Présentation générale du projet

1. http://convergence.ipsl.fr Présentation générale du projet J-L Dufresne Centre de Modélisation du Climat de l’IPSL Réunion de lancement, 7 novembre 2013, Paris

2. Plan • Contexte • Objectifs • Tâches • Organisation • Fonctionnement

3. Contexte • « Traumatisme post-CMIP5 » • Changement de paradigme. Passage de quelques simulations avec un modèle à • Plusieurs modèles • Plusieurs configurations • Plusieurs expériences numériques • Plusieurs réalisations • Grand nombre de variables, de fichiers, très grosse volumétrie de l’ensemble • Fonctionnement opérationnel dans un mode et un environnement recherche

4. Contexte Ex: Simulations réalisées avec IPSL-CM5 Volume de données produites: 2Po, distribuées 250To

5. Contexte • Évolution vers des calculateurs massivement parallèles • Données distribuées sur unegrille(ESGF) • Évolution rapide des outils de mise à disposition, d’accès, d’utilisation, d’analyse et visualisation des données • Préparation de la prochaine phase de CMIP et de CORDEX • Spécificités: • utilisation de plusieurs centres de calcul, non dédiés • deux modèles climatiques français, avec partage de composantes, d’outils, de forçages, etc.

6. Objectifs • Développer pour la communauté française une plateforme pour la réalisation des simulations climatiques, adaptée aux nouveaux besoins des projets scientifiques qui considèrent, pour une famille de modèles • Plusieurs configurations - Plusieurs types d’expériences numériques • Des ensembles de simulation • Utiliser de façon plus performante les ressources HPC (actuelles et futures) • Renforcer les liens avec la communauté HPC ainsi que nos compétences

7. Objectifs • Aider à l’accroissement en résolution des modèles • Renforcer les outils d’évaluation des modèles • Faciliter l’utilisation et l’analyse des données à l’ère du « big data » • Avoir des outils opérationnels pour nos besoins • Rendre plus fiable la réalisation de bout en bout de simulations • Renforcer les liens avec les centres de calculs Remarque: projet plus orienté développement de l’infrastructure de modélisation que développement du contenu des modèles

8. Tâches T6 : Dissemination and education

9. Task 1: National Platform for Climate Modeling • Leaders : J-L Dufresne (IPSL), D. Salas (CNRS-GAME) • Objectives: To ensure that the platform is operational and reaches its objectives, and to ensure and to promote the dissemination and the large use of the platform. • Within two years, a first version of the platform will be achieved and tested through an implementation of a standard version of IPSL-CM • Within the two last years, the platform will be used to implement three new climate model configurations. All components of the platform will continue to evolve to reach their final objectives. • At the end of the project, the platform will be fully assessed through a challenging test. • Task 1.1: Platform release, documentation and training • Task 1.2: Model implementations using the platform. • Task 1.3 : Our “grand chalenge”: a multi-step, multi-criteria procedure to define next version of IPSL-CM model

10. Task 2: Towards high-resolution coupled models • Leaders : Y. Meurdesoif (IPSL), S. Valcke (CERFACS) • Objectives: Production runs of the high-resolution version of CNRM-CM and IPSL-CM • Task 2.1 :Model improvements for high-resolution simulations • IPSL coupled model parallelism • CNRM-CM-HR coupled model parallelism • IPSL coupled model memory scalability • Scale aware parametrizations of deep convection • Task 2.2 : Managing efficiently input and restart files • Task 2.3 : Integrating parallel interpolation mechanisms in XIOS • Task 2.4 : Parallel component coupling

11. Task 3: Runtime Environment Leaders : A. Caubel (LSCE), MA. Foujols (IPSL) Objectives:Aruntime environment handling complexity and load balancing of parallel programming of coupled model (MPMD mode, hybrid MPI-OpenMP parallelisation, IO tasks), ensuring robustness and reliability to all Earth System Models users as well as portability on different High Performance Computing centres. Task 3.1: Process assignment Task 3.2: Optimization, Load balancing Task 3.3: Climate Simulations Supervision

12. Task 4: Big Data management and analytics of Climate Simulations Leader : S. Denvil (IPSL) ObjectivesTo face challenges that emerge as more and more data pour in from climate simulations run on ever-increasing high-performance computing (HPC) platforms and from increasingly higher-resolution satellites and instruments Task 4.1: XIOS implemented within project models Task 4.2: XIOS a bridge towards standardisation Task 4.3: Data and metadata services Task 4.4: Big Data Analytics

13. Task 5: CliMAF: a framework for climate models evaluation and analysis Leaders: J. Servonnat (LSCE-CEA) and S. Sénési (CNRS-GAME) Objectives:CliMAF (for Climate Model Assessment Framework): efficientevaluation and monitoring of climate model outputs. A framework for an access to both model simulations and reference datasets, data pre-processing, application of a set of diagnostics and metrics for model evaluation and web-oriented visualization solution. Can be used on a workstation, and on the computing centers and servers. Task 5.1: General driver and upstream user interface Task 5.2: Services layer Task 5.3: Visualization tools Task 5.4: Evaluation and monitoring diagnostics

14. Task 6: Dissemination and education • Leaders: F. Hourdin • Dissemination: • perform the climate simulations of the next CMIP phase • tools used within CMIP generally disseminate widely in the climate science community • promote the platform at the European level, and some tools are already shared (OASIS, XIOS…) • climate services that make use of the results of our simulations • Education: • reinforce the offer in light configurations for "mini-project" for M2 training courses as well as for 1 to 2 months training at level L3 and M1 • reinforce the training for doctoral courses, typically in the frame of 1 to 2-week schools. To complement existing courses with more expert courses, both in terms of physics content of the models and in terms of numerics, HPC aspects, good practice for programming etc. They would be based on the codes existing at IPSL.

16. Organisation générale • Projet sur 4 ans (oct 2013 – sept 2017) • première version de la plateforme au bout de 2 ans avec IPSL-CM CMIP6 • deuxième version à la fin du projet, avec aussi CNRM-CM et version zoomée de IPSL-CM • développement en parallèle des outils et vérification de leur cohérence via leur mise à jour permanente dans la plateforme IPSL-CM

17. Fonctionnement • Responsable de projet • Responsables de tâche • Comité de pilotage • précise et met à jour la feuille de route • assure la cohérence et la coordination des développements entre les différentes tâches • se réunit tous les 3 mois environ (déjà réuni 1 fois) • Réunions par tâche ou groupe de travail au fil de l’eau • Réunions plénières à 0, 2 et 4 ans • Site web:http://convergence.ipsl.fr • Liste de diffusion: convergence@courriel.ipsl.fr s’abonner: http://courriel.ipsl.jussieu.fr/mailman/listinfo/convergence

18. Fonctionnement Comité de pilotage: constitué des responsables de tâches + responsables scientifiques des partenaires non représentés + correspondant TGCC invité permanent • Jean-Louis Dufresne (IPSL) • David Salas (CNRS-GAME) • Yann Meurdesoif (IPSL) • Sophie Valcke (CERFACS) • Arnaud Caubel (IPSL) • Marie-Alice Foujols (IPSL) • Sébastien Denvil (IPSL) • Jérôme Servonnat (IPSL) • Stéphane Sénési (CNRS-GAME) • Fréderic Hourdin (IPSL) • Pascal Voury (IDRIS) • Julien Derouillat (MDLS) • Gilles Wiber (TGCC) Contact: convergence-cp@courriel.ipsl.fr

19. Parti pris du projet Se donner les moyens de renforcer et de partager les outils pour: • constituer une plateforme de modélisation climatique nationale • nous permettre de réaliser CMIP6 dans de bonnes conditions • renforcer nos liens avec les centres de calculs et la communautés HPC (surtout pour l’IPSL) C’est déjà beaucoup de travail. Favoriser l’aboutissement pratique du projet au risque d’une trop grande continuité et prudence. Analyser comme tel par l’ANR, en terme de force et faiblesse du projet

20. Parti pris du projet Se donner les moyens de renforcer et de partager les outils pour: • constituer une plateforme de modélisation climatique nationale • nous permettre de réaliser CMIP6 dans de bonnes conditions • renforcer nos liens avec les centres de calculs et la communautés HPC (surtout pour l’IPSL) C’est déjà beaucoup de travail. Favoriser l’aboutissement pratique du projet au risque d’une trop grande continuité et prudence. Analyser comme tel par l’ANR, en terme de force et faiblesse du projet Un beau projet, pour lequel on nous a donné les moyens que nous avons demandés pour le réussir… à nous de jouer !