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Mise en place runs décennaux/interannuels couplé IPSL

Mise en place runs décennaux/interannuels couplé IPSL

I. Configuration cible

cf. Performances
Resolution 144x142x39 - ORCA2

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. Réunions groupe de travail

21 Oct - Compte rendu réunion decennal/saisonnier

Présents: Juliette, Sonia, Benoit, Eric

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

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.

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 (22 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

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)

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

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

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.

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.

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)

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)

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

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 (28-29 Sept 09): Simulations test IPSLCM5V1:
- cf. /net/zeus/usr/zeus/varclim/ericg/Nudges/Figures
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)

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