1 / 19

Modélisation du CO 2 atmosphérique: application et exercice d’intercomparaison. Estimation du transport adjoint

Modélisation du CO 2 atmosphérique: application et exercice d’intercomparaison. Estimation du transport adjoint. Claire Sarrat, Thomas Lauvaux, Joël Noilhan, Sylvie Donier, Pierre Lacarrère. Journées Meso-NH utilisateurs, 23-24 avril 2007.

jane
Download Presentation

Modélisation du CO 2 atmosphérique: application et exercice d’intercomparaison. Estimation du transport adjoint

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. Modélisation du CO2 atmosphérique: application et exercice d’intercomparaison.Estimation du transport adjoint Claire Sarrat, Thomas Lauvaux, Joël Noilhan, Sylvie Donier, Pierre Lacarrère Journées Meso-NH utilisateurs, 23-24 avril 2007

  2. Objectifs du projet CarboEurope et de la campagne CERES (Dolman et al., BAMS, 2006) • CarboEurope: projet Européen du 6ieme PCRD • Campagne Régionale : CERES mai-juin 2005, 21 jours de POI • Objectifs : établir un bilan régional du CO2 avec modèles atmosphériques méso-échelles à partir des données CERES : • Sites de flux de surface (énergie, eau et CO2) sur différents types de couverts (forêt, vignes, maïs, blé d’hiver, colza, jachère, haricots verts) • Données de couche limite : RS, avions, radar UHF, télémètre… • Concentrations de CO2 sur des tours instrumentées: à Biscarosse, La Cape Sud, Marmande. Mesures de [CO2] aéroportés : Piper Aztec, Dimona, Sky Arrow • Evolution du LAI et des propriétés de surface (Ts, contenu en eau, albédo, NDVI,…)

  3. Le CO2 dans Meso-NH • Simuler le CO2 dans la couche limite, ainsi que les transferts surface-ABL et l’entrainement. • Simuler la dynamique de l’atmosphère et les concentrations afin de retrouver les puits et les sources de CO2 par modélisation inverse (Thèse de T. Lauvaux Météo France / LSCE) • Couplage Meso-NH / SURFEX0.6 • Assimilation le jour du CO2 atmosphérique par la végétation dans ISBA-A-gs, respiration de l’écosystème, émissions anthropiques Surface Meteorological Model LE, H, Rn, W, Ts… Meso-NH ISBA-A-gs CO2 Fluxes Atmospheric [CO2] Anthropogenic emissions Sea Noilhan et al. 89 Calvet et al., 98 Lafore et al., 98

  4. Atmospheric CO2 modelingMeso-NH configuration Altitude (m) 320 km 900 km • Nesting 2 ways • Land use: Ecoclimapv3, winter / summer crops • Initialization and lateral boundaries forcing: ECMWF model • Anthropogenic CO2 emissions from Stuttgart Univ. at 10km resolution Large domain : France Horizontal resolution: 10 km Small domain: CERES domain Horizontal resolution: 2 km

  5. Atmospheric CO2 modeling may–27 2005 Sea breeze effects(Sarrat et al., JGR, 2007) S-W S-E FOREST AREA AGRICUL. AREA AGRICUL. AREA CO2 concentrations Wind direction FOREST AREA S-W S-E CO2 concentrations (ppm) may-27 9HUTC CO2 concentrations (ppm) may-27 14HUTC

  6. Atmospheric CO2 modelling : june-06Lagrangian experiment N-W

  7. Atmospheric CO2 modelling : june-06Lagrangian experiment : Budget calculation N-W <CO2> CO2 variation CO2 advection CO2 turb. flux 15 UTC 6 UTC

  8. Intercomparison of 5 meteorological models • Participation of 5 models: RAMS from Amsterdam Vrije Univ., RAMS from Alterra, RAMS from CEAM, WRF from MPI, Meso-NH from CNRM • Experimental Protocol agreed on: • Domain of simulation at 2km resolution • Initialization and lateral boundaries forcing for meteorological and surface variables with ECMWF model • Land cover by the Ecoclimap database including 61 surface classes, summer crops/winter crops • CO2 anthropogenic emissions at 10 km resolution from Stuttgart Univ. • 2 golden days of the CERES campaign: may-27 and june-06 2005

  9. Meteorological variables T2M • rms and bias lower on june-06 than on may-27 due to a stronger wind • T2M rms ~ 2°C is equivalent to rms from meso-scale NWR models • Reduction of the bias during the day on may-27 T2M bias may-27 T2M bias june-06 T2M (C)

  10. Boundary Layer and vertical profiles of [CO2] and TH from the Piper RS LACS june-06 14H theta q Aircraft VP LACS may-27 1330 TH [CO2]

  11. Inversion des sources et puits de CO2 sur la région des Landes Modèle atmosphérique méso échelle Meso-NH Champs dynamiques Transport particulaire LPDM Fonctions de réponse Flux de CO2 Assimilation • Schéma général des différentes étapes de l’inversion

  12. Potentiel d’une inversion à méso échelle: Réduction d’erreur (Lauvaux et al., 2007 acpd) Tours et 3 vols Tours de Biscarosse et Marmande Vol Bordeaux - Toulouse • Réduction d’erreur > 30% sur la zone d’intérêt • Impact des avions non négligeable • Inversion théorique indépendante des observations

  13. Conclusions et perspectives La campagne CarboEurope 2007 s’achève vendredi: 6 jours de POI !! Prévisions Arome du 23.04.07 00UTC à +36H

  14. Atmospheric CO2 modelling may–27 Boundary layer heterogeneity Simulated vertical cross section of the mixing ratio at 14UTC Zi = 1600m Zi = 900m OCEAN FOREST AREA AGRICUL. AREA obs model Forest obs model Crops

  15. Atmospheric CO2 modelling : may–27 Main processes

  16. Previs AROME

  17. Meteorological variables

  18. Wind at the synoptic stations on may-27 at 1200UTC obs ALTE MNH AMVU WRF AMVU ALTE WRF MNH • Good agreement between model and obs wind direction, except along the Atlantic coast (no sea breeze observed at the stations) • Overestimation of the wind speed by most of the models

  19. Simulations Méso-NH couplées “off-line” avec LPDM • Dispersion particulaire à rebours (LPDM) – 27 Mai 2005 27th may - 6pm 27th may - 2pm Simulation MésoNH initiale à 2km Sarrat et al., 2007, JGR 27th may – 2am

More Related