Le modèle multi-échelle CHIMERE est principalement conçu pour produire prévisions quotidiennes de l’ozone, des aérosols et d’autres polluants et faire des simulations à long terme (saisons ou années entières) pour des scénarios de contrôle des émissions. CHIMERE fonctionne sur une gamme d’échelle spatiale allant de l’échelle régionale (plusieurs milliers de kilomètres) à l’échelle urbaine (100-200 km) avec des résolutions de 1 à 2 km à 100 km. Sur ce serveur, la documentation et les codes sources sont proposés pour le modèle multi-échelle complet. CHIMERE propose de nombreuses options de simulation qui en font également un puissant outil de recherche pour tester des paramétrages, des hypothèses. CHIMERE est un modèle parallèle qui a été testé sur des machines allant des PC de bureau équipés du système d’exploitation GNU/Linux, aux supercalculateurs massivement parallèles (HPCD au CEPMMT).

The CHIMERE multi-scale model is primarily designed to produce daily forecasts of ozone, aerosols and other pollutants and make long-term simulations (entire seasons or years) for emission control scenarios. CHIMERE runs over a range of spatial scale from the regional scale (several thousand kilometers) to the urban scale (100-200 Km) with resolutions from 1-2 Km to 100 Km. On this server, documentation and source codes are proposed for the complete multi-scale model. CHIMERE proposes many different options for simulations which make it also a powerful research tool for testing parameterizations, hypotheses. CHIMERE is a parallel model that has been tested on machines ranging from desktop PCs running the GNU/Linux operating system, to massively parallel supercomputers (HPCD at ECMWF).

Le modèle climatique régional RegIPSL de l’IPSL est un modèle régional du système terrestre couplant les éléments suivants : WRF, ORCHIDEE, NEMO et CHIMERE. Le couplage entre ces composantes a été réalisé avec le coupleur OASIS3-mct.

La principale région d’application de ce modèle est la Méditerranée, mais il sera également utilisé pour d’autres régions comme l’Amérique du Sud et l’Asie du Sud-Est. Certaines configurations standard sont fournies avec le code pour faciliter le processus d’apprentissage.

Actuellement, le système déployé sur la zone Med-Cordex se couple :

• ATM : WRF 3.7.1 à une résolution de 20 km
• OCE : NEMO 3.6 (Condiguration moyenne) à une résolution de 1/12°
• SRF : tronc ORCHIDEE sur la même grille que WRF

À l’avenir, le WRF sera remplacé par la version à zone limitée de DYNAMICO, avec une physique adaptée à la résolution en km.

Jusqu’à présent, le système est développé sur le centre IDRIS. (devrait également fonctionner sur le mésocentre TGCC et IPSL).

Pour plus de détails, voir : https://sourcesup.renater.fr/wiki/morcemed/

Le projet DYNAMICO développe un nouveau noyau dynamique pour LMDZ, le modèle de circulation générale de l’atmosphère (MCG) faisant partie du modèle du système terrestre IPSL-CM.

LMDZ6, la version actuelle de LMDZ, a un noyau dynamique hydrostatique à faible atmosphère. Elle est basée sur une grille C latitude-longitude, un terrain hybride basé sur la pression qui suit les coordonnées verticales, une discrétisation en différence finie du second ordre conservant l’enstrophie et une advection définie positive. Le raffinement de la grille est mis en œuvre sous la forme d’un zoom continu via un étirement régulier de la grille. Un vaste ensemble de paramétrisations physiques est couplé au noyau dynamique. L’IPSL-CM est actuellement utilisé pour produire des simulations AR5. LMDZ est également au cœur des MCG des atmosphères planétaires (Mars, Vénus et Titan).

Il est bien connu que les coordonnées latitude-longitude ont une forte singularité aux pôles, ce qui n’est pas souhaitable en termes de stabilité numérique et d’efficacité de calcul. Des tesselations régulières de la sphère, comme un icosaèdre subdivisé de façon récursive, fournissent une grille presque uniforme et un chemin vers des calculs hautement parallèles basés sur la décomposition des domaines. Le logo du LMD est lui-même un icosaèdre, évoquant le travail de pionnier de Robert Sadourny sur l’utilisation des grilles icosaédriques pour résoudre les équations du mouvement atmosphérique.

L’objectif principal de DYNAMICO est de reformuler en LMD-Z l’horizontale advection et dynamique sur une grille icosaédrique, tout en préservant ou en améliorant leurs qualités en matière de précision, de lois de conservation et de dispersion des ondes. En retour, une nouvelle stratégie affinement de la grille est nécessaire. Un objectif plus large consiste à revoir toutes les caractéristiques fondamentales du noyau dynamique, en particulier l’approximation urbaine, la coordonnée verticale et le couplage avec la physique. La mise en œuvre efficace sur les architectures de supercalcul actuelles et futures est également une question clé abordée par DYNAMICO.

DYNAMICO est financé par le Centre franco-indien pour la promotion de la recherche avancée. Il est actuellement à la recherche d’un financement auprès de l’IPSL et du G8 Research Councils Initiative on Multilateral Research Funding.

The DYNAMICO project develops a new dynamical core for LMDZ, the atmospheric general circulation model (GCM) part of IPSL-CM Earth System Model.

LMDZ6, the current version of LMDZ, has a shallow-atmosphere, hydrostatic dynamical core. It is based on a latitude-longitude C-grid, a hybrid pressure-based terrain-following vertical coordinate, second-order enstrophy-conserving finite-difference discretization and positive-definite advection. Grid refinement is implemented as a continuous zoom via smooth grid stretching. An extensive package of physical paramererizations is coupled to the dynamical core. IPSL-CM is currently used to produce AR5 simulations. LMDZ is also at the heart of GCMs of planetary atmospheres (Mars, Venus and Titan).

It is well-known that the latitude-longitude coordinates have a strong singularity at the poles which is undesirable in terms of both numerical stability and computational efficiency. Regular tesselations of the sphere such as a recursively subdivided icosahedron provide an almost-uniform grid and a path to highly parallel computations based on domain decomposition. LMD’s logo is itself an icosahedron, evoking the pioneering work of Robert Sadourny on the use of icosahedral grids for solving the equations of atmospheric motion.

The primary goal of DYNAMICO is to re-formulate in LMDZ the horizontal advection and dynamics on a icosahedral grid, while preserving or improving their qualities with respect to accuracy, conservation laws and wave dispersion. In turn, a new grid refinement strategy is required. A broader goal is to revisit all fundamental features of the dynamical core, especially the shallow-atmosphere approximation, the vertical coordinate and the coupling with physics. Efficient implementation on present and future supercomputing architectures is also a key issue addressed by DYNAMICO.

DYNAMICO is funded by the Indo-French Centre for the Promotion of Advanced Research. It is currently seeking funding from the IPSL and the G8 Research Councils Initiative on Multilateral Research Funding.

LMDZ is an atmospheric general circulation model developed since the 1970s at Laboratoire de Météorologie Dynamique, with variations giving terrestrial and planetary versions (Mars, Titan, Venus, giant planets, exo-planets). (LMD is the acronym of the laboratory, the “Z” of LMDZ is for “zoom”).

In its terrestrial version, LMDZ is the atmospheric component of the “Integrated Climate Model” of the IPSL, whose development is coordinated by the “modeling pole” and which is involved in the huge international research effort on future climate evolution.

On the planetary side, versions of LMDZ have been developed largely in connection with the space exploration of the solar system, and more recently with the search for extra-solar planets.

LMDZ is first and foremost a research tool. A recurring concern in the development of LMDZ is to privilege lightness and flexibility.

A constant work is carried out on the evaluation of the climatic performances of the model. LMDZ also allows the simulation of satellite observations (RTTOV, ISCCP, CALIPSO …) and it can be used in semi-operational mode: real-time or non-real-time guided zoomed versions, pollutant transport and retro-transport, etc.

Since 2019, LMDZ is labeled INSU national “Community Code” service (you will find here a description of the INSU labeled services).

LMDZ est un modèle de circulation générale atmosphérique développé depuis les années 70 au Laboratoire de Météorologie Dynamique, avec des variations donnant des versions terrestres et planétaires (Mars, Titan, Vénus, planètes géantes, exo-planètes). (LMD est le sigle du laboratoire, le ‘Z’ de LMDZ est pour ‘zoom’.)

Dans sa version terrestre, LMDZ est la composante atmosphérique du ‘Modèle intégré de climat’ de l’IPSL, dont le développement est coordonné par le ‘pôle modélisation’ et qui est impliqué dans l’énorme effort de recherche international sur l’évolution future du climat.

Du côté des planètes, les versions de LMDZ ont été développées en grande partie en lien avec l’exploration spatiale du système solaire, et plus récemment avec la recherche de planètes extra-solaires.

LMDZ est avant tout un outil de recherche. Un souci récurrent dans le développement de LMDZ est le fait de privilégier la légèreté et la souplesse.

Un travail constant est effectué sur l’évaluation des performances climatiques du modèle. LMDZ permet aussi la simulation d’observations par satellites (RTTOV, ISCCP, CALIPSO …) et il peut être utilisé en mode semi-opérationnel : versions zoomées guidées temps réel ou non, transport de polluant et rétro-transport, etc.

Depuis 2019, LMDZ est labellisé service national ‘Code Communautaire’ de l’INSU (on trouvera ici une description des services labellisés de l’INSU).

Le modèle ORCHIDEE

• représente l’état de l’art dans modélisation de la surface terrestre mondiale. L’équipe de développement a l’intention de rester à l’avant-garde de ce domaine passionnant
• peut être exécuté dans le cadre du modèle du système terrestre (ESM) de l’IPSL, mais peut également être déployé comme modèle autonome de la biosphère terrestre. La dernière version, qui peut être exécutée dans une configuration couplée, peut être obtenue en soumettant une demande via notre contact page. Lorsqu’elles sont utilisées en tant que modèle autonome, des versions thématiques (ou branches) avec des fonctionnalités accrues dans des domaines spécifiques sont également disponibles
• est largement utilisé par les chercheurs en France, en Chine, en Belgique, en Allemagne et aux États-Unis. Il a résulté en un certain nombre de publications dans des revues à fort impact telles que Nature, Science, PNAS et Nature Geoscience.
• est bien établi dans la communauté internationale de la recherche. Ses simulations ont contribué aux efforts du GIEC, qui a décerné le prix Nobel, ainsi qu’à de nombreux projets phares tels que le Global Carbon Project, LUCID et iLambs, CMIP3 et CMIP4.

L’équipe équipe ORCHIDEE améliore en permanence la capacité scientifique du modèle grâce à nouveaux développements. En même temps, un effort constant est maintenu pour garantir la qualité du code du modèle et de ses simulations. Si ORCHIDEE peut contribuer à votre recherche, ou si vos compétences et votre expertise peuvent renforcer notre équipe, n’hésitez pas à contacter notre équipe pour discuter d’une future collaboration.

The ORCHIDEE model –

• represents the state of the art in global land surface modelling. It is the intent of the development team to remain at the forefront of this exciting field.
• can be run as part of the IPSL Earth System Model (ESM), but may also be deployed as a stand alone terrestrial biosphere model. The latest version, which can be run in a coupled set-up, may be obtained by submitting a request through our contact page. When run as a stand alone model, thematic versions (or branches) with increased functionality in specific areas are also available.
• is widely used by researchers in France, China, Belgium, Germany and the USA. It has resulted in a number of publications in high-impact journals such as Nature, Science, PNAS and Nature Geoscience.
• is well established in the international research community. Its simulations have contributed to the Nobel prize winning efforts of the IPCC, as well as to numerous landmark projects such as the Global Carbon Project, LUCID and iLambs, CMIP3 and CMIP4.

The ORCHIDEE team is continuously enhancing the scientific capacity of the model by means of new developments. At the same time, a persistent effort is maintained to guarantee the quality of the model code and its simulations. If ORCHIDEE can contribute to your research, or your skills and expertise could strengthen our team, please don’t hesitate to contact us to discuss future collaboration.

The RegIPSL regional climate model of IPSL is a regional Earth system model coupling the following components : WRF, ORCHIDEE, NEMO and CHIMERE. The coupling between these components has been achieved with the OASIS3-mct coupler.

The main region of application for this model is the Mediterranean but it will also be used for other regions like South America and South East Asia. Some standard configurations are provided with the code to facilitate the learning process.

Currently, the system deployed on the Med-Cordex area couples together :

• ATM : ​WRF 3.7.1 at 20 km resolution
• OCE : NEMO 3.6 (Med condiguration) at 1/12° resolution
• SRF : ORCHIDEE trunk on the same grid as WRF

In the future, WRF will be replaced by the Limited Area version of DYNAMICO with physics suitable for km resolution.

Up to now, the system is developped on IDRIS center. (should also work on TGCC and IPSL mesocenter).

for further details see : ​https://sourcesup.renater.fr/wiki/morcemed/