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UMR 5318 : Climat, Environnement, Couplages et Incertitudes (CECI)

Présentation

L'UMR CECI (précédemment URA SUC 1875 de 1999 à décembre 2015) est une unité de recherche qui associe le Cerfacs (Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique, basé à Toulouse, France) et le CNRS. Le Cerfacs réunit quatre équipes interdisciplinaires à la fois pour la recherche et la formation avancée, comprenant des physiciens, des mathématiciens, des analystes numériques et des informaticiens. Parmi les quatre équipes de recherche du Cerfacs (Aviation et Environnement (AE), Modélisation du Climat et son Changement Climatique (GLOBC), Mécanique des Fluides Numériques (CFD), Algorithmes Parallèles (ALGO), seulement les deux premières (AE et GlOBC), font partie du CECI. Cependant, les équipes du CECI travaillent en forte interaction avec les autres équipes du Cerfacs.

Thèmes scientifiques

Ce sont les thèmes scientifiques plutôt que les équipes scientifiques qui structurent les activités de l'UMR afin de se rapprocher au mieux de la stratégie de recherche du Cerfacs. Deux thèmes principaux et trois thèmes transverses existent :

  • CLIM (Variabilité et Changement Climatique)

Tandis que les principales activités historiques de recherche sur le Climat du CECI, à savoir les Variations Climatiques, Prévisions et Changement Climatique, étaient encore très actives (avec, en particulier, des contributions majeures à la version 5 de l'Exercice Intercomparatif du Modèle Couplé, appelé CMIP5), du Programme de recherche WCRP du Climat mondial, la poursuite des études de détection et d'attribution ciblant les différentes variables climatiques depuis la température de l'air, par exemple la salinité de la surface des eaux tropicales, et les études dédiées aux changements passés et à venir des modes annulaires atmosphériques), de nouveaux axes de recherche ont été mis en place dans le cadre du thème de la Variabilité et du Changement Climatique. En particulier, les thèmes sur l'interaction air-mer à petite échelle spatiale et la variabilité basse fréquence du chaos océanique ont été initié ainsi que ceux traitant de l'influence de la haute résolution horizontale du modèle sur la Variation et la Prévisibilité du Climat. Une forte activité concernant la compréhension et l'importante réduction des biais de modèle couplé climatique a aussi débutée principalement sur l'Atlantique Tropical. Comprendre et prévoir les impacts du changement climatique restent néanmoins dans nos activités principales avec un intérêt particulier pour les projections des changements de températures en France, du débit des précipitations, des cours d'eau, ainsi que celles concernant les évènements de températures extrêmes et de vagues de chaleur. En plus des résultats de modèles climatiques globaux, un choix de méthodes de réduction d'échelles a été développé et/ou utilisé pour affiner les projections régionales ou locales avec un degré d'incertitudes approprié. Le CECI a aussi poursuivi des recherches pour déterminer les bénéfices de l'utilisation de métriques basées sur les processus physiques, afin de réduire l'incertitude structurelle ou inhérente au modèle dans les projections climatiques européennes pour le 21ème siècle. Ces activités ont permis un grand nombre de collaborations fructueuses avec d'autres équipes, soit nationales (comme LGGE et le groupe DRAKKAR) soit internationales (Institut Catalan des Sciences du Climat IC3, et les universités de Reading et Toronto). Elles ont aussi permis un renforcement des collaborations existantes avec nos partenaires à long terme que sont le CNRM/GAME et IPSL.

  • AE (Aviation et Environnment)

Le thème de l'aviation et de l'environnement qui a été initialisé en 2004 au sein du Cerfacs et du CECI, s’est considérablement développé durant les 5 dernières années. Le principal objectif de cette activité de recherche est de comprendre et simuler les impacts atmosphériques chimiques et radiatifs de l'aviation à diverses échelles, depuis les émissions des tourbillons de sillage derrière les réacteurs aux interactions des tourbillons avec l'atmosphère globale. Des progrès majeurs ont été réalisés sur les thèmes de la chimie de la turbulence de sillage, de la dynamique et de la physique des trainées de condensation. Une simulation, pionnère dans son domaine, de la diffusion d’un tourbillon de sillage en cirrus a été réalisée, en tenant compte de l'impact de la turbulence atmosphérique et du transfert radiatif. Une nouvelle activité a également concerné l'évaluation de l'impact, sur la composition stratosphérique, des fusées d'appoint qui éjectent de grandes quantités de gaz et de particules. Finalement, un effort important a porté sur le développement de schémas numériques tel que celui d'un solveur pour des modèles de chimie atmosphérique.

  • CPL (Couplage)

Le développement, la maintenance et le transfert des outils de couplage vers la communauté scientifique nationale et internationale ont toujours été au centre des activités du CECI depuis le travail de pionnier sur les couplers OASIS et OpenPAlM au début et à la fin des années 90. Ces activités ont été poursuivies et développées de façon intensive depuis les cinq dernières années avec des étapes majeures telles que le développement d'une nouvelle version totalement parallèle et évolutive du coupler OASIS, OASIS3-MCT, ainsi que celle de l'extension et l'utilisation d'OpenPALM à une large variété de couplages multi-physiques et d'assimilation qui ont bénéficié de l'inclusion d'une nouvelle bibliothèque de recartographie parallèle pour les champs couplés. Il faut aussi noter l' implication continue des ingénieurs et chercheurs du CECI dans des formations avancées sur ces deux couplers et qui sont proposées à un nombre toujours plus grand d'utilisateurs aux parcours très différents.

  • ASSIM (Assimilation de Données)

 

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