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Développement et Evaluation PHYsiques des modèles atmosphériques
Un projet focalisé sur les paramétrisations physiques, pourquoi ?
La simulation du climat et les projections du changement climatique
→ Changement climatique : nécessite d'utiliser les modèles le plus "physiques" possibles
→ rôle clef des processus atmosphériques dans la dispersion des projections.
→ Importance des termes diabatiques (radiatif et changement phase de l'eau) pour le climat
Des enjeux pour la prévision numérique du temps :
→ Convection s'adaptant au changement de grille (zone grise) - « seamless »
→ paramétrisations 2D, 3D (turbulence, rayonnement)
→ nuages et microphysique à deux moments (interactions nuages et aérosols),
Les paramétrisations physiques très importantes dans les situations à enjeux :
→ cyclogenèses/cyclones/orages (précipitations, grêle, vent, rafales, etc.)/ épisodes cévenols
→ viabilité hivernale (précipitations neigeuses, type de neige, pluies verglaçantes, etc.)
→ nuages bas, brouillard, visibilité
→ extrêmes de températures (canicule, température minimale sur sur neige)
→ Importance des flux radiatifs pour l'agriculture
Importance des paramétrisations le couplage avec les autres composantes :
→ transport vertical, émissions, lessivage pour les modèles de pollution, chimie …
→ couplage avec les surface continentales et océaniques (flux radiatifs, précipitations, turbulence)
DEPHY : regrouper et coordonner des efforts de différentes natures (observation,
modélisation méso-échelle, etc) développés dans des communautés parfois disjointes
autour d'un même et unique objectif :
l'amélioration des paramétrisations physiques des modèles atmosphériques.

Thématiques de Dephy-1 :
→ Couches limites stables, régions polaires, brouillards, ...
→ Couches limites convectives, couplage air-mer.
→ Convection profonde (+ transport de traceurs, lessivage, ...)
→ Couplages avec les surfaces continentales (partie physique)
→ Découpage physique/dynamique (zone grise, propagation des poches froides)
Méthodes et développements :
→ Etude de cas : comparaisons LES3D/modèles uni-colonnes
→ Validations 3D : simulateurs satellites, validations régionales, AMMA-MIP, Sirta
→ Mutualisation de codes (paramétrisations, cas 1D, ...)
Organisation et besoins financiers :
financement LEFE/IMAGO, ~ 15 ETP
2 réunions communes par an dont une couplée aux AMA à Toulouse.
Missions nationales (collaboration entre équipes) et internationales (conf)
Coordination :
Laboratoires : CNRM, LA, LMD, IPSL, LGGE, CEA/DAM
Communautés :
→ Processus / modélisation grande échelle
→ Observation / modèles (LES et grande échelle)
→ Climat / Prévision numérique du temps
Contexte et projets internationaux :
→ Eurocs/Eucrem avec les comparaisons LES/SCM ou CRM/SCM
→ GASS (étude des processus nuageux) et CFMIP (étude des rétroactions)
→ Dynamique de travail à l'oeuvre dans AMMA.
→ structuration de la contribution française aux projets EU Euclipse et Embrace

Simulations explicites, mailles ~ 20-100 m
Forçage
« grande échelle »
imposé
Evaluation
Evaluation
Une méthodologie phare : observations / simulations explicites / paramétrisation
Une méthodologie phare : observations / simulations explicites / paramétrisation
Observation
Paramétrisation : une colonne du modèle de climat
Campagne de terrain
→ Paramétrisations évaluées en mode uni-colonne / simulations explicites 3D.
→ Sur des cas tests réalistes ou idéalisés : réponse des paramétrisations à des
modifications du forçage grande échelle.

Schémas en flux de masse des structures
organisés de la couche limite convective
+
Diffusion turbulente avec équation
pronostique de la TKE
Paramétrisation de la couche limite convective sèche ou nuageuse
Paramétrisation de la couche limite convective sèche ou nuageuse
Utilisation de traceurs émis en surface pour échantillonner les structures
organisées dans les LES (Couvreux et al., Rio et al. ...)
Nuages
Profiles en début d'après midi, cas ARM cumulus
Coupe instantannée de traceurs (rouge)
et eau nuageuse (bleu), simulation LES

300s
Intercomparaison des schémas en flux de masse de la couche limite (papier en rédaction)
Mêmes formulations
du détrainement et de
l'entrainement dans
LMDZ et ARPEGE
Résolution découplée Résolution implicite couplée
Travail sur la stabilité numérique (Yves Bouteloup)
Un volet exemplaire de Dephy :
→ Convergence des approches dans AROME/ARPEGE/LMDZ (seamless)
→ Tests croisés des différentes formulations
→ Rôle moteur de la communauté française
→ Méthodologies originales (échantillonage traceurs) et simulations de référence MesoNH pour
développer et évaluer paramétrisations/LES