Rapport ECMWF

Description des simulations
Afin de comparer  les résultats de Vorticité potentielle retournés par les modèles Mimosa et ECMWF, la première étape consiste à effectuer les simulations. On effectura ces calculs sur les périodes et niveaux d'intérêts référencés dans le tableau ci-dessous :

La nomenclature utilisée désigne par J0, la date d'intêret (correspondant à un évènement météorologique spécifique  référencé dans l' appel d'offre de N.Huret). Nous nous interessons donc plus particulièrement aux prévisions à 10, 7, 5, 3, 1 (Resp. J-10, J-7, J-5, J-3, J-1) jours. Pour réaliser ces calculs nous utiliserons la version Mimosa de M.Drouin.

Conduite des simulations
Les simulations MIMOSA s'effectuent en deux temps :


 * Création des champs d'initialisation  (ce sont des fichiers de sortie MIMOSA phn*,phs*)  à partir des champs d'analyse fournit par  le Centre Européen, point de départ des simulations. Il s'agit de la période 'd'apprentissage' (des simulations) qui doit être d'au moins dix jours pour fournir des résultats correctes. Par soucis de simplicité  tous les RUNS sont initialisés à J-20 à partir des champs d' analyse fournit par le Centre Européen.

Les caractéristiques des champs utilisés sont référencés ci-dessous:
 * Simulation à partir des champs d'initialisation et des champs de Prévisions ('les Forecast', égalements fournit par l' ECMWF) permettant le forçage des simulations.

Afin de bien comprendre la démarche utilisée pour effectuer ces simulations considérons un exemple.

Exemple de simulation pour le jour d'interêt 20/01/2009
Nous nous interesserons au jour d'intérêt J0 suivant : 20/01/2009 pour les  prévisions à 10 jours (J-10) et  7 jours (J-7) (La réalisation des autres simulations est analogue) sur le surface isentropique  Teta= 475.


 * 1) Prévision à 10 jours du champs de pv

(1) Période d'apprentissage :

Puisque les RUNS sont initialisés à J-20 la période d'apprentissage démarre le  31/08/2008 ( cf. tableau). Pour réaliser la simulation  MIMOSA nous aurons donc besoin :


 * - des champs d'analyses (fichiers GRIB du type) du 31/12/2008 (J-20) au 10/01/2009 (J-10) (pour les 4 échéances : 00,06,12,18) placés  dans le dossier GRIB (attention à bien respecter l' arborescnece, cf. manuel Drouin).


 * - de renseigner les paramètres adéquats dans l' Input.namelist (ou dans les scripts shells prévus à cet effet, les noms de variables sont similaires). A partir du modèle d' input.namelist fournit en Annexe, il y a peu de paramètres à modifier (et cela pour chacune des analyses). Nous insistons donc sur les variables susceptibles d'être modifiées :

- les dates de début et de fin de simulation (dans notre cas de figure : iand    = 08, moisd   = 12,jourd   =  31,iheured =  0... ) - le niveau théta d'intérêt (teta=475) - l'option d'initialisation : puisqu' aucune simulation n' a été réalisée auparavant initpv=1.

On peut dès à présent faire tourner MIMOSA,  afin d'obtenir les champs d'initialisations phn*,phs* : dans cet exemple il s'agira des fichiers phs090110012.0475, phn090110012.0475.

(2) Prévisions à 10 jours

- Pour réaliser la simulation à J-10 : nous allons utiliser  les champs d'initialisation générés lors de la période d'aprentissage (attention à bien les placés dans le dossier de sortie RUNxx ) ainsi que les fichiers de Forecast GRIB du 10/01/2009 au 20 /01/2009  (pour les 2 échéances : 00,12) (placés dans le dossier GRIB, attention à bien gérer les noms de répertoire, renommer l' ancien dossier GRIB en AN par exemple pour éviter que mimosa tourne avec les fichiers d'analyses ). - renseigner les champs adéquats, en l' occurrence

- les dates de début et de fin de simulation (dans notre cas de figure : iand    = 09, moisd   = 01 ,jourd   = 10 ,iheured =  0, ianf=09, moisf=01, jourf=20, iheuref=0 ) - le niveau théta d'intérêt (475 ) - l'option d'initialisation : pour réaliser la prévision à 10 jours nous utilisons le champ d' initialisation généré lors de la simulation précédente, on a donc  initpv=0

En sortie on obtiendra notemment la prévision à 10 jour du champ de vorticité potentielle : pvg09012012.0475. 2. Prévision à 7 jours du champ de pv (pour le jour d'intérêt J0=20/01/2009), pour un niveau teta =475 :

(1) Période d'apprentissage

On réitère la démarche, en initialisant à J-20 la période d'apprentissage. Cependant puisque l' on possède déjà la période d'apprentissage de J-20 à J-10 on va simplement faire une reprise en utilisant à nouveau les fichiers de sorties phn*, phs* précédents ( phs090110012.0475, phn090110012.0475 toujours placés dans le dossier de sortie RUN16). On aura  donc simplement besoin des fichiers d'analyses GRIB de J-10 (10/01/09) à J-7 (13/01/09). Concernant l' input.namelist il faudra simplement modifier : les dates de début (10/01/2009) et de fin (13/01/09) de simulation. l'option initpv (en la mettant à 0) puisque l'on effectue une reprise. En sortie de simulation on obtiendra les champs d'initialisations  associés à J-7 : phs090113012.0475,phn090113012.0475.

(2) Prévision à 7 jours

Les fichiers d'entrées sont les nouveaux champs d'initialisations (phs090113012.0475,phn090113012.0475) placés dans le dossier d'output ( par exemple RUN16) et les fichiers de Forecast GRIB de J-10 à J-7 (toujours placés dans le dossierGriB selon l'arborescence conforme). On ne modifiera dans l'input.namelist que les dates de début et de fin  de simulation (initpv reste à 0 puisque l' on initialise la simulation avec les nouveaux champs d'initialisations).

Dévellopement d'outils Shell pour les simulations
Nous venons de voir la configuration minimale pour  faire tourner Mimosa, à savoir placer au même endroit - mimosa.x - input.namelist - un dossier GRIB contenant les fichiers d'input .grib (placés selon l' arborescence adéquate) - créer le dossier de sortie  (par exemple RUN16) Ensuite iol n'ya plus qu'à lancer l' executable : ./mimosa.x

Cependant ceci ne nous permet  de lancer qu'une simulation par niveau theta et date. Afin de pallier cet inconvénient, nous utiliserons plutôt les fichiers : mimosa_AN.sh : qui permet de traiter plusieurs niveaux et dates pour les analyses mimosa_FC.sh : qui permet de traiter plusieurs niveaux et dates pour les analyses

Les noms de variables sont sensiblement identiques et la démarche est la même.

Concernant mimosa_AN.sh,il faut simplement renseigner :les dates (SYEAR,SMONTH,SDAY,EYEAR...) ,niveaux thétas (THETA). A titre d'exemple voir le fichier mimosa_AN.sh (pour le mois de janvier) en Annexe.

Pour mimosa_FC.sh : il faut remplir :

- path_donnees_init(ex :=/data/pincemai/MIMOSA_WORK_1/AN/RUN16  ): pour que mimosa aille chercher les champs d'initialisations au bon endroit - path_donnees_output (ex :=/data/pincemai/MIMOSA_WORK_1/FC/RUN16)  : le répertoire courant lors de l' écriture des fichiers de sorties mimosa path_resultat (ex :=$path_donnees_output/Avec_advection ):là où seront stockés les résultats

Pour l' obtention

Remarque. Pour faire tourner mimosa avec lpussieurs niveaux Thetas.

(3)A partir de ces champs d'initialisation et des champs de Prévisions (égalements fournit par l' ECMWF)

Simulations ECMWF
récupérer les données de vorticité potentielle >>> calculées à ECMWF sur les niveaux du modèle pour comparaison avec les >>> résultats MIMOSA. >>> >>> Malheureusement ces données ne sont pas disponibles en niveau du >>> modèle (seule la vorticité relative est disponible). >>> Les données de vorticité potentielle du Centre Européen

Dévellopement d'outils de comparaisons
Projet : MIMOSA-VAE

-une partie descriptive des simulations effectuées -liste des programmes graphiques développés -localisation des programmes et données dans l'arborescence de son compte sur Ballonété notre serveur de calcul, pour cela il dait transférer ce qu'il a fait en aout sur notre station - exemple de graphes issus des comparaisons - ébauches des analyses de résultats, sachant qu'il a fait beaucoup de développements et que cette partie reste à consolider

Input.namelist (Analyse)
1 !======================================================================!

2 ! __ __ _____ __ __ ____ _____ !

3 ! | \/ |_ _| \/ |/ __ \ / ____| /\ !

4 ! | \ / | | | | \ / | | | | (___ / \ !

5 ! | |\/| | | | | |\/| | | | |\___ \ / /\ \ !

6 ! | | | |_| |_| | | | |__| |____) / ____ \ !

7 ! |_| |_|_____|_| |_|\____/|_____/_/ \_\ !

8 !======================================================================!

9 !

10 ! CARACTERISCS OF THE RUN

11 !

12 &run

13 !-

14 ! ZONE defines the geographical area :

15 ! -> 1 for the Northern Hemisphere [-10N, 90N]

16 ! -> 2 for the Southern hemisphere [-90N, 10N]

<p style="margin-bottom: 0cm">17 ! -> 3 for the both Hemisphere [-90N, 90N]

<p style="margin-bottom: 0cm">18 zone = 3

<p style="margin-bottom: 0cm">19 !-

<p style="margin-bottom: 0cm">20 ! INTYPE defines the type of input files :

<p style="margin-bottom: 0cm">21 ! -> 1 for ASCII isobaric files (*.ECMR)

<p style="margin-bottom: 0cm">22 ! -> 2 for GRIB encoded model levels files (*.grib)

<p style="margin-bottom: 0cm">23 intype = 2

<p style="margin-bottom: 0cm">24 !-

<p style="margin-bottom: 0cm">25 ! IAND, MOISD, JOURD, IHEURED define the starting date of the simulation

<p style="margin-bottom: 0cm">26 ! -> Year (YY)

<p style="margin-bottom: 0cm">27 iand = 09

<p style="margin-bottom: 0cm">28 ! -> Month (MM)

<p style="margin-bottom: 0cm">29 moisd = 01

<p style="margin-bottom: 0cm">30 ! -> Day (DD)

<p style="margin-bottom: 0cm">31 jourd = 19

<p style="margin-bottom: 0cm">32 ! -> Hour (HH)

<p style="margin-bottom: 0cm">33 iheured = 12

<p style="margin-bottom: 0cm">34 !-

<p style="margin-bottom: 0cm">35 ! IANF, MOISF, JOURF, IHEUREF define the final date of the simulation

<p style="margin-bottom: 0cm">36 ! -> Year (YY)

<p style="margin-bottom: 0cm">37 ianf = 09

<p style="margin-bottom: 0cm">38 ! -> Month (MM)

<p style="margin-bottom: 0cm">39 moisf = 01

<p style="margin-bottom: 0cm">40 ! -> Day (DD)

<p style="margin-bottom: 0cm">41 jourf =20

<p style="margin-bottom: 0cm">42 ! -> Hour (HH)

<p style="margin-bottom: 0cm">43 iheuref = 12

<p style="margin-bottom: 0cm">44 !-

<p style="margin-bottom: 0cm">45 ! INITPV defines if the simulation is new or a restart

<p style="margin-bottom: 0cm">46 ! -> 1 if initialization is need

<p style="margin-bottom: 0cm">47 ! -> 0 if a ph* file from a previous run should be read

<p style="margin-bottom: 0cm">48 initpv = 1

<p style="margin-bottom: 0cm">49 !-

<p style="margin-bottom: 0cm">50 ! TETA defines the isentropic surface (K)

<p style="margin-bottom: 0cm">51 ! -> shouldn't be greater than 950K for isobaric input files (intype = 1)

<p style="margin-bottom: 0cm">52 teta = 950

<p style="margin-bottom: 0cm">53 /

<p style="margin-bottom: 0cm">54 !

<p style="margin-bottom: 0cm">55 ! CARACTERISCS OF ECMWF GRID

<p style="margin-bottom: 0cm">56 !

<p style="margin-bottom: 0cm">57 &grid

<p style="margin-bottom: 0cm">58 !-

<p style="margin-bottom: 0cm">59 ! NX, NY and NP define the number of points of the ECMWF grid

<p style="margin-bottom: 0cm">60 ! -> Number of grid points along longitudes

<p style="margin-bottom: 0cm">61 nx = 320

<p style="margin-bottom: 0cm">62 ! -> Number of grid points along latitudes

<p style="margin-bottom: 0cm">63 ny = 161

<p style="margin-bottom: 0cm">64 ! -> Number of pressure levels (intype = 1) or number or model levels (inType = 2)

<p style="margin-bottom: 0cm">65 np = 91

<p style="margin-bottom: 0cm">66 !-

<p style="margin-bottom: 0cm">67 ! PRES allows to define the pressure levels of isobaric file (intype = 1)

<p style="margin-bottom: 0cm">68 ! -> this variable is not needed for GRIB files (intype = 2)

<p style="margin-bottom: 0cm">69 ! -> If there is more than 50 levels, declaration of pres variable in mimosa.f95

<p style="margin-bottom: 0cm">70 pres(1) = 1000.,975.,950.,925.,900.,875.,850.,825.,800.,775.,750.,700.,650.,600.,550.,500.,450.,400.,350.,300.,250.,225.,200 .,175.,150.,125.,100.,70.,50.,30.,20.,10.,7.,5.,3.,2.,1.

<p style="margin-bottom: 0cm">71 !-

<p style="margin-bottom: 0cm">72 ! PASLAT and PASLONG define the horizontal resolution of the ECMWF grid

<p style="margin-bottom: 0cm">73 ! -> resolution along latitude

<p style="margin-bottom: 0cm">74 paslat = 1.125

<p style="margin-bottom: 0cm">75 ! -> resolution along longitude

<p style="margin-bottom: 0cm">76 paslong = 1.125

<p style="margin-bottom: 0cm">77 !-

<p style="margin-bottom: 0cm">78 ! LATMINECMR and LATMAXECMR define the minumum and maximum latitude of ECMWF grid

<p style="margin-bottom: 0cm">79 ! -> minimum latitude

<p style="margin-bottom: 0cm">80 latminecmr = -90

<p style="margin-bottom: 0cm">81 ! -> maximum latitude

<p style="margin-bottom: 0cm">82 latmaxecmr = 90

<p style="margin-bottom: 0cm">83 /

<p style="margin-bottom: 0cm">84 !

<p style="margin-bottom: 0cm">85 ! CONFIGURATION OF THE SIMULATION

<p style="margin-bottom: 0cm">86 !

<p style="margin-bottom: 0cm">87 &config

<p style="margin-bottom: 0cm">88 !-

<p style="margin-bottom: 0cm">89 ! NDEG defines the number of MIMOSA grid points per degree of latitude and longitude

<p style="margin-bottom: 0cm">90 ! -> value should be 3 or 6

<p style="margin-bottom: 0cm">91 ndeg = 6

<p style="margin-bottom: 0cm">92 !-

<p style="margin-bottom: 0cm">93 ! NLIS2D defines the number of points use for the smooth

<p style="margin-bottom: 0cm">94 nlis2d = 8

<p style="margin-bottom: 0cm">95 !-

<p style="margin-bottom: 0cm">96 ! NHGRID defines the number of hours between two call to regrid

<p style="margin-bottom: 0cm">97 nhgrid = 6

<p style="margin-bottom: 0cm">98 !-

<p style="margin-bottom: 0cm">99 ! NWRITE defines the number of hour between two outputs of PV files

<p style="margin-bottom: 0cm">100 nwrite = 6

<p style="margin-bottom: 0cm">101 !-

<p style="margin-bottom: 0cm">102 ! NHMOD defines the number of hours between two ECMWF files

<p style="margin-bottom: 0cm">103 nhmod = 12

<p style="margin-bottom: 0cm">104 !-

<p style="margin-bottom: 0cm">105 ! NHRELAX defines the number of hours of relaxation time

<p style="margin-bottom: 0cm">106 nhrelax = 240

<p style="margin-bottom: 0cm">107 !-

<p style="margin-bottom: 0cm">108 ! NPRHMOD defines the hour of the first ECMWF file

<p style="margin-bottom: 0cm">109 nprhmod = 0

<p style="margin-bottom: 0cm">110 !-

<p style="margin-bottom: 0cm">111 ! NPRWRITE defines the first hour of PVF file

<p style="margin-bottom: 0cm">112 nprwrite = 0

<p style="margin-bottom: 0cm">113 !-

<p style="margin-bottom: 0cm">114 ! Explicit diffusion

<p style="margin-bottom: 0cm">115 ! INDIFEXPL defines if explicit diffusion is activated

<p style="margin-bottom: 0cm">116 ! -> 0 no explicit diffusion

<p style="margin-bottom: 0cm">117 ! -> 1 explicit diffusion

<p style="margin-bottom: 0cm">118 indifexpl = 0

<p style="margin-bottom: 0cm">119 ! DIFF defines the value of the explicit diffusion if it is activated

<p style="margin-bottom: 0cm">120 diff = 4050

<p style="margin-bottom: 0cm">121 /

<p style="margin-bottom: 0cm">122 !

<p style="margin-bottom: 0cm">123 ! OUTPUT OF THE SIMULATION

<p style="margin-bottom: 0cm">124 !

<p style="margin-bottom: 0cm">125 &output

<p style="margin-bottom: 0cm">126 !-

<p style="margin-bottom: 0cm">127 ! NRUN defines the name of the directory where MIMOSA outputs will be saved

<p style="margin-bottom: 0cm">128 ! -> if nrun = 5, files will be saved in RUN05 directory

<p style="margin-bottom: 0cm">129 ! -> if nrun = 16, files will be saved in RUN16 directory

<p style="margin-bottom: 0cm">130 nrun = 16

<p style="margin-bottom: 0cm">131 !-

<p style="margin-bottom: 0cm">132 ! NWTEMP defines the time between two output of temperature or wind

<p style="margin-bottom: 0cm">133 nwtemp = 12

<p style="margin-bottom: 0cm">134 !-

<p style="margin-bottom: 0cm">135 ! WIND_OUT defines if wind horizontal components files will be saved

<p style="margin-bottom: 0cm">136 ! -> 0 no output of wind files

<p style="margin-bottom: 0cm">137 ! -> 1 output of wind files

<p style="margin-bottom: 0cm">138 wind_out = 0

<p style="margin-bottom: 0cm">139 !-

<p style="margin-bottom: 0cm">140 ! T_OUT defines if temperature files will be saved

<p style="margin-bottom: 0cm">141 ! -> 0 no output of temperature files

<p style="margin-bottom: 0cm">142 ! -> 1 output of temperature files

<p style="margin-bottom: 0cm">143 t_out = 0

<p style="margin-bottom: 0cm">144 !-

<p style="margin-bottom: 0cm">145 ! STATIONS_OUT defines if PV and temperature and PV profiles at stations files will be saved

<p style="margin-bottom: 0cm">146 ! -> 0 no output of stations files

<p style="margin-bottom: 0cm">147 ! -> 1 output of stations files

<p style="margin-bottom: 0cm">148 stations_out = 0

<p style="margin-bottom: 0cm">149 /