    • NTM plante en 2019
    • NTW OK
  • Action 3.4 (Eric, Sonia, Juliette): Produire figures à partir des runs REF/NTM/NTW pour presentations Varclim et Utrecht
  • Action 3.5 (Juliette): quid rappel dans les zones englacées ?
  • Action 3.6 (Sonia, Juliette): explorer rappel avec bulk CORE DFS4 dans NEMO - cf. Rashid - et effectuer un run NTM-CORE de 15 ans (flux de chaleur, E-P et taux/y) - à mettre en place pour tests d'ici Dec. Devrait résoudre 3.5.
  • Action 3.7 Proposition de Juliette de tester un rappel en anomalie plutot qu'en champ complet.
  • Action 3.8 Test avec rappel en salinité ou E-P DFS4
  1. Réalisation run nudgé pour états initiaux hindcasts:
    • Action 4.1 (Sonia) : run nudgé avec technique de rappel foinction de 3) - utilisation eventuelle des 1d taux/tauy de 1) - fonction calendrier 5)
  1. Divers:
    • Action 5.1 (Eric, Juliette): mise à jour calendrier prévisionnel mise au point et réalisation runs decennaux - pour prochaine réunion
    • Action 5.2 (Sonia, Juliette): mise à jour detail runs test 2 (ci-dessous)

8 Oct - Compte rendu réunion decennal/saisonnier

Présents: Juliette, Sonia, Benoit, Eric

  1. Mise en place de l'état initial du run nudgé:
  • Proposition: forcé DFS4 2x50 ans avec version NEMO identique au couplé.
  • Action 1.1 (Sonia): réalisation du run (cf. Simona) MAIS attendre version figée de NEMO pour le couplé - sortir en diag les 1d de taux/tauy
  1. Mise au point simulations d'ensemble:
    • Action 2.1 (Sonia): point avec Sebastien D et Marcial pour runs ensemble dans libgcm - d'ici prochaine réunion.
    • Action 2.2 (Benoit): maitrise technique de generation des etats initiaux avec bruit blanc (cf. Sebastien M) - d'ici prochaine réunion.
  1. Tests de mise au point technique de rappel:
  • Action 3.1 (Sonia, Eric): vérifier avec Marie-Alice le compte CCRT à utliser pour runs longs
  • Action 3.2 (Sonia): mettre umask 022 dans .cshrc ou equivalent (CCRT et IDRIS)
  • Action 3.3 (Sonia): continuer runs REF/NTM/NTW par 3x16 ans du rappel jusqu'en 2049. Runs prêts pour réunion Varclim (22 Oct)
  • Action 3.4 (Eric, Sonia, Juliette): Produire figures à partir des runs REF/NTM/NTW pour presentations Varclim et Utrecht
  • Action 3.5 (Juliette): quid rappel dans les zones englacées ?
  • Action 3.6 (Sonia, Juliette): explorer rappel avec bulk CORE DFS4 dans NEMO - cf. Rashid - et effectuer un run NTM-CORE de 15 ans (i.e. juste en flux de chaleur pour l'instant) - faisabilité d'ici prochaine réunion.
  1. Réalisation run nudgé pour états initiaux hindcasts:
    • Action 4.1 (Sonia) : run nudgé avec technique de rappel foinction de 3) - utilisation eventuelle des 1d taux/tauy de 1) - fonction calendrier 5)
  1. Divers:
    • Action 5.1 (Eric, Juliette): mise à jour calendrier prévisionnel mise au point et réalisation runs decennaux - pour prochaine réunion
    • Action 5.2 (Sonia): lien depuis cette page vers wiki pour description detaillée des runs (ou integration dans wiki forge.ipsl.jussieu.fr)

VI. Tests en IPSLCM5 (version non validee) 96x71

  • Repertoires:
    • Sonia sur CCRT: /dmnfs13/cont003/labetoul
  • Test 1 (juin/juillet 2009) Plots ​ici:
    • Reference:
    • Deux simulations nudgée SST Reynolds 1986-90:
      • CM5NUDMO = rappel à 40 Wm-2/K (un mois de temps de rappel)
      • CM5NUDDA = rappel à 1200 Wm-2/K (deux jours de temps de rappel)
  • Test 2 (sept/oct 09): Simulations test IPSLCM5V1:
    • cf. /net/zeus/usr/zeus/varclim/ericg/Nudges/Figures
    • Nudging en vent :
      • Seulement si fraction de glace = 0
      • τx et τy
      • τatm = (1-α).τatm + α.τobs
      • α = f(Lat) : (1 + tanh(8.5*(Lat-LatM)/Lat2-Lat1)) / 2 (pour Lat > 0) ; avec Lat/Lon? du point T
      • Fichiers modifiés :
        • sbc_oce.F90
        • sbcmod.F90
        • namelist_ORCA2
      • Nouveau fichier :
        • sbctau.F90
Nom Description Période Etat initial
CM5V1REF Référence 19600101-20051231 BACKUP (cf A. Caubel
CM5V1NTM Nudgée SST, γ = -40 W.m-2.K-1 19860101-20051231 CM5V1REF
CM5V1NWS Nudgée wind stress 19860101-20011231 CM5V1REF
CM5V1NTW Nudgée SST + wind stress 19860101-20011231 CM5V1REF

  • Atlas de validation:
    • Diagnostics etat moyen:
      • 2 pages: (1)=DA, MO, REF; (2)= DA-MO, DA-REF, MO-REF
        • carte SST globale (5y + 1990)
        • carte SSS globale (1990)
        • carte taux globale (5y)
        • carte sohefldo globale (5y)
        • carte precip globale (Janvier + Juillet 1mm)
        • carte rappel flux de Q globale (sohefldp) (5y)
        • carte somxl010 30S/30N (5y)
        • carte isotherme 20C annuel (30S/30N)
        • xz_pac_eq temperature
        • cartes Atl. Nord:
          • profondeur MXL (somxl010) mars (1990 et 1mm 03_1986-1990) + etendue glace de mer (soicecov > 0.9)
      • diff aux obs (1 page: 3 simulations = REF + 2 nudgées):
        • carte taux globale diff à ERA40 (5y)
        • carte SST globale diff à Reynolds (5y)
      • Courbes 1d:
        • moyennes zonales taux superposées à ERA40
    • Diag. interannuels:
      • 2 pages: (1)=DA, MO, Obs; (2)= DA-obs, MO-obs, DA-MO
        • diff SST xt_pac_eq mensuel (avec obs SST et entre simulations)
        • diff taux xt_pac_eq mensuel (avec obs SST et entre simulations)
      • 1 page: (1)=DA, MO, DA-MO
        • sohefldp xt_pac_eq mensuel (chaque simul + diff entre simulations)
        • profondeur max de mxl dans Atlantique Nord (50-70N, 60W-15E)

Contacts

  • Juliette Mignot, Sonia Labetoulle, Eric Guilyardi, Sébastien Masson, Gurvan Madec
  • Benoît Vannière (thèse)