CNRM-ALADIN

Dernière mise à jour : Fevrier 2020

 Description rapide

Le modèle numérique ALADIN (Aire Limitée Adaptation dynamique Développement InterNational) est un modèle bi-spectral à aire limitée. Depuis le début des années 2000, ALADIN est utilisé au CNRM comme Modèle Régional de Climat sous le nom de CNRM-ALADIN (ou encore ALADIN-Climat). Dans la famille des modèles de climat du CNRM, ALADIN peut être vu comme la version à aire limitée du modèle global ARPEGE-Climat avec lequel il partage un grande partie de la physique et de la dynamique ou comme la version hydrostatique du modèle AROME.

L’intérêt principal des modèles régionaux de climat est de limiter le coût de calcul des simulations par rapport à des modèles de climat globaux de même résolution. Ils permettent donc d’explorer la représentation du climat et du changement climatique à plus fine échelle.

Au CNRM, nous développons et utilisons actuellement la version 6 de CNRM-ALADIN qui se base sur le cycle 37t1 d’ARPEGE-IFS et sur la version 6 de la physique climat commune à ARPEGE-Climat, CNRM-CM6 ou CNRM-ESM2 utilisés par exemple dans CMIP6. Dans sa version la plus simple, CNRM-ALADIN représente la composante atmosphérique du climat mais également les surfaces continentales et leurs interactions avec l’atmosphère grâce au modèle SURFEX.

 Principales utilisations

En mode climat, CNRM-ALADIN est utilisé de différentes manières :

  • Contribution du CNRM au programme international du WCRP CORDEX (lien) en particulier sur les domaines Méditerranée (Med-CORDEX) et Europe (Euro-CORDEX).
  • Contribution à la version 2020 du portail des services climatiques français (DRIAS) et au service climatique européen (Climate Data Store de C3S)
  • Simulations dédiées sur des zones géographiques d’intérêt : France métropolitaine (Colin et al. 2010, Daniel et al. 2019), Atlantique Sud-Est (Mallet et al. 2019), La Réunion, Guadeloupe (Cantet et al. 2014), Martinique, Nouvelle Calédonie, Polynésie Française (Hopuare et al. 2015), Amérique du Nord (Lucas-Picher et al. 2013, 2015).
  • Simulations à très basse résolution (125 ou 150 km, Herrmann et al. 2011)
  • Simulations à très haute résolution (12 km, Déqué and Somot 2008, Colin et al. 2010, Herrmann et al. 2011, Bador et al. 2017).
  • Utilisation fréquente de l’option pilotage spectral (Radu et al. 2008, Colin et al. 2010, Herrmann et al. 2011)
  • Utilisation en mode forcé par des températures de surface de l’océan et de la couverture de glace (Herrmann et al. 2011, Bador et al. 2017)
  • Utilisation en mode couplé avec un schéma interactif d’aérosols (ALADIN-TACTIC, Nabat et al. 2015b, Mallet et al. 2019, Drugé et al. 2019) ou au sein d’un système climatique régional entièrement couplé CNRM-RCSM incluant la représentation de l’hydrologie continentale et de l’océan (Sevault et al. 2014, Nabat et al. 2014, Somot et al. 2018).
  • Utilisation en mode académique (mode Grand-Frère/Petit-Frère) dans lequel CNRM-ALADIN est forcé par CNRM-ARPEGE à la même résolution et avec même physique (Colin et al. 2010)
  • Utilisation en mode conditions aux bords parfaites dans lequel les conditions latérales et de surface proviennent de réanalyses globales (Nabat et al. 2014, Sanchez-Gomez and Somot 2018, Daniel et al. 2019).
  • Utilisation en mode scénario dans lequel les conditions latérales et de surface proviennent de modèles globaux de climat (CNRM-CM5, CNRM-ESM2 ou de GCMs issus de CMIP) pour réaliser des simulations historiques et scénarios (Sanchez-Gomez et al. 2009b, Déqué et al. 2012, Tramblay et al. 2013, Bador et al. 2017, Boé et al. 2020, Gutiérrez et al. 2020).

 Etudes scientifiques utilisant CNRM-ALADIN en mode climat

Les principales utilisations scientifiques de CNRM-ALADIN au CNRM sont :

  • l’étude des forces et limites des modèles régionaux de climat : étude académique en mode Grand-Frère/Petit-Frère (Radu et al. 2008, Colin et al. 2010), étude de sensibilité à la taille du domaine (Colin et al. 2010, Herrmann et al. 2011), étude de sensibilité à la physique (Fardà et al. 2010), étude de sensibilité au spectral nudging (Radu et al. 2008, Colin et al. 2010, Herrmann et al. 2011), étude de la variabilité interne des modèles régionaux de climat (Sanchez-Gomez and Somot, 2018), étude de valeur ajoutée vis à vis du modèle forceur (Déqué and Somot 2008, Herrmann et al. 2011, Ruti et al. 2016), étude sur la reproductibilité de la grande échelle (Sanchez-Gomez et al. 2009a)
  • l’évaluation et parfois l’amélioration du modèle pour la représentation du climat moyen (Sevault et al. 2014, Nabat et al. 2015a, Daniel et al. 2019), des pluies extrêmes (Déqué and Somot 2008, Colin et al. 2010, Fumière et al. 2019), des dépressions méditerranéennes (Sanchez-Gomez and Somot 2018), des vents sur mer (Herrmann et al. 2011), des flux air-mer intenses en Méditerranée (Waldman et al. 2017a), de l’ilôt de chaleur urbain à Paris (Daniel et al. 2019), des inondations (Lucas-Picher et al. 2015), des extrêmes chauds de témpérature (Lemonsu et al. 2014, Bador et al. 2017), des bilans de chaleur et d’eau de la mer Méditerranée (Sanchez-Gomez et al. 2011), des régimes de temps (Sanchez-Gomez et al. 2009a)
  • l’étude et l’attribution des tendances passées (Nabat et al. 2014, Drugé et al. 2019)
  • la caractérisation de l’évolution climatique au 21ème siècle aux échelles régionales et des incertitudes associées (Sanchez-Gomez et al. 2009, Déqué and Somot 2010, Driouech et al. 2010, Déqué et al. 2012, Jacob et al. 2013, Tramblay et al. 2013, Gutiérrez et al. 2020, Boé et al. 2020)
  • les impacts régionaux du changement climatique sur les ressources hydrologiques (Tramblay et al. 2013), la production d’énergie photovoltaïque (Gutiérrez et al. 2020).

 Où trouver des sorties du modèle CNRM-ALADIN ?

Les sorties (format netcdf) du modèle CNRM-ALADIN sont disponible sur :

  • l’ESGF (Earth System Grid Federation) par exemple sur le noeud ESGF du CNRM ou sur le noeud ESGF de l’IPSL. Voir aussi la page CORDEX ESGF.
  • la base de données Med-CORDEX (www.medcordex.eu)
  • sur demande à contact.aladin-cordex.AT.meteo.fr
  • sur le Climate Data Store du service climatique européen C3S (ici)
  • pour les historiens, les bases de données des projets européens ENSEMBLES (data) et CECILIA (data)

 Quelques illustrations et animations des sorties de CNRM-ALADIN

  • Animation du déplacement d’un cyclone tropical autour de l’ile de La Réunion vu à 150km de résolution par le modèle global de climat CNRM-ESM2-1 (gauche) et à 12km de résolution par le modèle régional de climat CNRM-ALADIN63 (droite). Un grand merci à M-D. Leroux et D. Salas pour ce film. Voir le film

 Historique de CNRM-ALADIN

  • Le développement d’ALADIN a commencé au début des années 90 au sein d’un large consortium regroupant des services météorologiques européen pour des applications liées à la prévision numérique du temps. Il est toujours utilisé aujourd’hui dans ce type d’applications et on trouvera des références ici : Lien 1 Lien 2 Lien 3
    Les tout premiers articles de référence présentant ALADIN sont Bubnova et al. 1995 (Monthly Weather Review, n.123) et Radnoti 1995 (Mon. Wea. Rev., n.123).
  • C’est au début des années 2000 que le groupe climat du CNRM a commencé à utiliser le modèle ALADIN comme Modèle Régional de Climat. La première version climat de CNRM-ALADIN a été développée à partir du cycle 24t1 d’ARPEGE-IFS et de la version 4 de la physique climat (physique ARPEGE-Climat). Ce modèle (appelé à l’époque ALADIN-Climat v4) nous a permis de participer aux projets européens ENSEMBLES et CECLIA, au projet national SCAMPEI, de contribuer au portail DRIAS et de réaliser les premières publications scientifiques avec ALADIN-Climat (Spiridonov et al. 2005, Déqué and Somot 2008, Radu et al. 2008, Sanchez-Gomez et al. 2009a, 2009b, 2011, Fardà et al. 2010).
  • La version 5 de CNRM-ALADIN (aussi appelé ALADIN-Climat v5) se base sur le cycle 32t0 d’ARPEGE-ALADIN et sur la version 5 de la physique climat du CNRM également utilisé dans CMIP5 avec ARPEGE-Climat et CNRM-CM5. CNRM-ALADIN5 a été très utilisé dans les premières années de l’exercice international CORDEX sur les domaines Méditerranée (Med-CORDEX, version 5.2, CNRM-ALADIN52, Tramblay et al. 2013, Jacob et al. 2013, Nabat et al. 2014, 2015a, Sevault et al. 2014), Europe (Euro-CORDEX, version 5.3, CNRM-ALADIN53, Bador et al. 2017), Afrique (CORDEX Africa, CNRM-ALADIN52) et Amérique du Nord (CORDEX North-America, Lucas-Picher et al. 2013). Nous l’avons également utilisé dans les projets européens CLIM-RUN et IMPACT2C ainsi que dans les projets nationaux ANR MEDUP, ANR REMEMBER. Enfin, CNRM-ALADIN5 a servi à alimenter la version 2014 du portail de service climatique national DRIAS avec des simulations dédiées sur la France (Métropole, La Réunion, Martinique, Guadeloupe, Nouvelle Calédonie, Polynésie Française).

 Autres utilisateurs d’ALADIN en mode climat

En mode climat, le modèle ALADIN est ou a été utilisé par d’autres laboratoires de recherche du consortium ALADIN et plus particulièrement par les services météorologiques de la Bulgarie (un grand merci à V. Spiridonov pour nous avoir guider dans nos premiers pas), de la République Tchèque (A. Fardà, P. Skalak), de la Hongrie, de la Roumanie (R. Radu) et du Maroc (F. Driouech). Le modèle régional de climat ALADIN a également été utilisé ponctuellement à OURANOS (Canada, D. Caya, D. Paquin) et au CERFACS (France, M. Bador). Enfin ALADIN est actuellement utilisé par des instituts du consortium ALADIN-HIRLAM sous le nom HCLIM-ALADIN (SMHI).

 Quelques références clés pour CNRM-ALADIN

Les études d’intercomparaison de CNRM-ALADIN avec les autres modèles régionaux de climat européens :

Vautard et al. (in rev.)
Coppola et al. (in rev.)

CNRM-ALADIN version 6 :

P. Nabat, S. Somot, C. Cassou, M. Mallet, M. Michou, D. Bouniol, B. Decharme, T. Drugé, R. Roehrig, and D. Saint-Martin (2020) Modulation of radiative aerosols effects by atmospheric circulation over the Euro-Mediterranean region, Atmos. Chem. Phys. Discuss., in review, DOI:10.5194/acp-2019-1183.

Daniel, M., Lemonsu, A., Déqué, M., Somot, S., Alias, A., & Masson, V. (2019). Benefits of explicit urban parameterization in regional climate modeling to study climate and city interactions. Climate dynamics, 52(5-6), 2745-2764.

CNRM-ALADIN ou ALADIN-Climat version 5 :

Herrmann M., Somot S., Calmanti S., Dubois C., Sevault F. (2011) “Representation of daily wind speed spatial and temporal variability and intense wind events over the Mediterranean Sea using dynamical downscaling : impact of the regional climate model configuration”, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 11, 1983-2001, doi:10.5194/nhess-11-1983-2011

Colin J., Déqué M., Radu R., Somot S. (2010) Sensitivity study of heavy precipitations in Limited Area Model climate simulation : influence of the size of the domain and the use of the spectral nudging technique. Tellus-A, 62(5), 591-604. DOI : 10.1111/j.1600-0870.2010.00467.x

CNRM-ALADIN ou ALADIN-Climat version 4 :

Radu, R., Déqué, M., Somot, S. (2008) Spectral nudging in a spectral regional climate model. Tellus. 60A(5):885-897. doi : 10.1111/j.1600-0870.2008.00343.x

La première référence écrite :

Spiridonov V., Somot S., Déqué M. (2005) : ALADIN-Climate : from the origins to present date. ALADIN Newsletter n. 29 (nov. 2005)

La première présentation d’ALADIN-Climat :

Somot S., Spiridonov V., Marquet P., Déqué M. (2004) : Climate version of the LAM ALADIN : First validation of a 10-year simulation over Europe. Regional Climate Model Workshop, Prague (Rép. Tchèque) 29 novembre - 3 décembre 2004