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Extension de la méthode de relaxation newtonienne dans le modèle quasi-géostrophique de Harvard

MOLINES J.M.


    

003/92

    


 Résumé / Abstract

Table des matières

Cette étude fait suite à une étude précédente intitulée " tests d'assimilation de données altimétriques dans un modèle local de circulation (relaxation newtonienne) " dont le but était l'implémentation et les premiers tests de la méthode du nudging (ou relaxation newtonienne) dans le modèle géostrophique à frontières ouvertes de Harvard. Les travaux de la première étude ont été réalisés sur une version bipériodique du modèle de Harvard afin de s'affranchir des interactions avec les frontières ouvertes. Les premiers résultats ont montré que la méthode du nudging produit une convergence de la fonction de courant mais de nombreux tests et améliorations restaient à effectuer.
 
 Cette étude avait pour but de disposer à terme d'un schéma d'assimilation de données altimétriques dans le modèle de Harvard dont le domaine d'utilisation soit similaire à celui de SODA (schéma d'assimilation par réinitialisation séquentielle développée au GRGS).
 
 L'étude consistait en une étude de sensibilité en mode bipériodique, le passage aux conditions aux limites spécifiées, la convergence de l'implémentation de la méthode de relaxation vers celle de SODA et l'assimilation de données altimétriques réalistes.
 
 L'étude a montré les limites de la méthode avec le modèle bipériodique. Le fait que le modèle ne sois soumis à aucun forçage aux frontières contribue à une décroissance de l'énergie, une augmentation de la taille des structures et une barotropisation rapide de l'écoulement. Par ailleurs, l'hypothèse des frontières bipériodiques ne permet pas d'inclure d'une façon cohérente les effets de la bathymétrie.
 
 L'étude réalisée avec la version du modèle à frontières spécifiées montre que la technique du nudging fonctionne avec ce type de modèle et que l'utilisation de données bruitées n'empêche pas l'utilisation de cette technique. Par ailleurs, la prise en compte de la variance d'erreur sur les observations pour moduler spatialement le coefficient de rappel de la relaxation apporte une amélioration. L'assimilation d'observations à tous les niveaux n'apporte pas de gain de qualité par rapport aux expériences effectuées avec relaxation en surface seulement. Une règle d'utilisation de la méthode qui est déduite des résultats : relaxer en surface seulement avec un rappel relativement fort (temps de rappel court de l'ordre de 1 à 2 jours) et une persistance des données relativement faible (entre 5 et 10 jours).
 
 Les résultats obtenus avec les données réelles sont encourageants bien que la méthode SODA de réinitialisation intermittente donne des résultats sensiblement plus ressemblant aux situations hydrologiques de la campagne ATHENA.
 
 En conclusion, la méthode du nudging a été évaluée et testée assez complètement dans le mode de fonctionnement avec des données simulées et une première application avec les données réelles a montré la convergence fonctionnelle des deux méthodes. L'exploitation de cet outil sur de nouveaux cas peut être entreprise.

  • Introduction
  • Modèle bi-périodique
  • Modèle à frontières spécifiées
  • Applications
  • Bibliographie
  • Annexes
  • Liste de diffusion



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