Assimilation dans les modèles d’océan

1. Assimilation dans les modèles d’océan • Actions communes en cours LEGOS/POC - NOVELTIS • Participation conjointe au projet européen MFSTEP • Rôles complémentaires sur l’outil VIFOP • Rôles complémentaires sur l’exploitation temps réel (TOP) de NWMED • Thèse de J. Lamouroux (contrat CIFRE): “Sensibilité aux forçages atmosphériques et assimilation de données spatiales et in situ dans un modèle à surface libre du Golfe de Gascogne et du Plateau Européen” • Thèmes potentiellement porteurs de collaboration • Outils d’assimilation de données et d’estimation/inversion pouvant être intégrés à des démonstrateurs • Optimisation de réseaux d’observation et études d’impact (OSEs, OSSEs); validation ou même définition des étages de traitement via l’assimilation; observations ciblées • Participation à des expériences-pilote de prévision océanique en interface avec l’opérationnel (MERCATOR, MFS) • Prédicibilité & sécurité maritime et industrielle (dérives, surcotes, etc.) • Modes de collaboration • Réponses communes ou coordonnées aux AO; partenariat industriel (outils): diffusion, SAV, etc.; thèses CIFRE

2. Bathymetry Développement d’outils d’estimation et d’assimilation dans l’océan côtier • Poser le problème de downscaling comme un problème d’estimation utilisant les mesures locales, une ébauche locale, et une ou plusieurs solutions grande échelle • Développement de codes d’estimation/assimilation indépendants des modèles: VIFOP, SEQUOIA, EnKF/S • Applis en Méditerranée Nord-Ouest (MFSTEP: GdL, PC) et Atlantique Nord-Est (MERSEA: GdG) • Exploration du sous-espace d’erreur des modèles côtiers à l’aide de méthodes d’ensemble 3DFD model + VIFOP initialization from MERCATOR GCM solution interpolated i.c.s optimized i.c.s

3. tassim tassim+2h MOG2D SOE eta_assim - eta_free error modelling along EnEOF-1 (Lamouroux) SEQUOIA: towards an estimation code for downscaling and assimilation • native f90, LGPL/CeCill • sap sequential driver (0.90) • akern-bb estimation kernel (0.95) • global inverse with 3-D multivariate EOF error modelling • structured (FD) or unstructured (FE) grids with coastal enhancements • search/interpolation primitives • Pham et al. (1998) form of gain • ensemble formulation (can be integrated in EnKF/S) • most of SOFA heritage is/will be ported to SEQUOIA • VBA kernel project + ongoing SOEs in NWMED 3DFD model (Mangiarotti, Dufau, Jordà)

4. Assumptions on system error sources • Wind stress + pressure • Bathymetry • River runoff • Turbulence (meso, mixing) • Large-scale circulation (SVD, ESSE, etc.) Perturbed system simulations POC cluster: 24+1 PCs Perturbation strategy • Array design • - STEx, MTEx • - Representers, PEV Multivariate ensemble statistics Ensemble stats 3-D multivariate EOFs Assimilation/downscaling (SEQUOIA) Variational downscaling (VIFOP) Ensemble Kalman Filter/Smoother • Predictability scores • - Binary events (Brier score) • - Continuous variables Error estimates via ensemble modelling Model, forcings, b.c.s, ... • - “Scientific” uses: error subspace, MCMC, etc. • - Fcst/bkgd error covariance modelling

5. no assim JASON assim Ensemble variance reduction SLA, 7-31 Dec. 1998, point N Ensemble spread reduction by assimilation (Mourre et al., 2004)

6. Approximate representer functionsError statistics in shelf seas are non-stationary! (Mourre et al., 2004) doi(sla), Aberdeen tg 29 Dec. 1998 12Z doi(sla), point N 29 Dec. 1998 12Z doi(sla), Aberdeen tg 14 Dec. 1998 0Z doi(sla), Aberdeen tg 18 Dec. 1998 0Z doi(sla), Bremerhaven tg 14 Dec. 1998 0Z doi(sla), Bremerhaven tg 18 Dec. 1998 0Z Doi(sla)(t) along section containing Aberdeen tg 27-31 Dec. 1998

7. MFSTEP TOP in regional models, 3 Oct. 2004VIFOP downscaling from OPA16 GCM + text bulletin http://www.bo.ingv.it/mfstep

8. Plus de détails sur: http://www.omp.obs-mip.fr/legos (bientôt) http://poc.omp.obs-mip.fr