Orateur: D. Pollack ou J.-F. Guérémy ou I. Beau

exposé

L'objectif des schémas de paramétrisation de la convection et de la turbulence utilisés dans les modèles de circulation générale est de représenter l'effet moyen de ces processus physiques sur une maille du modèle. Le comportement des schémas actuellement disponibles dans ARPEGE-CLIMAT V5.3 est évalué en comparant deux types de simulations sur l'Afrique de l'ouest : des simulations réalisées avec le modèle Méso-NH 5 km dans lesquelles la convection est représentée de manière explicite (simulation de référence) et des simulations réalisées avec le modèle à aire limité ALADIN-CLIMAT dans lesquelles la convection est paramétrée. Les deux types de simulations utilisent le même domaine, les mêmes conditions initiales et latérales. Le cas étudié correspond à une ligne de grain observée sur le Niger le 21-08-1992 au cours de la campagne Hapex-Sahel.

Différents tests de sensibilité aux physiques disponibles ont été effectués : tests d'une physique diagnostique (STD) et de physiques pronostiques (évolution temporelle de l'énergie cinétique turbulente, du condensat et des précipitations) avec différents schémas de convection profonde (respectivement PRO1 et PRO2).

Au niveau du schéma de convection, les différences entre (STD, PRO1) d'une part, et PRO2 d'autre part, résident dans la condition de déclenchement (pas de contrainte dans la couche sèche sous le nuage pour (STD, PRO1) et traitement continu de la convection incluant la couche sèche pour PRO2) et la condition de fermeture (convergence d'humidité pour les 2 premières, CAPE pour la dernière).

Outre les paramétrisations physiques utilisées, différents tests de sensibilités ont été réalisés aux résolutions verticales (31 et 91 niveaux) et horizontales (300, 125, 50 et 10 km) , et aux conditions initiales et latérales (ERA40 et ERA-interim).

Pour comparer de façon plus objective l'effet de ces paramétrisations, les précipitations issues des simulations Méso-NH ont été moyennées sur la maille du modèle de plus grande échelle.

Pour approfondir cette étude, des bilans complets en eau et en enthalpie ont été réalisés afin de calculer les termes Q1 et Q2 et les différentes contributions. Ces bilans ont été effectués pour les simulations explicites et les simulations paramétrées sur des « boîtes » contenant le système convectif de méso-échelle au même stade de développement. Des bilans similaires ont également été effectués à partir des réanalyses, afin d'analyser le comportement des différentes réanalyses (ERA40 et ERAINTERIM) et de confronter les bilans issus des réanalyses aux bilans issus des simulations (explicites ou paramétrées).

Les résultats obtenus mettent ainsi en évidence l'intérêt du schéma pronostique de turbulence et l'apport d'une fermeture en CAPE pour le schéma de convection profonde.