HONNERT Rachel



Rachel HONNERT

CNRM -GAME (URA CNRS & Météo-France)
GMAP/PROC

Chercheure

Groupe de Modélisation et d’Assimilation pour la Prévision

thème de recherche

Turbulence, Convection peu-profonde, Modélisation à fine échelle

42, Av. G. Coriolis

31057 Toulouse Cedex 1, France

_ Tél. +33 (0) 5 61 07 85 19

Fax +33 (0) 5 61 07 96 26

courriel : rachel(dot)honnert(at)meteo(dot)fr

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 Research

TURBULENCE & MODELISATION ATMOSPHERIQUE A L’ECHELLE KILOMETRIQUE & SUB-KILOMETRIQUE

La turbulence atmosphérique couvre une très large gamme d’échelle : de quelques kilomètres (les thermiques vont du sol au sommet de la couche limite convective), au millimètres (les plus petits tourbillons sont soumis aux forces moléculaires qui entrent en jeu pour dissiper l’énergie).

La modélisation de la turbulence dans les modèles atmosphériques est primordiale. Les tourbillons turbulents impactent l’écoulement moyen en transmettant la chaleur sensible et la vapeur d’eau issues du sol, tout en assurant le frottement en surface. Elle est réalisée dans deux types de modèles météorologiques, qui se différencient par la taille de leur maille horizontale, appelée résolution. Dans les modèles d’échelle fine, la maille horizontale est de taille inférieure aux tourbillons les plus volumineux, ils peuvent donc résoudre explicitement une partie de la turbulence, cette partie est dite << résolue >>. Dans les modèles dont la maille est supérieure à la hauteur de la couche limite, les mouvements turbulents sont entièrement << sous-maille >> et donc entièrement paramétrés. L’utilisation de ces deux types de modèles permet de bien représenter la turbulence pour les résolutions limites que sont les petites mailles de 10 à 100 m, ou les très grandes mailles, supérieures à 2 km. Mais que se passe t-il aux échelles intermédiaires entre 250 m et 2 km ?

Cette question est soulevée par la prévision opérationnelle, qui souhaite avoir des modèles de maille de plus en plus fine. Ainsi, à Météo France, le modèle opérationnel AROME [1] est utilisé par les prévisionnistes depuis 2008. L’étendue de sa maille horizontale (1,3 km) se situe à la limite de la résolution de la turbulence. L’évolution de la puissance de calcul permettra au x prochains modèles opérationnels de fonctionner à des résolutions où ils seront confrontés à la question de la paramétrisation de la turbulence aux échelles intermédiaires.

Durant ma thèse, j’ai quantifié la partition sous-maille/résolu idéale (loi de similitude partielle) qu’un modèle atmosphérique de résolution sub-kilométrique doit atteindre pour des couche limite convective séche ou nuageuse à l’aide de LES (Large-Eddie Simulation) de référence. Ce diagnostic sert de référence dans l’évaluation de paramétrisation à ces échelles. Dans ce cadre, j’ai déterminé quels étaient les défauts du modèle de recherche Méso-NH. Les simulations de ce modèle présentaient une bonne partition sous-maille/résolu à des résolutions inférieures à 125 m (modèle LES) et supérieures à 4 km (où toute la turbulence est sous-maille). Cependant, les échelles intermédaires étaient mal représentées.

Depuis, j’améliore la paramétrisation de la couche limite pour les adapter aux échelles sub-kilometriques dans les modèles Méso-NH et dans le modèle opérationel AROME.

 Papiers

Honnert, R., Masson, V., Lac, C., & Nagel, T. (2021). A Theoretical Analysis of Mixing Length for Atmospheric Models From Micro to Large Scales. Front. Earth Sci, 8, 582056.

Honnert, R., Efstathiou, G. A., Beare, R. J., Ito, J., Lock, A., Neggers, R., ... & Zhou, B. (2020). The Atmospheric Boundary Layer and the “Gray Zone” of Turbulence : A critical review. Journal of Geophysical Research : Atmospheres, 125(13), 2019JD030317.

Brient, F., Couvreux, F., Villefranque, N., Rio, C., & Honnert, R. ( 2019). Object-oriented identification of coherent structures in large eddy simulations : Importance of downdrafts in stratocumulus. Geophysical Research Letters, 46, 2854– 2864. https://doi.org/10.1029/2018GL081499

Honnert, Rachel ”Grey-Zone Turbulence in Boundary Layer.” Boundary-Layer Meteorology https://doi.org/10.1007/s10546-018-0394-y the Neutral Atmospheric
170.2 (2019) : 191-204.

De Roode, S.R., Frederikse, T., Siebesma, A.P., Ackerman, A.S., Chylik, J., Field, P.R., Fricke, J., Gryschka, M., Hill, A., Honnert, R. and Krueger, S.K., 2019. Turbulent Transport in the Gray Zone : A Large Eddy Model Intercomparison Study of the CONSTRAIN Cold Air Outbreak Case. Journal of Advances in Modeling Earth Systems. https://doi.org/10.1029/2018MS001443

Lac, C., J.-P. Chaboureau, V. Masson, J.-P. Pinty, P. Tulet, J. Escobar, M. Leriche, .Barthe, B. Aouizerats, C. Augros, P. Aumond, F. Auguste, P. Bechtold, S. Berthet, .Bieilli, F. Bosseur, O. Caumont, J.-M. Cohard, J. Colin, F. Couvreux, J. Cuxart, G.Delautier, T. Dauhut, V. Ducrocq, J.-B. Filippi, D. Gazen, O. Geoffroy, F. Gheusi,R. Honnert, J.-P. Lafore, C. Lebeaupin Brossier, Q. Libois, T. Lunet, C. Mari,T. Maric, P. Mascart, M. Mogé, G. Molinié, O. Nuissier, F. Pantillon, P. Peyrillé,J. Pergaud, E. Perraud, J. Pianezze, J.-L. Redelsperger, D. Ricard, E. Richard, S.Riette, Q. Rodier, R. Schoetter, L. Seyfried, J. Stein, K. Suhre, M. Taufour, O.Thouron, S. Turner, A. Verrelle, B. Vié, F. Visentin, V. Vionnet, and P. Wautelet,Overview of the Meso-NH model version 5.4 and its applications, Geosci. Model Dev.,11, 1929-1969, 2018.

Marquet P., W. Maurel, R. Honnert : On consequences of measurements of turbulent Lewis number from observations. WMO CAS/JSC WGNE Blue Book, Edited by J. Côté., 2017

Paul R. Field, Radmila Brozkova, Ming Chen, Jimy Dudhia, Christine Lac, Tabito Hara, Rachel Honnert, Joe Olson, Pier Siebesma, Stephan de Roode, Lorenzo Tomassini, Adrian Hill , Ron McTagart-Cowan : Exploring the convective grey zone with regional simulations of a cold air outbreak, QJRMS. doi :10.1002/qj.3105

Lancz, David, Balazs Szintai, and Rachel Honnert. ”Modification of a Parametrization of Shallow Convection In the Grey Zone Using a Mesoscale Model.” Boundary-layer meteorology, v. 169,.3 pp. 483-503. doi : 10.1007/s10546-018-0375-1

Tomassini, L., P. R. Field, R. Honnert, S. Malardel, R. McTaggart-Cowan, K. Saitou, A. T. Noda, and A. Seifert (2017), The “Grey Zone” cold air outbreak global model intercomparison : A cross evaluation using large-eddy simulations, J. Adv. Model. Earth Syst., 9, 39–64, doi:10.1002/2016MS000822.

HONNERT, R., F. COUVREUX., V. MASSON and D. LANCZ, 2016 : Sampling the structure of convective turbulence and implications for grey-zone parametrizations. 133. doi:10.1007/s10546-016-0130-4

Honnert, R. : Representation of the grey zone of turbulence in the atmospheric boundary layer, Adv. Sci. Res., 13, 63-67, https://doi.org/10.5194/asr-13-63-2016, 2016.

HONNERT, R. and V. MASSON,2014 : What is the smallest physically acceptable scale for 1D turbulence schemes ? Front. Earth Sci. 2 :27. doi : 10.3389/feart.2014.00027

HONNERT, R., V. MASSON, and F. COUVREUX., 2011 : A Diagnostic for Evaluating the Representation of Turbulence in Atmospheric Models at the Kilometric Scale. Journal of the Atmospheric Sciences, 68, p.3112-3131. DOI : 10.1175/JAS-D-11-061.1

 Curculum Vitae

Depuis octobre 2012 : Chercheure à CRNM/GMAP/PROC

2009-2012 : Doctorante (FCPLR), CNRM, Quelle turbulence pour les modèles atmosphériques à l’échelle kilométrique ?, Valéry Masson (CRNM/GMME/TURBAU) et Ludovic Ager (CRNM/GMAP/ALGO)

Février 2009-Juillet 2009 : Stage à CNRM/GMME/TURBAU

2009 :Master Recherche Océan Atmosphère Surface Continentale, Université Paul Sabatier de Toulouse

2009 :Ingénieure de l’Ecole Nationale de la Météorologie, Ecole Nationale de la Météorologie-Toulouse



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