1 / 18

Les aérosols dans le modèle couplé

Les aérosols dans le modèle couplé. Céline Déandreis Réunion CPLIPSL - 04/04/07. Rappel: Impact des aérosols sur le bilan radiatif. L’effet direct:. Interaction des aérosols avec le rayonnement solaire Modification de l’épaisseur optique de la couche atmosphérique Effet linéaire.

cassandra-romanos
Download Presentation

Les aérosols dans le modèle couplé

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Les aérosols dans le modèle couplé Céline DéandreisRéunion CPLIPSL - 04/04/07

  2. Rappel: Impact des aérosols sur le bilan radiatif • L’effet direct: • Interaction des aérosols avec le rayonnement solaire • Modification de l’épaisseur optique de la couche atmosphérique • Effet linéaire • Les effets indirects: • Modification de la microphysique des nuages • modification de l’épaisseur optique nuageuse • Effet non linéaire 1/10 Haywood et Boucher, 2000

  3. Modélisation: • Version du modèle • LMDZ4 en mode forcé 96x73x19 • bucket • INCA version CH4 - AER • Effets et espèces étudiées au niveau radiatif: • Initialement (version de JQ et JLD): • Effets: direct et premier indirect • Espèce: sulfate • Actuellement: • Généralisation à l’aérosol anthropique: sulfate + aérosol carboné (POM et BC) • Futur: • Généralisation à tout l’aérosol : anthropique + naturel (SS et Dust) (Pb pour le passage au couplé: les vents à 10m) 2/10

  4. Calcul des forçages radiatifs (FR) dans LMDZ : calcul on-line de FR instantané sans ajustement de la température stratosphérique NB: référence effet direct (zéro aérosol) ≠ référence effet indirect (aérosol naturel) Forçages = concentrations Aérosol : fichier de concentrations prescrites naturelles Aérosol : fichier de concentrations prescrites Anthropiques + naturelles p2t = mois Propriétés optiques de la couche nuageuse Propriétés optiques de la couche atmosphèrique Propriétés optiques de la couche nuageuse Code radiatif Flux Net 1 : aérosol=0 et nuage=nat. Flux Net 2 : aérosol=nat.+anth. et nuage=nat. Flux Net 3 : Aérosol=nat.+anth. et nuage=nat.+anth. FR direct/indirect = ΔFN Ajustement de Température pris en compte par la physique du modèle LMDZ 3/10

  5. Ajustement de Température pris en compte par la physique du modèle Couplage à INCA : Aérosol : fichier de concentrations prescrites naturelles Aérosol : fichier de concentrations prescrites Anthropiques + naturelles Propriétés optiques de la couche nuageuse Propriétés optiques de la couche atmosphèrique Propriétés optiques de la couche nuageuse Code radiatif Flux Net 1 : aérosol=0 et nuage=nat. Flux Net 2 : aérosol=nat.+anth. et nuage=nat. Flux Net 3 : Aérosol=nat.+anth. et nuage=nat.+anth. FR direct/indirect = ΔFN LMDZ 4/10

  6. Ajustement de Température pris en compte par la physique du modèle Couplage à INCA : Aérosol : fichier d’émissions Anthropiques+Naturelles Forçage principal = émissions Forçage de référence = concentrations INCA P2t = 30min Aérosol : fichier de concentrations prescrites naturelles Aérosol : concentrations calculées on-line Anthropiques + naturelles Propriétés optiques de la couche nuageuse Propriétés optiques de la couche atmosphèrique Propriétés optiques de la couche nuageuse Code radiatif Flux Net 1 : aérosol=0 et nuage=nat. Flux Net 2 : aérosol=nat.+anth. et nuage=nat. Flux Net 3 : Aérosol=nat.+anth. et nuage=nat.+anth. FR direct/indirect = ΔFN LMDZ 4/10

  7. Ajustement de Température pris en compte par la physique du modèle Couplage à INCA : Aérosol : fichier d’émissions Anthropiques+Naturelles Boucle complète: Climat <=> chimie INCA P2t = 30min Aérosol : fichier de concentrations prescrites naturelles Aérosol : concentrations calculées on-line Anthropiques + naturelles P2t = 30min Propriétés optiques de la couche nuageuse Propriétés optiques de la couche atmosphèrique Propriétés optiques de la couche nuageuse Code radiatif Flux Net 1 : aérosol=0 et nuage=nat. Flux Net 2 : aérosol=nat.+anth. et nuage=nat. Flux Net 3 : Aérosol=nat.+anth. et nuage=nat.+anth. FR direct/indirect = ΔFN LMDZ 4/10

  8. Ajustement de Température pris en compte par la physique du modèle Couplage à INCA : Aérosol : fichier d’émissions Anthropiques+Naturelles Boucle complète: Climat <=> chimie INCA P2t = 30min • En résumé… • Avantages: • - accès à la variabilité de l’aérosol (p2t=30min) • - champs d’aérosol répondent au modification de température, précipitation… • Inconvénients: • - calcul du FR contient : • - l’effet des aérosols • - l’effet de la rétroaction climatique aérosol (<3%) • CPU et mémoire élevés; fichier aérosol naturel compliquée à obtenir •  dans le couplé utilisation d’un code radiatif off-line pour le calcul des FR Aérosol : fichier de concentrations prescrites naturelles Aérosol : concentrations calculées on-line Anthropiques + naturelles P2t = 30min Propriétés optiques de la couche nuageuse Propriétés optiques de la couche atmosphèrique Propriétés optiques de la couche nuageuse Code radiatif Flux Net 1 : aérosol=0 et nuage=nat. Flux Net 2 : aérosol=nat.+anth. et nuage=nat. Flux Net 3 : Aérosol=nat.+anth. et nuage=nat.+anth. FR direct/indirect = ΔFN LMDZ 4/10

  9. LES RESULTATS: • I - Choix du schéma de convection • KE vs Tiedtke • II - Schéma de convection et chimie • III - Principales conséquences du couplage à INCA • sur les forçages radiatifs • sur les variables physiques 5/10

  10. L’insertion de INCA dans le couplé est elle envisageable? • Comparaison des bilans radiatifs pour les 2 schémas de convection: KE vs Tiedtke • Conclusion: Le schéma de KE est plus adapté au passage en couplé 6/10

  11. POM BC SO4 1.8 0.2 2 1 KE 0.1 1 0 0 0 0.5 0.5 0.2 0.2 0.1 0.1 0.05 0.05 0.02 0.02 0.05 -0.02 -0.02 -0.05 -0.05 0.02 0.01 - 0.1 - 0.1 - 0.2 - 0.2 0.005 0.002 - 0.5 - 0.5 -0.002 -0.005 - 0.01 - 0.02 - 0.05 Chimie et convection • Comparaison des concentrations (µg/m3) de sulfate, POM et BC: KE vs Tiedtke KE - Tiedtke • Conclusion: Accumulation d’espèces dans la haute troposphère avec KE 7/10

  12. 10 10 2 2 2 5 5 1 1 1 2 2 0.5 0.5 0.5 1 1 0.2 0.2 0.2 0.5 0.5 0.2 0.2 0.1 0.1 0.1 - 0.2 - 0.2 - 0.1 - 0.1 - 0.1 - 0.5 - 0.5 - 0.2 - 0.2 - 0.2 - 1 - 1 - 0.5 - 0.5 - 0.5 - 2 - 2 - 5 - 5 - 1 - 1 - 1 - 10 - 10 - 2 - 2 - 2 Effet du couplage à INCA: les forçages radiatifs • effet direct linéaire => pas de conséquence LMDZ-INCA - LMDZ écart ~ 2% LMDZ-INCA - 0.46W/m² • premier effet indirect: LMDZ-INCA - LMDZ écart ~ - 8% LMDZ-INCA - 0.36W/m² 8/10

  13. Effet du couplage à INCA: les variables physiques • Modification des champs physiques suite au couplage LMDZ-INCA + effet aérosol Température différence en °C Précipitation écart relatif (en %) 9/10

  14. Prochaines étapes vers le couplé • prise en compte des aérosols dans le couplé • rétroaction climat aérosol via l’ajustement de température • calcul des forçages radiatifs off -line (avec ou sans ajustement de température de la stratosphère) fréquence mensuelle ou autre • prochaines étapes • remplacer la version bucket par une version d’Orchidée. Laquelle? • simulations snap -shot présent et futur de référence avant un run transitoire 10/10

  15. 12/13

  16. Hourdin et al, 2006

More Related