African Monsoon Multidisciplinary Analyses
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MODELISATION A FINE ET MOYENNE ECHELLE
Jean-Philippe Lafore - CNRM/GAME Météo-France
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L'augmentation de la résolution des modèles numériques rendue possible par la formidable croissance des puissances calculs disponibles, semble ouvrir d'immenses possibilités pour traiter et étudier un système dynamique complexe tel que la mousson africaine. Sans négliger ce formidable outil qu'est la modélisation numérique, nous analyserons dans un premier temps ses limites intrinsèques pour rendre compte de la réalité (multiplicité des échelles spatiales et temporelles, des processus, hétérogénéités, non linéarités, méconnaissance de la physique de certaines composantes, …). Dans certains cas l'augmentation de la résolution peut dégrader les résultats car de nouveaux problèmes apparaissent. C'est le cas pour la gestion des conditions limites ou la prise en compte de processus de très fines échelles nécessitant des paramétrisations plus élaborées et coûteuses. A cela se rajoute un besoin accru en données à fines échelles pour initialiser ces modèles. Ces considérations nous obligent à rester critique vis à vis de la modélisation numérique, et à réaliser qu'un modèle ne peut aider à dévoiler qu'une partie de la réalité. La clé du succès sera la méthodologie d'utilisation d'une panoplie de modèles complémentaires en synergie avec l'analyse des observations. Nous ferons ensuite un rapide tour d'horizon de la diversité des modèles disponibles à différentes échelles (Large Eddies Simulations, Cloud Resolving Models, Modèles de mésoéchelle à domaine limité, …) en illustrant leurs forces et faiblesses et les techniques numériques qu'ils utilisent. Nous insisterons plus particulièrement sur leur sensibilité aux paramétrisations qu'ils utilisent et aux états initiaux, pour identifier les domaines où les efforts doivent être portés en priorité. Des exemples de résultats et d'utilisation dans le cadre de la MA seront données. Pour finir nous donneront deux exemples de méthodologie d'utilisation de la modélisation à fine échelle. La 1ère consiste à développer un modèle idéalisé (bidimensionnel) pour étudier certaines interactions d'échelles (cellule d'Hadley, jets, convection) et de processus (atmosphère - surfaces océanique et continentale) se produisant au sein de la MA. Cette approche s'avère puissante pour comprendre la MA et tester des scénarios de fonctionnement. Le second exemple concerne l'utilisation de simulations réalistes à haute résolution de systèmes convectifs typiques de la MA pour étudier l'impact de la convection à plus grande échelle, puis tester et améliorer des paramétrisations de la convection.