Formulation de la matrice de covariance d

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Formulation de la matrice de covariance derreur
de lébauche pour un système dassimilation
océanique préservation des propriétés de
Température-Salinité
S. Ricci, A.T. Weaver, E. Machu, P. Rogel
CERFACS J. Vialard LODYC

• Contexte de lassimilation variationelle
• Défauts du système univarié en température
• Relation déquilibre Température-Salinité et
  implémentation dans B
• Ajustement de létat de salinité impact sur
  létat moyen
• Conclusions et perspectives

AMA2002, 17 Dec.
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Contexte de lassimilation

• Assimilation variationelle dans le modèle
  docéan OPA version Pacifique tropical
  dobservations in situ de température (Weaver et
  al. 2002).
• Schémas dassimilation 4D-Var et 3D-Var (FGAT)

Fonction coût à minimiser

4D-Var est propagé par M, le modèle
linéaire tangent
dxi M(ti,ti-1) dxi-1 3D-Var (FGAT) M est
un modèle de persistence dxi dxi-1
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Défauts de lassimilation 3D-Var univariée en
température

• La température (T) est corrigée par lanalyse,
  alors que la salinité (S) ne lest pas.
• Création de mélange vertical artificiel
  (Troccoli et Haines 1999)
• Formation de masses deau instables
  (Troccoli et al. 2000)
• Dérive de létat moyen de salinité en 3D-Var
  univarié en T (Vialard et al. 2002)
• Biais du courant de surface équatorial vers
  lEst.

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Nécessité dajuster létat de salinité lors de
lassimilation de données de température
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Modélisation générale de B
B est modélisée par une séquence dopérateurs
traitant séparement les covariances univariées et
les covariances multivariées ( Derber et
Bouttier - 1999 )
Modélisation des covariances univariées du
vecteur de contrôle par Modélisation des
covariances multivariées du vecteur détat
par
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Spécification de K Relation T-S
K est un système déquations statistiques ou
dynamiques linéaires entre les variables du
modèle.
Les corrélations sont maximales entre les parties
équilibrées minimales entre les
parties non équilibrées
est la linéarisation de la relation S(T)
Ici, S(T) est appliquée comme une contrainte
forte
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Formulation de la relation T-S dans la matrice K
Supposons quune relation S(T) existe dans le
modèle
Lincrément en salinité sécrit
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Validité de la relation T-S
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Exemple assimilation dun profil de température
On ne corrige pas la salinité dans la couche de
mélange.
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Profils moyens (1996) de salinité
Contrôle
3D-Var TSProfil moyen plus proche de la
climatologie
3D-Var uni. Destabilisation de la colonne deau
par lassimilation univariée en température
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Dérive de létat moyen de salinité
Contrôle
3D-Var multi.
3D-Var uni.
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Diagrammmes T-S 1996
a) 3D-Var univarié
Création de masses deau irréalistes
b) 3D-Var multivarié T-S
Meilleure préservation des masses deau en
multivarié T-S
c) Contrôle
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Vitesse verticale et coefficient de mélange
vertical
Diminution du mélange vertical artificiel
Circulation artificielle
3D-Var uni.
3D-Var multi.
Réduction upwelling et downwelling
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Impact sur les courants
a) Reverdin-Climatologie
b) multivarié
Correction du courant de surface
c) univarié
Biais du courant de surface équatorial vers lEst
d) contrôle
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Remontée du sous courant
Correction du courant de surface
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Conclusions
Ajustement de létat de salinité par des
covariances multivariées dans B

• Diminution de la dérive en salinité
• Préservation des masses deau
• Diminution du mélange artificiel
• Correction du biais des courants

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Perspectives

• Assimilation de données de salinité et T-S
• Comparaison avec des données de salinité
• Covariances multivariées U et V (E. Machu -
  Cerfacs)
• Passage au modèle global (ORCA) avec covariances
  multivariées (T, S, u, v, )
• Comparaison avec le 4D-Var