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<html lang=fr>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
<title>GdR DEPHY</title>
<link rel="stylesheet" title="default" href="style/meso.css">
</head>
<body>
<div id=content>
<header>
<h1> Groupe de Recherche DEPHY
<span class=subtitle>
Développement et Évaluation des paramétrisations PHYsiques des modèles atmosphériques<br>
</span></h1>
</header>
<p><b>Aller à</b> :
<li><a href=dephy.html#section_1>Qu'est-ce que le GDR Dephy</a></li>
<li><a href=dephy.html#section_2>Contexte & positionnement</a></li>
<li><a href=dephy.html#section_3>Objectifs & enjeux</a></li>
<li><a href=dephy.html#section_4>Organisation & Rendez-vous annuels</a></li>
<li><a href=dephy.html#section_5>Ressources & Outils </a></li>
</p>
<header id=section_1>
<h2> Qu'est-ce que le GDR Dephy ? </h2>
</header>
<p>
Le GdR Dephy regroupe les communautés de l'observation, de la modélisation
haute résolution, de la prévision du temps et du climat autour de recherches
sur les paramétrisations physiques pour la modélisation de l'atmosphère. Il
réunit des communautés d'étude des processus, d'observations et des
modélisateurs autour d'un même objectif : le développement et l'amélioration du
contenu physique des modèles utilisés pour l'étude du climat et les prévisions
numériques du temps. Le projet implique les différents modèles français : le
modèle de recherche Méso-NH (utilisé des résolutions métriques aux résolutions
d'une dizaine de kilomètres, ∆x 1m-10km), le modèle régional MAR (∆x 10km), les
deux modèles de prévision numérique du temps : le modèle à aire limitée AROME
(∆x 1km) et le modèle global ARPEGE (∆x 10km) et les deux modèles de climat
français ARPEGE-Climat et LMDZ (∆x 100km). Ce GDR regroupe environ 60 personnes
de 11 laboratoires de recherche différents (CNRM, IGE, LA, LaMP, LAPLACE, LMD,
LOA, LOPS, LSCE, Metis, IPSL) et permet de pérenniser et renforcer des
collaborations qui ont été initiées depuis plus de 20 ans dans le cadre du
projet « physique commune » puis des projets LEFE DEPHY et DEPHY2. En 2019,
Dephy est devenu un GdR. En 2024, après l'abandon de ces structures par le
CNRS, Dephy est devenu Groupe de Recherche (conservant volontairement
l'acronyme) de l'infra-structure nationale de recherche Climeri. La
structuration thématique de Dephy évolue dans le temps pour couvrir les
domaines émergents de la recherche en physique de l'atmosphère. Depuis 2019, il
est structuré autour de trois axes de recherche se focalisant sur i/ la
turbulence et les couplages avec la surface, ii/ le transport et iii/ les
interactions nuages-rayonnement, et d'un axe transverse visant à intégrer les
développements réalisés afin d'aboutir à la réduction des erreurs systématiques
des modèles. L'animation scientifique à l'échelle du GdR se fait
essentiellement en deux rendez-vous annuels : aux Ateliers de Modélisation de
l'Atmosphère en hiver à Toulouse, et aux Ateliers Dephy au printemps (une
semaine en résidence dans un CAES ou un VVF constituée uniquement de séances
de travail collectif). Le GDR reçoit un soutien récurrent et pérenne de la part
du CNRS/INSU via Climeri-France, de Météo-France et de l'IPSL.
</p>
<header id=section_2>
<h2> Contexte & positionnement </h2>
</header>
<p>
<b>Le développement des paramétrisations pour la modélisation du climat</b><br>
L'importance des paramétrisations de la couche limite, de la convection et des
nuages est reconnue depuis longtemps comme cruciale pour la modélisation du
climat. De nombreux projets d'observation spatiale, de campagnes de terrain,
d'intercomparaison de simulations numériques, etc., ont pour but affiché
d'évaluer et améliorer le fonctionnement climatique des modèles (présent,
passé, futur), motivant leurs propositions par l'incertitude inhérente aux
paramétrisations. Cependant, peu s'attaquent directement au développement et à
l'amélioration des paramétrisations. Ce travail, au cœur de DEPHY, est une
discipline en tant que telle, qui demande des méthodologies ciblées pour
pouvoir faire le lien entre études de processus et paramétrisations d'un côté,
compréhension du comportement des modèles et paramétrisations de l'autre. En
impliquant les personnels clés du développement des modèles de climat Français,
DEPHY porte le développement de ces paramétrisations jusqu'à leur mise en œuvre
effective dans les deux modèles de climat français.
</p>
<p>
<b>Le lien entre prévision numérique du temps et climat</b><br>
Un aspect fort de la communauté DEPHY est de faire le lien entre les
communautés de la prévision numérique du temps et de l ' étude des changements
climatiques. Si les objectifs et métriques d'évaluation des modèles de
prévision et de climat sont différents, les paramétrisations utilisées dans ces
deux types de modèles sont souvent les mêmes et reposent sur les mêmes
hypothèses. Le développement d'outils en commun permet de croiser les regards
et expertises sur ces deux types de modèles, exercice enrichissant pour chacune
des deux communautés.
</p>
<p>
<b>Des développements basés sur l'étude des processus, leur observation et leur simulation</b><br>
Une des spécificités de la communauté DEPHY est de baser le développement des
paramétrisations sur l'étude fine des processus impliqués. Cette étude repose
crucialement sur l'utilisation d'observations et de simulations explicites à
haute résolution (i.e. Large-Eddy Simulations). Cette approche a été portée au
niveau international dans le cadre du projet GCSS au début des années 2000
(GCSS est devenu GASS depuis). Dans cette approche, le lien entre les modèles
simulant l'atmosphère à différentes échelles (GCM, CRM et LES) mais aussi entre
les modèles et les observations sur sites (e.g., SIRTA, P2OA, Météopole- Flux)
et spatiales (e.g., TOSCA, EECLAT) est central. DEPHY a à cœur de faire le lien
entre ces différentes communautés.
</p>
<p>
<b>Une réflexion sur les manières de travailler ensemble</b><br>
Au fil de la longue histoire de DEPHY, les liens entre chercheur.e.s et
ingénieur.e.s des laboratoires français réunis dans DEPHY se sont renforcés, et
de nombreuses collaborations ont émergé, régulièrement sous la forme de projets
ANR ou de contributions à des projets internationaux. Une des originalités des
dernières années a été de s'interroger sur la meilleure façon de travailler et
progresser ensemble, de partager des idées, de les implémenter et de les
tester. Les semaines d'ateliers Dephy qui ont lieu depuis 2023, inspirées des
résidences annuelles du collectif EDStar en sciences pour l'ingénieur, sont une
proposition effective pour réinventer les modalités du travail collectif.
L'idée est de remplacer une partie des réunions, présentations et discussions
au profit d'ateliers de travail en groupes, au tableau ou sur nos machines, qui
peuvent prendre différentes formes (cours, tutoriel, brainstorming, écriture
d'un modèle physique pour un processus en particulier, analyse de données,
codage d'une nouvelle paramétrisation…). L'idée fondamentale étant d'oser se
mettre en déséquilibre ensemble, avec la conviction que c'est cela qui favorise
et fait vivre la recherche. Ces ateliers participent aussi à la formation de
tous et au transfert de connaissances entre différentes communautés, comme une
nouvelle forme d’école d’été pour les jeunes et les moins jeunes où l’on se
forme ensemble sur les paramétrisations. La première demi journée est dédiée à
un brainstorming visant à faire émerger des idées d’ateliers pour la semaine et
à ébaucher un programme, qui est réajusté en début de chaque journée.
</p>
<header id=section_3>
<h2> Objectifs & Enjeux </h2>
</header>
<p>
Le groupement de recherche DEPHY a pour vocation de structurer la communauté
française travaillant sur la compréhension des processus atmosphériques et le
développement des paramétrisations physiques autour d'un objectif commun :
l'amélioration constante des prévisions météorologiques et des projections
climatiques réalisées par les modèles français. A travers ce GDR, il s'agit
aussi de faciliter la mutualisation des codes, des outils et des méthodologies
au sein de la communauté française de développement des modèles.
</p>
<p> La modélisation est centrale tant pour la prévision du temps à courte
(quelques jours) et moyenne échéance (quelques semaines à quelques mois) que
pour l'anticipation de l'évolution du climat en réponse aux forçages naturels
et anthropiques. Les modèles d'atmosphère permettent également de mieux
comprendre les phénomènes physiques atmosphériques par leur intégration de la
complexité du système climatique et des échelles spatiales et temporelles
impliquées. Or, ces modèles sont encore entachés d'erreurs importantes, comme
en témoignent les analyses des exercices d'intercomparaison des modèles
climatiques (CMIP) ou les différents scores de prévisions des modèles
opérationnels. Quelle que soit leur échelle, ces modèles reposent sur un
découpage entre une échelle explicitement résolue par un code dynamique basé
sur des équations classiques de la mécanique des fluides d'une part, et sur des
paramétrisations physiques d'autre part, systèmes d'équations rendant compte de
façon plus ou moins approximative de l'impact moyen de processus sous-maille
sur les champs résolus par le modèle. Les processus à paramétrer dépendent de
la résolution spatiale du modèle : turbulence, microphysique nuageuse,
rayonnement, couplages à la surface dans les modèles à haute résolution de type
LES (Large Eddy Simulation, pour les applications courantes avec des mailles de
quelques mètres à quelques centaines de mètres), auxquels viennent s'ajouter la
convection sèche et peu profonde dans les modèles à échelle kilométrique, et la
convection profonde dans les modèles de plus grande échelle. Les simulations
avec convection paramétrée (peu profonde ou profonde) resteront encore
incontournables pour un certain temps pour les simulations globales de
prévision à moyenne échéance ou climatiques, vue la longueur des simulations
requises et la nécessité de réaliser des ensembles de simulations pour
l'ajustement de paramètres et l'exploration de la variabilité interne du
système. L'accroissement de la résolution des modèles n'élimine pas le besoin
en paramétrisations physiques réalistes mais fait au contraire émerger de
nouvelles questions comme la compétition entre convection paramétrée et
explicite aux échelles intermédiaires (zone grise). La complexification
croissante des modèles et les couplages avec la chimie, avec des modèles de
canopée ou de végétation dynamique sur continents ou avec les vagues sur océans
renforcent sans cesse les exigences sur les paramétrisations atmosphériques. Là
encore, la montée en résolution nécessite de revisiter fondamentalement
certaines paramétrisations souvent transposées en aveugle des modèles grande
échelle vers les modèles explicites : utilisation de modèles radiatifs plan
parallèle ne pouvant pas prendre en compte la complexité d'une scène nuageuse
de LES, utilisation des formules « bulk » pour les couplages à la surface sur
océans, freinage ramené à la surface au travers de ces mêmes formules « bulk »
pour des obstacles plus grands que la première couche du modèle sur continents,
y compris dans les modèles globaux, etc. Plus fondamentalement enfin, les
paramétrisations physiques sont le reflet de notre compréhension des processus
physiques de l'atmosphère et de la manière dont ceux-ci pilotent en partie les
interactions d'échelles au sein du système climatique. Aussi l'amélioration de
la performance des modèles atmosphériques va de pair avec une amélioration de
la compréhension des processus physiques sous-maille sous-jacents.
</p>
<header id=section_4>
<h2> Organisation & Rendez-vous annuels </h2>
</header>
<p>
<u>Les 4 axes scientifiques de Dephy</u> :
<li>Axe 1. La turbulence et les couplages avec la surface </li>
<li>Axe 2. Le transport convectif </li>
<li>Axe 3. Les interactions nuages-rayonnement </li>
<li>Axe 4 transverse : détecter, analyser et réduire les erreurs systématiques des modèles </li>
</p>
<p>
<u>Le rattachement à Climeri</u> :
<br> <br>
Depuis 2024, Dephy est un Groupe de Recherche de l'Infrastructure de Recherche
CNRS <a href=https://climeri-france.fr/>Climeri-France</a>, qui coordonne à
l'échelle nationale les activités de modélisation du système climatique de la
Terre. Elle organise les rendez-vous annuels de la communauté, relaie
l'activité du PEPR TRACCS, et développe et maintient une plateforme d'analyse
multi-modèles permettant d'accéder à l'ensemble des données issues des
simulations climatiques globales et régionales de référence qui alimentent les
exercices d'intercomparaison comme CMIP et CORDEX.
</p>
<p>
<u>Deux comités pilotent le GdR Dephy</u> :
<li>le <b>comité de pilotage</b> dont la composition évolue au fil de l’eau et qui se
réunit typiquement 3 à 5 fois par an,</li>
<li>le <b>conseil des tutelles</b> avec 4 représentants de Dephy (Catherine Rio
responsable du GdR, Romain Roehrig et Frédéric Hourdin pour les modèles
climat du CNRM et de l’IPSL et Yves Bouteloup pour la prévision numérique du
temps), et les représentants des tutelles (Météo-France, Climeri, IPSL, INSU)
</li>
</p>
<p>
<u>En pratique, le GdR Dephy c’est aussi deux grands rendez-vous annuels</u> :
<li><b>Les Ateliers de Modélisation de l'Atmosphère</b> de Météo-France (AMAs)
qui ont lieu sur plusieurs jours à Toulouse, en général en début d’année.
Depuis une dizaine d’années, Dephy est impliqué dans l’organisation des ces
ateliers. Ils sont l'occasion de présentations traditionnelles, avec à chaque
fois un ou deux thèmes privilégiés et une session Dephy banalisée pour
présenter les avancées sur les autres thèmes du projet. Les ateliers étant en
Français dans une communauté pas trop grande, ils permettent souvent aux plus
jeunes de réaliser les premières présentations de leur travaux en
français.</li>
<li><b>Les ateliers Dephy</b> en résidence, qui sont organisés depuis 2023 sur
une semaine. Le principe est le travail en commun, au tableau, devant les
ordinateurs. L’idée de présentation est presque absente. Le programme décidé
sur place pour éviter de longues réunions de préparation, souvent assez
improductives, et qui coupent les participants les plus jeunes de la pensée
même de ses ateliers. Ces résidences, inspirées de résidences organisées
depuis plus de 20 ans par le collectif de recherche EDstar, sont devenues
presque immédiatement le poumon du projet.</li>
<header id=section_5>
<h2> Ressources & Outils </h2>
</header>
<p>
<u>Canaux de discussions du réseau Dephy</u> :
<li>une <b>liste mail</b> d’une soixantaine de personnes : gdr_dephy (at) listes.lmd.ipsl.fr </li>
<li>des <b>canaux de discussions</b> sur mattermost <a target="_blank" href=https://mattermost.lmd.jussieu.fr/dephy>https://mattermost.lmd.jussieu.fr/dephy</a></li>
<li>pour <b>rejoindre ce réseau</b>, n'hésitez pas à écrire au copil : gdr_dephy_copil (at) listes.lmd.ipsl.fr </li>
</p>
<p>
<u>Projets développés par Dephy</u> :
<li><b>htexplo</b> pour le tuning des modèles <a href=http://svn.lmd.jussieu.fr/HighTune/trunk/>http://svn.lmd.jussieu.fr/HighTune/trunk/</a> </li>
<li><b>dephy-scm</b> pour les comparaisons SCM/LES <a target="_blank" href=https://github.com/GdR-DEPHY/DEPHY-SCM>https://github.com/GdR-DEPHY/DEPHY-SCM</a></li>
<li><b>objects</b> pour l'analyse de données orientée objets<a target="_blank" href=https://gitlab.com/tropics/objects>https://gitlab.com/tropics/objects</a></li>
</p>
</div>