Influence des SSTs sur les simulations climatiques dans le Golfe de Guinée. (Influence of SST on climate simulations in the Gulf of Guinea)

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Jean-Jacques Paré
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1 Influence des SSTs sur les simulations climatiques dans le Golfe de Guinée. (Influence of SST on climate simulations in the Gulf of Guinea) Kouassi B. LAboratoire de Physique de l Atmosphère (LAPA), Abidjan, Côte d Ivoire. Atelier JEAI ALOC-GG, 1-4 Novembre 2011, Cotonou, BENIN

2 INTRODUCTION

3 Introduction > Durant ces 20 dernières années, plusieurs travaux ont été effectués dans le but de comprendre l influence des facteurs de surface sur les précipitations en Afrique de l ouest et particulièrement sur les précipitations de mousson. Les facteurs identifiés sont la température de surface de la mer (SST) globale (Folland et al. 1986, Janicot et al. 1996), les conditions de surface continentale (Nicholson 1989, Cook 1994) et les caractéristiques de la circulation de grande échelle. > L influence des SSTs est essentielle et a déjà été montrée dans des simulations de modèle de circulation générale (GCM) (Janicot et al., 2001); mais elle reste à approfondir à partir de simulations à l échelle régionale. > A l aide d un GCM, Vizy et Cook (2001) ont montré que les effets de l anomalie de la SST (SSTa) dans le Golfe de Guinée sont plus importants que ceux de l atlantique nord sur l Afrique de l Ouest.

4 Introduction > Durant ces 20 dernières années, plusieurs travaux ont été effectués dans le but de comprendre l influence des facteurs de surface sur les précipitations en Afrique de l ouest et particulièrement sur les précipitations de mousson. Les facteurs identifiés sont la température de surface de la mer (SST) globale (Folland et al. 1986, Janicot et al. 1996), les conditions de surface continentale (Nicholson 1989, Cook 1994) et les caractéristiques de la circulation de grande échelle. > L influence des SSTs est essentielle et a déjà été montrée dans des simulations de modèle de circulation générale (GCM) (Janicot et al., 2001); mais elle reste à approfondir à partir de simulations à l échelle régionale. > A l aide d un GCM, Vizy et Cook (2001) ont montré que les effets de l anomalie de la SST (SSTa) dans le Golfe de Guinée sont plus importants que ceux de l atlantique nord sur l Afrique de l Ouest.

5 Introduction > Durant ces 20 dernières années, plusieurs travaux ont été effectués dans le but de comprendre l influence des facteurs de surface sur les précipitations en Afrique de l ouest et particulièrement sur les précipitations de mousson. Les facteurs identifiés sont la température de surface de la mer (SST) globale (Folland et al. 1986, Janicot et al. 1996), les conditions de surface continentale (Nicholson 1989, Cook 1994) et les caractéristiques de la circulation de grande échelle. > L influence des SSTs est essentielle et a déjà été montrée dans des simulations de modèle de circulation générale (GCM) (Janicot et al., 2001); mais elle reste à approfondir à partir de simulations à l échelle régionale. > A l aide d un GCM, Vizy et Cook (2001) ont montré que les effets de l anomalie de la SST (SSTa) dans le Golfe de Guinée sont plus importants que ceux de l atlantique nord sur l Afrique de l Ouest.

6 Introduction > En 2002, Vizy et Cook (2002) ont montré, par rapport aux GCMs, que les modèles climatiques régionaux (RCMs) représentent correctement les principaux processus à la base de la variabilité inter-annuelle pendant la période JJA de mousson africaine. > Le but de ce travail est d analyse l influence des SSTs sur (i) les simulations climatiques et (ii) les paramètres atmosphériques pendant la période de mousson (été) et d harmattan (saison sèche) à l aide du modèle MAR.

7 Introduction > En 2002, Vizy et Cook (2002) ont montré, par rapport aux GCMs, que les modèles climatiques régionaux (RCMs) représentent correctement les principaux processus à la base de la variabilité inter-annuelle pendant la période JJA de mousson africaine. > Le but de ce travail est d analyse l influence des SSTs sur (i) les simulations climatiques et (ii) les paramètres atmosphériques pendant la période de mousson (été) et d harmattan (saison sèche) à l aide du modèle MAR.

8 Plan de l esposé - Données et méthode - Résultats - Conclusion

9 DESCRIPTION et METHODOLOGIE

10 Données et méthode Description du modèle MAR - Equations de base (Gallée et Schayes, 1994) - Modèle tridimentionnel, hydrostatique à coordonnée verticale σ - Forçage latéral : ré-analyses ERA-40 - Forçage en surface océanique : SST (prescrites de Reynolds ou ERA-40) (NB : pas de module océanique) Simulations - 2 types de simulations utilisant les SSTs Reynolds et SSTs ERA-40) - Durée d intégration : année de Spin-Up (1983) - Résolution horizontale : 40 km * 40 km Caractéristiques des Simulations - même type de PC (Dell poweredge) pour les simulations - même exécutable pour le pre-processing et processing.

11 Données et méthode Description du modèle MAR - Equations de base (Gallée et Schayes, 1994) - Modèle tridimentionnel, hydrostatique à coordonnée verticale σ - Forçage latéral : ré-analyses ERA-40 - Forçage en surface océanique : SST (prescrites de Reynolds ou ERA-40) (NB : pas de module océanique) Simulations - 2 types de simulations utilisant les SSTs Reynolds et SSTs ERA-40) - Durée d intégration : année de Spin-Up (1983) - Résolution horizontale : 40 km * 40 km Caractéristiques des Simulations - même type de PC (Dell poweredge) pour les simulations - même exécutable pour le pre-processing et processing.

12 Données et méthode Description du modèle MAR - Equations de base (Gallée et Schayes, 1994) - Modèle tridimentionnel, hydrostatique à coordonnée verticale σ - Forçage latéral : ré-analyses ERA-40 - Forçage en surface océanique : SST (prescrites de Reynolds ou ERA-40) (NB : pas de module océanique) Simulations - 2 types de simulations utilisant les SSTs Reynolds et SSTs ERA-40) - Durée d intégration : année de Spin-Up (1983) - Résolution horizontale : 40 km * 40 km Caractéristiques des Simulations - même type de PC (Dell poweredge) pour les simulations - même exécutable pour le pre-processing et processing.

13 Domaine de simulation Figure: Domaine de calcul

14 RESULTATS (Différence simul. SST ERA - simul. SST Rey) (champs moyennés sur la fenêtre 10 W-10 E)

15 Résultats : Moyenne des différences des deux (2) simulations : température : * différence < 0.5 C vent zonal : * différence < 0.5 m/s vent méridien : * différence < 0.5 m/s humidité spécifique : * différence < 0.25 kg/kg

16 Résultats : Transport meridien d humidité (kg/m.s) 1984 et 1994 (a) JFM 1984 (b) JFM 1994 (c) JJAS 1984 (d) JJAS 1994

17 Résultats : Coupe méridienne En. statique humide (J/g) 1984 et 1994 (e) JFM 1984 (f) JFM 1994 (g) JJAS 1984 (h) JJAS 1994

18 Résultats : Précipitations (mm/jour) sur le Sahel (12 N-14 N) (i) JJAS 1984 (j) JJAS 1994

19 CONCLUSION

20 Conlusion > La difference moyenne entre les deux (2) simulations sur les 17 ans est faible. > L influence des SSTs est plus importante à l échelle saisonnière. - Transp. mérid. humi. plus important en période de saison sèche (harmattan) et sur l océan. - L ESH est plus importante pour l année humide (1994) dans la simulation avec SST ERA au niveau des basses couches. - Les piques des précipitations sur la période de mousson (JJAS) sont enrégistrées avec la simulation SST ERA Perspectives > Dans le cadre de la JEAI > poursuivre les simulations jusqu en 2011 et si possible coupler le MAR à un modèle océanique validé sur le Golfe de Guinée (le modèle ROMS).

21 Conlusion > La difference moyenne entre les deux (2) simulations sur les 17 ans est faible. > L influence des SSTs est plus importante à l échelle saisonnière. - Transp. mérid. humi. plus important en période de saison sèche (harmattan) et sur l océan. - L ESH est plus importante pour l année humide (1994) dans la simulation avec SST ERA au niveau des basses couches. - Les piques des précipitations sur la période de mousson (JJAS) sont enrégistrées avec la simulation SST ERA Perspectives > Dans le cadre de la JEAI > poursuivre les simulations jusqu en 2011 et si possible coupler le MAR à un modèle océanique validé sur le Golfe de Guinée (le modèle ROMS).

22 Conlusion > La difference moyenne entre les deux (2) simulations sur les 17 ans est faible. > L influence des SSTs est plus importante à l échelle saisonnière. - Transp. mérid. humi. plus important en période de saison sèche (harmattan) et sur l océan. - L ESH est plus importante pour l année humide (1994) dans la simulation avec SST ERA au niveau des basses couches. - Les piques des précipitations sur la période de mousson (JJAS) sont enrégistrées avec la simulation SST ERA Perspectives > Dans le cadre de la JEAI > poursuivre les simulations jusqu en 2011 et si possible coupler le MAR à un modèle océanique validé sur le Golfe de Guinée (le modèle ROMS).

23 FIN Merci Pour votre attention!

24 Références bibliographiques allée, H. and G. Schayes (1994). eveloppement of the a three-dimensional meso-y primitive equations model. katabatic wind simulation the area of terra nova bay, antartica. on. Wea. Rev. 122, pp anicot, S., S. Trzaska and I. Poccard (2001). ummer sahel-enso teleconnection and decadal time scale sst variations. limate Dynamics 18, pp izy, E. and K. Cook (2002). evelopment and application of a mesoscale climate model for tropics : Influence of sea surface temperature anomalies on the west african monsoon.. Geophys. Res. 107, pp. D3. izy, R. K. and K. H. Cook (2001). echanisms by wich gulf guinea and eartern north atlantic sea surface temperature anomilies can influence african rainfall.. Climate 14, pp

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