Simulations numériques des circulations océaniques à très haute résolution

Conception de simulations numériques de l'océan à une résolution kilométrique

pour étudier le rôle de la turbulence océanique sub-mésoéchelle
dans le climat de la terre

Design of numerical

ocean simulations

at kilometric resolution

pour étudier le rôle de la turbulence océanique sub-mésoéchelle

Projet ReSuMPTiOn

ReSuMPTiOn est un projet qui vise à déterminer la contribution des caractéristiques des flux océaniques à l'échelle kilométrique, connues sous le nom de turbulence sub-mésoéchelle, dans plusieurs aspects de la circulation océanique mondiale connus pour leur importance dans la régulation du climat de la Terre. Pour y parvenir, des simulations numériques réalistes de la circulation océanique en 3D dans le bassin de l'Atlantique Nord, à très haute résolution horizontale et verticale, ont été conçues et sont actuellement réalisées par Ocean Next en étroite collaboration avec l'équipe MEOM de l'IGE. A ce titre, la configuration dite eNATL60 (voir spécifications techniques ci-dessous), basée sur le modèle océanique NEMO, a été développée. Les simulations eNATL60 sont actuellement réalisées sur le supercalculateur MareNostrum du Centre de Calcul de Barcelone, grâce à une allocation de 40 millions d'heures CPU PRACE accordée à Ocean Next en avril 2018.

Ce type de simulations de flux océaniques à ultra-haute résolution (résolution de grille horizontale d'environ 1 km sur 300 niveaux verticaux, avec inclusion des mouvements de marée), n'a été rendu possible que récemment grâce aux progrès des capacités HPC des superordinateurs modernes. En plus de fournir à l'équipe du projet et à la communauté océan/climat un ensemble de données pionnier pour l'étude des interactions entre les caractéristiques à fine échelle et les composantes à plus grande échelle du flux océanique, l'ensemble de simulations proposé sera également utilisé pour préparer les prochaines missions satellitaires, y compris la mission d'altimétrie SWOT. La mission SWOT fournira des observations de la dynamique de surface de l'océan à une résolution à échelle fine sans précédent. Le présent projet permettra de développer un système prêt à préparer, assimiler, interpréter et développer davantage (par exemple sous la surface) l'information qui sera obtenue à partir de SWOT. Cette nouvelle génération d'observations satellitaires altimétriques à haute résolution spatiale de la mission SWOT, combinée à l'ensemble des simulations océaniques novatrices proposées, devrait permettre de réaliser des avancées majeures dans notre compréhension des rôles joués par la turbulence océanique à fine échelle (et les mouvements de marée) dans l'influence de la circulation océanique à grande échelle, et donc du système climatique. Les simulations de ce projet serviront également de banc d'essai pour la conception de la prochaine génération de modèles pour le Service de surveillance du milieu marin Copernicus.

Spécifications Techniques

à propos de NEMO - eNATL60
  • Code numérique : NEMO 3.6
  • Grille horizontale : 1/60°, 8354×4729 points,
    0.8 km < Δx < 1.6 km
  • Grille verticale : 300 niveaux
  • Forçage atmoshpérique : DFS5.2
  • Conditions aux frontières : GLORYS12 v1
    (1/12°, Mercator Ocean)
  • Nombre de processeurs en parallèle requis : 18000
  • Pas de temps du modèle : 40s
  • Vitesse d'intégration du modèle : 45 minutes for une jour simulé