Développer des codes numériques de référence pour la modélisation du climat
La première activité de l’infrastructure nationale de recherche CLIMERI-France consiste à mettre au point des outils de pointe pour la réalisation des simulations climatiques en France, allant du développement de codes numériques à leur documentation en passant par l’évaluation de leurs performances.
D’une part, CLIMERI-France soutient la mise en oeuvre des modèles de climat globaux et régionaux dans leurs différentes configurations. Ces derniers sont principalement développés dans les laboratoires du CNRM – CERFACS et de l’IPSL (CNRM, CECI, LMD-IPSL, LOCEAN-IPSL, IGE, LEGOS, MARBEC, LSCE, etc.) pour les modèles globaux et de manière plus diversifiée pour les modèles régionaux. Les choix d’évolution du contenu de ces modèles et l’activité scientifique permettant d’en améliorer les différentes composantes (atmosphère, océan, surface continentale, cryosphère, etc.) sont directement à la charge des groupes de modélisation, en fonction de leurs orientations scientifiques et de leur implication dans différents exercices européens et internationaux.
CLIMERI-France apporte :
- un cadre pour le suivi des versions de référence de ces modèles et notamment via des critères de validation communs.
- un espace de partage d’expertises sur la phase de réglage des modèles qui constitue une thématique en plein essor.
Les modèles de climat
CLIMERI-France coordonne le développement et l’utilisation des deux modèles de climat globaux français. Il s’agit actuellement de :
- IPSL-CM : modèle couplé développé au centre de modélisation du climat (ICMC). Toutes les informations sur les différentes générations du modèle couplé de l’IPSL sont disponibles ici.
- CNRM-CM : modèle couplé développé au CNRM et décrit ici.
Concernant les modèles régionaux de climat participant à CORDEX, la diversité des modèles utilisés est grande dans la communauté française avec des outils tels que CNRM-ALADIN, IPSL-WRF, IGE-MAR, LEGOS-RegCM pour les MRCs standards, CNRM-RCSM, LMD-LMDZMED, IPSL-RegIPSL pour les modèles couplés régionaux, IPSL-WRF ou CNRM-AROME pour les modèles régionaux à échelle kilométrique ou CNRM-UNET pour les Emulateurs statistiques de modèle.
Les codes numériques labellisés
Les modèles de climat reposent sur le développement et le couplage de codes spécifiques visant à modéliser les différentes composantes du système climatique. Certains codes numériques sont aujourd’hui labellisés par l’INSU et rattachés à l’IR :
- Le modèle d’atmosphère LMDz,
- Le modèle surface continentale ORCHIDEE,
- Le modèle d’océan NEMO.
- Elemer-Ice
- Meso-NH
Les outils pour modéliser
Enfin, CLIMERI-France contribue à l’élaboration d’un écosystème d’outils communautaires qui permettent la réalisation des simulations climatiques en France, allant de la genèse des simulations couplées jusqu’à l’écriture des fichiers, en passant par la gestion des chaînes de calcul ou des diagnostics en ligne.
- OASIS3-MCT est le coupleur développé au CERFACS utilisé par les modèles globaux de l’IPSL et du CNRM afin d’orchestrer leurs différentes composantes (atmosphère, océan, surfaces continentales, glace de mer, fleuves et rivières) lors du calcul.
- XIOS est un serveur d’entrées/sorties permettant l’écriture asynchrone des données issues des modèles de climat au format NetCDF et configurable pour effectuer des traitements « à la volée » sur les variables en sortie.
- dr2xml est un logiciel Python générant les fichiers de configuration nécessaires à XIOS, ce qui permet, entre autres, de produire directement les données demandées par des expériences spécifiques aux standards en vigueur.