MUSIC a eu pour objectif principal de progresser dans la compréhension et la modélisation des systèmes orageux impliqués dans les épisodes méditerranéens afin d’améliorer leur prévision à différents horizons. Il est un des projets ANR contribuant au programme international HyMeX

Coordinateur	CNRM
Correspondant CNRM	Véronique Ducrocq
Équipes CNRM	GMME, GMAP
Financement	ANR (ANR-14-CE01-0014)
Début	octobre 2014
Durée	54 mois	Système convectif de mésoéchelle sur mer le 26 octobre 2012 (POI16a SOP1-HyMeX)

 Objectifs

Mieux comprendre et modéliser les épisodes méditerranéens de pluie intense
La région méditerranéenne est fréquemment affectée par des précipitations intenses qui produisent des crues soudaines et des glissements de terrain. Risque majeur en Méditerranée, les inondations et glissements de terrain causent chaque année des victimes et plusieurs centaines de millions d’euros de dégâts. Bien souvent, les forts cumuls de précipitations qui produisent ces crues sont enregistrés en moins d’une journée lorsqu’un système orageux stationne au-dessus d’une même région pendant plusieurs heures. La formation et la stationnarité de ces systèmes résultent d’interactions multi-échelles complexes entre le flux atmosphérique environnant, les reliefs du pourtour méditerranéen et les cellules orageuses qui rendent difficile une prévision précise du lieu et de la chronologie des précipitations convectives intenses.
Le projet MUSIC a eu pour objectif principal de mieux comprendre et modéliser les systèmes orageux induisant ces précipitations intenses afin d’améliorer leur prévision à différents horizons.

Exploiter la campagne de mesures SOP1 HyMeX et la modélisation à très haute résolution
Le projet MUSIC exploite les observations recueillies au cours de la première campagne de terrain du programme de recherche HyMeX (www.hymex.org) qui a eu lieu en Méditerranée nord-occidentale (France, Italie, Espagne) à l’automne 2012. Le projet fait également appel à la modélisation à haute résolution, et en particulier aux capacités nouvelles de simulations sur de grands domaines avec des résolutions hectométriques de cas observés pendant la campagne HyMeX pour résoudre de manière détaillée : (i) la turbulence et la microphysique dans les systèmes orageux et dans la couche limite et (ii) les interactions multi-échelles entre les orages et leur environnement météorologique à plus grande échelle.

 Résultats

L’utilisation combinée des observations et des simulations a permis de progresser dans la compréhension des évènements de pluies orageuses intenses en Méditerranée et dans leur modélisation. Le projet s’est concentré plus particulièrement sur la représentation des processus physiques clés qui influencent fortement la modélisation et les prévisions de la convection atmosphérique profonde aux résolutions kilométriques et sub-kilométrique (turbulence, microphysique) et contribue ainsi à améliorer et valider les modèles de résolution kilométrique utilisés pour la prévision numérique du temps et du climat régional.
Plusieurs jeux d’observations innovantes ont été produits. Ils ont permis de caractériser les systèmes orageux et leur environnement et ont été utilisés pour développer de nouvelles paramétrisations physiques, dont certaines d’entre-elles devraient être intégrées à terme dans le modèle AROME de Météo-France utilisé pour la prévision opérationnelle du temps et pour la réalisation de projections climatiques régionales.
Pour la première fois, des simulations à 150 m de résolution de systèmes orageux méditerranéens sur un domaine couvrant toute la méditerranée nord-occidentale ont été réalisées.

Le projet ANR MUSIC est une contribution majeure au programme international HyMeX, action du meta-programme multi-organisme MISTRALS.

 Publications du CNRM

• Augros, C., Caumont, O., Ducrocq, V., Gaussiat, N. and Tabary, P., 2016 : Comparisons between S-, C- and X-band polarimetric radar observations and convective-scale simulations of the HyMeX first special observing period. Q.J.R. Meteorol. Soc., 142 : 347–362. doi:10.1002/qj.2572
• Augros, C., O. Caumont, V. Ducrocq, N. Gaussiat, 2018 : Assimilation of radar dual-polarization observations in AROME model. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 144(714), 1352-1368, DOI : 10.1002/qj.3269.
• Borderies, M. , Caumont, O. , Augros, C. , Bresson, É. , Delanoë, J. , Ducrocq, V. , Fourrié, N. , Bastard, T. L. and Nuret, M., 2018 : Simulation of W‐band radar reflectivity for model validation and data assimilation. Q.J.R. Meteorol. Soc., 144 : 391-403. doi:10.1002/qj.3210
• Borderies, M., Caumont, O., Delanoë, J., Ducrocq, V., Fourrié, N., and Marquet, P., 2019 : Impact of airborne cloud radar reflectivity data assimilation on kilometre-scale NWP analyses and forecasts of heavy precipitation events, Nat. Hazards Earth Syst. Sci.,19, 907-926, 2019, doi:10.5194/nhess-19-907-2019.
• Borderies, M., Caumont, O., Delanoë, J., Ducrocq, V., and Fourrié, N., 2019 : Assimilation of wind data from airborne Doppler cloud-profiling radar in a kilometre-scale NWP system, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 19, 821–835, 2019, doi:10.5194/nhess-19-821-2019.
• Bousquet, O., J. Delanoë, and S. Bielli, 2016 : Evaluation of 3D wind observations inferred from the analysis of airborne and ground-based radars during HyMeX SOP-1. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 142, 86-94, doi : 10.1002/qj.2710.
• Chazette, P., C. Flamant, X. Shang, J. Totems, J.-C. Raut, A. Doerenbecher, V. Ducrocq, N. Fourrié, O. Bock, and S. Cloché, 2016a : A multi-instrument and multi-model assessment of atmospheric moisture variability over the Western Mediterranean during HyMeX. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 142, 7:22, doi : 10.1002/qj.2671.
• Ducrocq, V. B. Boudevillain, C . Bouvier, I. Braud, N. Fourrié, C. Lebeaupin-Brossier, P. Javelle, O. Nuissier, O. Payrastre, H. Roux, I. Ruin, B. Vincendon, 2019 : Le programme HyMeX – Connaissances et prévision des pluies intenses et crues rapides en région Méditerranéenne. La Houille Blanche, sous presse.
• Duffourg, F., O. Nuissier, V. Ducrocq, C. Flamant, P. Chazette, J. Delanoë, A. Doerenbecher, N. Fourrié, P. Di Girolamo, C. Lac, D. Legain, M. Martinet, F. Saïd, and O. Bock, 2016 : Offshore deep convection initiation and maintenance during HyMeX IOP 16a heavy precipitation event. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society,142 : 259-274, doi : 10.1002/qj.2725.
• Duffourg F, Lee KO, Ducrocq V, Flamant C, Chazette P, Girolamo Di P. 2018 : Role of moisture patterns in the backbuilding formation of HyMeX IOP 13 Heavy precipitation system, Q. J. R. Meteorol. Soc., 144, 291−303, doi:10.1002/qj.3201
• Flamant C., J.-P. Chaboureau, P. Chazette, P. Di Girolamo, T. Bourianne, J. Totems and M. Cacciani, 2015 : The radiative impact of desert dust on orographic rain in the Cevennes-Vivarais area : a case study from HyMeX, Atmos.Chem Phys., 15, 12231–12249, 2015
• Fourrié, N., Nuret, M., Brousseau, P., Caumont, O., Doerenbecher, A., Wattrelot, E., Moll, P., Bénichou, H., Puech, D., Bock, O., Bosser, P., Chazette, P., Flamant, C., Di Girolamo, P., Richard, E., and Saïd, F. : The AROME-WMED re-analyses of the first Special Observation Period of the Hydrological cycle in the Mediterranean experiment, Geosci. Model Dev.,12, 2657-2678, 2019, doi:10.5194/gmd-12-2657-2019.
• Lee, K.-O., Flamant, C., Ducrocq, V., Duffourg, F., Fourrié, N. and Davolio, S., 2016 : Convective initiation and maintenance processes of two back-building mesoscale convective systems leading to heavy precipitation events in Southern Italy during HyMeX IOP 13. Q.J.R. Meteorol. Soc., 142 : 2623–2635.
• Lee, K.-O., Flamant, C., Ducrocq, V., Duffourg, F., Fourrié, N., Delanoë, J. and Bech, J., 2017 : Initiation and development of a mesoscale convective system in the Ebro River Valley and related heavy precipitation over northeastern Spain during HyMeX IOP 15a. Q.J.R. Meteorol. Soc. doi:10.1002/qj.2978
• Lee, K.-O., Flamant, C., Duffourg, F., Ducrocq, V., and Chaboureau, J.-P., 2018 : Impact of upstream moisture structure on a back-building convective precipitation system in south-eastern France during HyMeX IOP13, Atmos. Chem. Phys., 18, 16845-16862, doi:10.5194/acp-18-16845-2018, 2018.
• Martinet, M., O. Nuissier, F. Duffourg, V. Ducrocq, and D. Ricard, 2017 : Fine-scale numerical analysis of the sensitivity of the HyMeX IOP16a heavy precipitating event to the turbulent mixing length parameterization, Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 143, 3122-3135.
• Ribaud, J-F., O. Bousquet, and S. Coquillat, 2016a : Relationships between total lightning activity, microphysics, and kinematics during the 24 September 2012 HyMeX bow echo system. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 142, 298-309, doi : 10.1002/qj.2756.
• Ribaud, J.-F., O. Bousquet, S. Coquillat, H. Al-Sakka, D. Lambert, V. Ducrocq, and E. Fontaine, 2016b : Evaluation and application of hydrometeor classification algorithm outputs inferred from multi-frequency dual-polarimetric radar observations collected during HyMeX. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 142, 95-107, doi : 10.1002/qj.2589.
• Strauss, C., D. Ricard, C. Lac, and A. Verrelle, 2019 : Evaluation of turbulence parameterizations in convective clouds and their environment based on a large-eddy simulation. Q.J.R. Meteorol. Soc. Submitted.
• Taufour, M. , Vié, B. , Augros, C. , Boudevillain, B. , Delanoë, J. , Delautier, G. , Ducrocq, V. , Lac, C., Pinty, J. and Schwarzenböck, A., 2018 : Evaluation of the two‐moment scheme LIMA based on microphysical observations from the HyMeX campaign. Q.J.R. Meteorol. Soc.. 144 : 1398-1414. doi:10.1002/qj.3283
• Verrelle, A., D. Ricard, and C. Lac, 2017 : Evaluation and Improvement of Turbulence Parameterization inside Deep Convective Clouds at Kilometer-Scale Resolution. Mon. Wea. Rev., 145, 3947–3967