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IPSLCM5A et CO2 interactif

Mise en place d'une première version

réunion du 18/11/2010 : présent Laurent Bopp, Christian Ethé, Martial Mancip.

Deux versions de couplé avec CO2 interactif pour CMIP5 sont prévues :

  • une première version avec la version IPSLCM5A avec un CO2 atmosphérique moyen (pas de transport ATM, flux océaniques et continentaux moyennés spatialement et temporellement) : comme IPSLCM4_LOOP
  • une seconde version "IPSLCM5_ESM" avec les flux de carbone spatialisés et transportés en haute fréquence (jusqu'à la demi-heure pour la surface).

Nous établissons ici la liste des modifications à apporter au couplé IPSLCM5A (modèle et scripts) :

  1. on doit rajouter la lecture d'un fichier d'émissions ff (fossil fuel),
  2. on doit récupérer les flux moyens de PISCES et d'ORCHIDEE,
  3. à la place de la lecture des concentrations IPCC_CO2 imposées, on va calculer la concentration moyenne mensuelle (ou annuelle).
  4. on doit conserver ces valeurs de co2 (une ligne par mois)
    date |    co2 mensuel mois actuel | co2 mensuel mois précédent | ff | PISCES flux | ORCHIDEE NEP | ORCHIDEE LUC 
    
  5. Tests et lancement des deux simulations en PROD.
  1. fichier fuel
  2. modifications des modèles

Les flux d'émission de CO2 dans PISCES sont écrites dans ocean.output et si on rajoute la sortie tco2flux dans iodef.xml, il sera sauvé.

        WRITE(numout,*) 'Total Flux of Carbon out of the ocean :'
        WRITE(numout,*) '-------------------- : ',t_oce_co2_flx
        WRITE(numout,*) '(GtC/yr)'

Pour l'instant ce flux de CO2 global n'est sauvé qu'en moyenne mensuelle. L'affichage du flux est dans le ocean.output du mois de décembre. On va devoir modifier PISCES pour afficher ce CO2 calculé tous les mois (à faire).

Les flux d'émission de CO2 (NEP) dans ORCHIDEE sont écrits par processus MPI dans les sorties out_orchidee_000? :

 net_co2_flux_monthly (Peta gC/month)  =   

Dans ORCHIDEE, il faut modifier la sortie du flux de co2 cumulé mensuel et imprimer le flux de LAND USE co2_fluc (moyenné par mois).

On devra donc obligatoirement modifier ces deux modèles pour créer cette version du couplé CO2.

On ne peut pas passer par les fichiers NetCDF sur les machines SX. On doit donc passer par les fichiers textes.

  1. Le calcul de la concentration mensuelle se fait dans ATM_Update.
       co2_ppm = co2_ppm_prec + ( fco2_ff + t_oce_co2_flx + net_co2_flux_monthly + fco2_luc ) / 2.12
    

2.12 est le nombre de PetaGC / ppm.

Attention aux signes des flux : convention atmosphérique. Ils doivent être comptés positivement si ils forment une source de carbone pour l'atmosphère. Pour l'océan, on doit le vérifier :

        ! Conversion in GtC/yr ; negative for outgoing from ocean
        t_oce_co2_flx = (-1.) * t_oce_co2_flx  * 12. / 1.e15

Pour la surface, c'est OK :

       ! CO2 flux in gC/m**2/sec (positive towards the atmosphere) is sum of:
      co2_flux(:,:) = resp_hetero(:,:) + resp_maint(:,:) + resp_growth(:,:) &
            & + (co2_fire(:,:)-co2_to_bm_dgvm(:,:))*veget_cov_max(:,:)/one_day &
            & - gpp(:,:)

A voir ensuite: les signes des flux totaux de déforestation. La NBP est IPCC est positive pour la surface.

       nbp(:)=(SUM((gpp_daily-(resp_maint+resp_growth+resp_hetero)-co2_fire) &
            &        *veget_max,dim=2)-cflux_prod_total-harvest_above)/1e3/one_day*contfrac
  1. On fait un cat dans un fichier co2.log du SUBMIT_DIR comme indiqué ci-dessus.

On doit alors récupérer chaque mois le co2_prec=co2 du mois précédent pour appliquer la formule.

La condition du co2_prec est un nouveau paramètre dans la lmdz.card : lmdz_UserChoices_co2_init.

  1. On part de la fin du piControl2 : 31/12/2500. Le run piControl2 ici
    /work/cont003/p86caub/CMIP5/modipsl/config/IPSLCM5A/piControl2
    

Les tests de développement sont :

  • calcul du flux, sauvegarde, mais conservation du co2 imposé + diagnostique sur le flux moyen
  • introduction du co2 moyen (pour compenser le transport du co2 dans le routage qui manque au modèle de surface).

Les productions seront :

  • un run historique
  • un run RCP 8.5