Representation of the west african water cycle by the LMDZ GCM during the AMMA campaign
Représentation du cycle de l'eau en Afrique de l'Ouest par le modèle LMDZ pendant la campagne AMMA
Résumé
The AMMA program deployed an important number of observations in west Africa region during a several year with a focus on the wet season of 2006. The LMDZ General Circulation Model is used in the nudging version with Re-analysis. Some statistical tools, FAR, POD, correlation and the modele-to-satellite approach are used to evaluate the day to day variability of water cycle. Sensitivity experiments have been performed in order to highlight the behaviour of the nudged model under a wide range of conditions: spatial and vertical resolution, surface scheme formulation as well as for the forcing and driving parameters: relaxation time, type of analysis (ECMWF, NCEP/GFS), Sea Surface Temperature (climatology vs. 2006) and the nudging variables (wind, temperature, and combination). The evaluation shows that the LMDZ GCM captures fairly well the mean West african monsoon features with a good localization of the ITCZ and overestimates the free troposphere humidity. The sensitivity of the physical parametrization shows an important difference between the region of Dakar influenced by the large scale oceanic circulation and the region of Niamey where the parametrization of convection determines the monsoon variability.
A case study of dry intrusion during AMMA SOP3 (Special Observing Period) highlights the inhibiting role of this dry air mass in the Dakar region.
Le programme AMMA a déployé un grand nombre de moyens d'observations sur la région Ouest-Africaine pendant plusieurs années, avec une focalisation sur l'été 2006. Le modèle de circulation générale LMDZ, est ici utilisé dans une version en mode guidé par les réanalyses des centres de prévisions météorologiques. A partir de calculs statistiques et en utilisant l'approche modèle vers satellite, nous avons évalué les différentes composantes du cycle de l'eau atmosphérique en Afrique de l'Ouest en le confrontant avec différents types d'observations. Des expériences de sensibilité ont permis de choisir la meilleure configuration pour le guidage du modèle: résolution horizontale (zoomée ou non zoomée) et verticale, choix du temps de relaxation, type de réanalyses (ECMWF, NCEP/GFS) et les différentes variables pour le guidage (vents, température et leurs combinaisons). Ainsi, les résultats d'évaluation montrent que le modèle simule assez bien les caractéristiques moyennes de la mousson Ouest Africaine avec une bonne localisation de la Zone de Convergence InterTropicale et une tendance à la surestimation de l'humidité de la troposphère libre. La sensibilité à la paramétrisation physique dans LMDZ montre des différences importantes sur le comportement de la mousson simulée dans les régions sahéliennes. Les profils d'humidité relative indiquent d'assez bonnes corrélations sur la station de Niamey très continentale, avec la "nouvelle physique", par rapport l'"ancienne physique". Tandis que la station de Dakar qui subit une forte influence de la circulation océanique de grande échelle, les valeurs des corrélations restent insensibles aux différents types de paramétrisations.
L'étude d'un cas d'intrusion d'air sec extratropicale sur la station de Dakar, montre comment cette masse d'air sec par ces propriétés radiatives décrites dans le modèle peut expliquer une inhibition de la convection dans cette région.