Impacts d’une meilleure description de la végétation urbaine sur des résultats de modélisation du climat urbain

Les modèles climatiques régionaux : outils de décomposition des échelles spatio-temporelles.

11 pages; National audience; Les modèles climatiques régionaux sont des outils de désagrégation des champs géophysiques, résolvant les équations de la thermodynamique atmosphérique dans le but de simuler à des échelles fines des champs surfaciques tels que la pluviométrie. Prenant à la fois en compte les échelles larges imposées aux bornes du domaine et les échelles plus fines à l'intérieur du domaine (topographie, occupation du sol, types de sol, ...), ces outils sont particulièrement pertinents pour séparer le signal forcé du bruit stochastique inhérent au système climatique. Une méthodologie est ici proposée pour distinguer les différentes échelles spatio-temporelles de la variabilité cl…

Désagrégation dynamique haute résolution spatiale du climat du Centre Est de la France par le modèle climatique régional ARW/WRF

Ce travail analyse les capacités du modèle climatique régional ARW/WRF à reproduire les principaux traits du climat (températures de surface et précipitations) du Centre Est de la France à des résolutions spatiales fines, et pour les années 1991 et 2003. La simulation utilise pour la désagrégation du signal une descente d'échelle basée sur trois domaines emboîtés de maille variable de 120 km, 30 km et 7,5 km. Les conditions latérales sont imposées toutes les 6 heures par les ré- analyses ERA-Interim. Les températures et les précipitations observées par le réseau de mesures de Météo-France Bourgogne sont utilisées pour l'évaluation. Les simulations reproduisent bien la température (R²~0,95 e…

Temperature changes in the mid- and high- latitudes of the Southern Hemisphere

A Hierarchical Ascending Classification is used to regionalize monthly temperature anomalies measured at 24 weather stations in Antarctica and the Sub-Antarctic and mid-latitude southern islands from 1973 to 2002. Three principal regions are identified that are geographically coherent: Eastern Antarctica, the Antarctic Peninsula and the Sub-Antarctic and mid-latitude islands. Within each region, consistent trends are observed: namely, stationary temperatures in ‘East-Antarctica’; a robust warming in the ‘Sub-Antarctic and mid-latitude islands’, most pronounced in austral summer (nearly 0.5 °C per decade); and a strong but more recent warming in the ‘Antarctic Peninsula’. Austral summer temp…

Impacts d’une meilleure description de la végétation urbaine sur des simulations du climat urbain avec SURFEX-TEB.

Le réseau MUSTARDijon offre la possibilité de procéder à une cartographie fine des températureshoraires sur Dijon Métropole. La méthode proposée ici repose sur des régressions linéaires multiplesmobilisant deux familles de prédicteurs : des descripteurs du relief et des descripteurs de l’occupation dusol. L’application porte sur la canicule de l’été 2020 (6-9 août). Deux configurations sont comparées. L’une,en mode recherche, laisse la possibilité aux descripteurs de varier dynamiquement en fonction de leurpertinence statistique, l’autre, en mode opérationnel, impose les 5 mêmes descripteurs en entrée. Entermes de performance statistique ou de structure spatiale, l’impact de la méthode n’es…

SENSIBILITE D'UN MODELE A AIRE LIMITEE A SA PARAMETRISATION PHYSIQUE : APPLICATION EN AFRIQUE AUSTRALE

Cette étude examine pour la première fois en Afrique australe les incertitudes d'un modèle à aire limitée (Advanced Weather Research Forecast (WRF-ARW V3011)) liées à sa paramétrisation physique. Les incertitudes sont analysées au pas de temps saisonnier en déterminant les principaux points communs et différences de 27 expériences numériques, avec un focus sur le champ pluviométrique. Ces 27 expériences documentent le trimestre Décembre-Janvier-Février 1993-94, coeur de la saison des pluies de l'Afrique du Sud à régime pluvial tropical, et correspondent à toutes les combinaisons possibles entre 3 schémas de couche limite, 3 schémas de convection et 3 schémas de microphysique. Quelle que soi…

Désagrégation numérique de précipitations en Afrique australe et dynamique atmosphérique associée

Cette étude examine les capacités du modèle Advanced Weather Research Forecast (WRF) à simuler les champs saisonniers de précipitations et la dynamique atmosphérique associée en Afrique australe pendant le cœur de la saison des pluies d'été sud-africaines, de décembre 1993 à février 1994. Sa sensibilité à la paramétrisation physique est aussi analysée en termes de quantités précipitées et de types de pluie. WRF simule convenablement les principales structures pluviométriques saisonnières, notamment les Zones de Convergence Inter-Tropicale et Sud Indienne, bien que les pluies y soient sous-estimées, et le gradient ouest-est observé de la région tropicale en Afrique du Sud. Les régions où le …

Comment et pour qui cartographier l’îlot de chaleur urbain (ICU) ?

Le réseau MUSTARDijon offre la possibilité de procéder à une cartographie fine des températureshoraires sur Dijon Métropole. La méthode proposée ici repose sur des régressions linéaires multiplesmobilisant deux familles de prédicteurs : des descripteurs du relief et des descripteurs de l’occupation dusol. L’application porte sur la canicule de l’été 2020 (6-9 août). Deux configurations sont comparées. L’une,en mode recherche, laisse la possibilité aux descripteurs de varier dynamiquement en fonction de leurpertinence statistique, l’autre, en mode opérationnel, impose les 5 mêmes descripteurs en entrée. Entermes de performance statistique ou de structure spatiale, l’impact de la méthode n’es…

Modèles de climats régionaux : potentiels et limites.

6 pages; International audience; L'utilisation de Modèles de Climat Régionaux (MCR) se développe, ces derniers offrant des potentialités et des limites que nous analysons. Les travaux réalisés au CRC montrent néanmoins que selon la durée des simulations (de l'événement météorologique à l'étude du changement climatique), la fenêtre géographique (des tropiques aux régions tempérées), la résolution spatiale (de quelques dizaines de km à quelques centaines de m) et les variables étudiées (température, précipitation, convection atmosphérique, ...), les conditions d'utilisation varient beaucoup. L'utilisation des MCR requiert ainsi une expertise relativement lourde à acquérir, nécessitant à la fo…

An original way to evaluate daily rainfall variability simulated by a regional climate model: the case of South African austral summer rainfall

We discuss the value of a clustering approach as a tool for evaluating daily rainfall output from climate models. Ascendant hierarchical clustering is used to evaluate how well South African recurrent daily rainfall patterns are simulated during the austral summer (December to February 1970–1971 to 1998–1999). A set of 35-km regional climate simulations, run with the WRF model and driven by the ERA40 reanalysis, is chosen as a case study. Six recurrent patterns are identified and compared to the observed clusters obtained by applying the same methodology to 5352 daily rain gauge records. Two of the WRF clusters describe either a persistent and widespread dryness (65% of the days) or pattern…

Recurrent daily rainfall patterns over South Africa and associated dynamics during the core of the austral summer

This paper investigates the influence of some modes of climate variability on the spatio-temporal rainfall variability over South Africa during the core of the rainy season, December to February (DJF). All analyses are based directly on the rainfall field instead of atmospheric processes and dynamics. An original agglomerative hierarchical clustering approach is used to classify daily rainfall patterns recorded at 5352 stations from DJF 1971 to DJF 1999. Five clusters are retained for analysis. Amongst them, one cluster looks most like the rainfall and circulation mean picture. Another one, representing 37% of the days, describes strong negative rainfall anomalies over South Africa resultin…

How physical parameterizations can modulate internal variability in a regional climate model

Abstract The authors analyze to what extent the internal variability simulated by a regional climate model is sensitive to its physical parameterizations. The influence of two convection schemes is quantified over southern Africa, where convective rainfall predominates. Internal variability is much larger with the Kain–Fritsch scheme than for the Grell–Dévényi scheme at the seasonal, intraseasonal, and daily time scales, and from the regional to the local (grid point) spatial scales. Phenomenological analyses reveal that the core (periphery) of the rain-bearing systems tends to be highly (weakly) reproducible, showing that it is their morphological features that induce the largest internal …

From synoptic to interdecadal variability in southern African rainfall: toward a unified view across time scales.

International audience; During the austral summer season (November–February), southern African rainfall, south of 20°S, has been shown to vary over a range of time scales, from synoptic variability (3–7 days, mostly tropical temperate troughs) to interannual variability (2–8 years, reflecting the regional effects of El Niño–Southern Oscillation). There is also evidence for variability at quasi-decadal (8–13 years) and interdecadal (15–28 years) time scales, linked to the interdecadal Pacific oscillation and the Pacific decadal oscillation, respectively. This study aims to provide an overview of these ranges of variability and their influence on regional climate and large-scale atmospheric c…

Reproductibilité des pluies et de la dynamique atmosphérique en Afrique Australe dans un modèle climatique régional : Approche multiscalaire

30 simulations numériques ne différant que par les conditions initiales de l'atmosphère permettent de documenter la reproductibilité du climat simulé en Afrique australe par un modèle climatique régional. Les simulations portent sur une saison pluvieuse (Décembre-Février 1993-94) proche de la moyenne en termes de pluies. A l'échelle synoptique, les régimes de circulation détectés sont clairement reproductibles d'une expérience à une autre. A des échelles plus fines, le modèle simule correctement les principaux pics pluviométriques et l'alternance entre phases humides et phases sèches. Certains épisodes peu reproductibles sont néanmoins clairement identifiables et correspondent à un contrôle…