S-2010 is an ocean model developed by the SIROCCO system team (CNRS & Toulouse University). Physical frame: Boussinesq Hydrostatic, free surface. Horizontal Grid: C curvilinear. Vertical grid: sigma generalized. Numerical method: finite differences + energy conserving (Marsaleix et al 2008). Time stepping scheme: Leap Frog + LP/FD filters (Marsaleix et al, 2012). PGF: Pressure Jacobian (Marsaleix et al, 2009). EOS: TEOS10 (Marsaleix et al, 2011). Lateral boundaries: (Marsaleix et al, 2006).
Webcontributors: get the background page
Contact us

SIROCCO events

 

March 2012:

Users meeting & Training

Keywords

Notebooks       Forecast

Sources      Guide

Publications  Team

Training      PHD  
 
 

Terminologie

Introduction
Extensions des noms des variables
Noms des variables
Numérotation
Subroutines et organigramme

Introduction:

     La terminologie présentée ci dessous correspond aux versions postérieures à la série 2008. Les développements du projet GEMO (GEneric MOdelling) y sont introduits. Ils concernent la coordonnée verticale généralisée, l'amélioration de la terminologie et la numérotation générique (cette dernière n'est pour le moment présente que dans quelques routines). La terminologie présentée ici n'est pas définitive. Elle évoluera de manière concertée avec les équipes de développement impliquées dans le projet AUTRANS/COMODO.


Figure 2: Position des variables sur la grille C verticale et extension de nom correspondante. Convention de numérotation de la grille. A notés la symétrie des conventions horizontales et verticales et l'axe numérique vertical dirigé vers le haut.

Figure 1: Position des variables sur la grille C horizontale et extension de nom correspondante. Convention de numérotation de la grille.


1- Extensions des noms des variables

        Toutes les variables du modèle ont un nom possédant une extension en rapport avec la position de la variable sur la grille C. Actuellement 5 extensions différentes permettent de distinguer les points de traceur (_t), les 3 points de vitesses (_u, _v, _w) et les points de vorticité (_f). La géométrie de la grille C est résumée par les figures 1 et 2. L'écriture discrète des opérations élémentaires (dérivées,...) doit prendre en considération la position des différentes variables sur la grille C. En indiquant clairement la position des variables sur la grille C, les extensions des noms de variables facilitent par conséquent la compréhension du codage des équations. Le tableau suivant résume la convention des extensions utilisée dans le noyau dynamique.
Extension Description Variables concernées
_t Centre de la maille Température, salinité, densité, traceurs biogéochimiques et sédimentaires
_u Facettes latérales normales à la direction Ox Composante de la vitesse dans la direction Ox
_v Facettes latérales normale à la direction Oy Composante de la vitesse dans la direction Oy
_w Facettes supérieures et inférieures,
fond et surface		 Composante verticale de la vitesse, variables de la fermeture turbulente, flux air/mer
_f Coins fonction de courant barotrope (peu utilisée)


2- Noms des variables:

La grille Traceurs vitesses mode interne vitesses mode externe turbulence élévation de la surface flux air-mer champs dynamiques 3D externes
bancs decouvrant constantes effet des vagues biogéochimie transport sédimentaire marée    



La grille:

Nom Extension Unités Description Dimensions
lon _u, _v, _t, _f rad longitude 2D
lat _u, _v, _t, _f rad latitude 2D
depth _u, _v, _w, _t m profondeur des mailles par rapport à la surface au repos (par convention négative sous la surface au repos) 3D
h _u, _v, _w, _f m bathymétrie (par convention positive) 2D
dx _u, _v, _t, _f m Facteur d'échelle horizontale (ou dimension) de la maille dans la direction Ox 2D
dy _u, _v, _t, _f m Facteur d'échelle horizontale (ou dimension) de la maille dans la direction Oy 2D
dz _u, _v, _t m Facteur d'échelle verticale (ou dimension verticale) de la maille 3D
dxdy _u, _v, _t m2 Aire horizontale de la maille 2D
mask _u, _v, _t, _f ... Masque terre/mer. Par convention un point en mer =1, un point en terre =0. Note: mask_z n'est pas défini. Le masque correspondant aux variables de type _z(i,j,k) est donné par mask_c(i,j,k-1). 3D
coriolis _t s-1 paramètre de coriolis 2D

Traceurs:

Nom Unités Description
tem_t °C Température potentielle
sal_t PSU Salinité
rhp_t kg/m3 anomalie de densité potentielle


Vitesses 3D du mode interne:

Nom Unités Description
vel_u m/s Composante horizontale dans la direction Ox de la vitesse. Attention si la simulation prend en compte une vitesse de Stokes, le courant total est donné par vel_u+velstokes_u.
vel_v m/s Composante horizontale dans la direction Oy de la vitesse. Attention si la simulation prend en compte une vitesse de Stokes, le courant total est donné par vel_v+velstokes_v.
omega_w m/s vitesse verticale relative (nulle si la discrétisation verticale suit une approche lagrangienne)
veldydz_u m3/s flux d'eau au travers de la facette normale à la direction Ox:
veldydz_u=(vel_u+velstokes_u) x dy_u x dz_u.
veldxdz_v m3/s flux d'eau au travers de la facette normale à la direction Oy:
veldxdz_v=(vel_v+velstokes_v) x dx_v x dz_v.

Vitesses 2D du mode externe:
Nom Unités Description
velbar_u m/s Composante horizontale dans la direction Ox de la vitesse moyennée sur la verticale. Attention si la simulation prend en compte une vitesse de Stokes, le courant moyen total est donné par velbar_u+velbarstokes_u.
velbar_v m/s Composante horizontale dans la direction Oy de la vitesse moyennée sur la verticale. Attention si la simulation prend en compte une vitesse de Stokes, le courant moyen total est donné par velbar_v+velbarstokes_v.
fluxbar_u m3/s Flux d'eau, dans la direction Ox, associé au courant moyenné sur la verticale, autrement dit le courant moyen fois la largeur de la maille fois l'épaisseur totale de la colonne d'eau:
fluxbar_u=(velbar_u+velbarstokes_u) x dy_u x hssh_u
fluxbar_v m3/s Flux d'eau, dans la direction Oy, associé au courant moyenné sur la verticale, autrement dit le courant moyen fois la largeur de la maille fois l'épaisseur totale de la colonne d'eau:
fluxbar_v=(velbar_v+velbarstokes_v ) x dx_v x hssh_v

Turbulence:

Nom Unités Description
kz_w m2/s Coefficient de mélange vertical
tken_w m2/s2 Energie cinétique turbulente
tkll_w m Echelle de longueur pour le mélange turbulent
tkle_w m Echelle de longueur pour la dissipation de l'énergie cinétique turbulente
cdb_t   Coefficient de frottement sur le fond
z0_w m Longueur de rugosité du fond

Elévation de la surface libre:

Nom Extension Unités Description
ssh_int _u, _v, _w m Anomalie d'élévation de la surface (nulle au repos) dans le mode interne
hssh _w m Epaisseur totale de la colonne d'eau dans le mode externe (bathymétrie + hauteur de la surface)

Flux air-mer:

Nom Unités Description
wstress_u N/m2 Ox component of the wind stress
wstress_v N/m2 Oy component of the wind stress
ssr_w W/m2 Surface Solar Radiation (*)
albedo_w   Albedo
snsf_w W/m2 Surface Non Solar Flux (*)
slhf_w W/m2 Surface Latent Heat Flux (*)
sshf_w W/m2 Surface Sensible Heat Flux (*)
precipi_w m/s hauteur de précipitation par seconde
(*) par convention positif vers le bas

Marée:
Les tableaux suivants sont des tableaux de forçage. Ils contiennent des champs (produits par le modèle T-UGO) lus à l'initialisation du modèle.
Nom Unités Description
veltidecos_u
 m/s Composante harmonique. Amplitude relative à la fonction cosinus. Courant direction Ox.
veltidesin_u m/s Composante harmonique. Amplitude relative à la fonction sinus. Courant direction Ox.
veltidecos_v
 m/s Composante harmonique. Amplitude relative à la fonction cosinus. Courant direction Oy.
veltidesin_v m/s Composante harmonique. Amplitude relative à la fonction sinus. Courant direction Oy.
sshtidecos_w m Composante harmonique. Amplitude relative à la fonction cosinus. Elévation de la surface.
sshtidesin_w m Composante harmonique. Amplitude relative à la fonction sinus. Elévation de la surface.
potidecos_w m Composante harmonique. Amplitude relative à la fonction cosinus. Potentiel générateur, surface d'équilibre.
potidesin_w m Composante harmonique. Amplitude relative à la fonction sinus. Potentiel générateur, marée d'équilibre.
sshtotide_w m Champ total. Elévation de la surface.
tidepotential_w m Champ total. Potentiel générateur, marée d'équilibre.

Champs dynamiques externes:
Les tableaux suivants sont des tableaux de forçage. Ils contiennent des champs dynamiques externes (par ex MERCATOR) lus dans des fichiers au cours de la simulation.
Nom Unités Description
velobc_u
 m/s Courant direction Ox.
velobc_v m/s Courant direction Oy.
velbarobc_u
 m/s Courant moyenné sur la verticale, direction Ox.
velbarobc_v m/s Courant moyenné sur la verticale, direction Oy.
sshobc_w m Elévation de la surface
temobc_t °C Température potentielle
salobc_t psu Salinité


Bancs découvrants:
Les tableaux suivants sont des réels compris entre zéro et un.
Nom Description
wetmask_t
 Masquage (progressif) du calcul des traceurs en zones découvertes. Compris entre zéro (totalement découvert) et un (totalement innondé).
wetmask_u Masquage (progressif) du calcul du courant (comp. Ox) en zones découvertes. Compris entre zéro (totalement découvert) et un (totalement innondé).
wetmask_v Masquage (progressif) du calcul du courant (comp. Oy) en zones découvertes. Compris entre zéro (totalement découvert) et un (totalement innondé).


constantes:
Nom Unités Description
dti_fw s pas de temps "forward" du mode interne ou encore temps séparant deux échéances successives dans le mode interne
dti_lp s pas de temps "Leap-frog" du mode interne ou encore temps séparant l'écheance t+1 et l'échéance t-1 du mode interne. Note: dti_lp=2.dti_fw
dte_lp s pas de temps "Leap-frog" du mode externe ou encore temps séparant l'écheance t+1 et l'échéance t-1 du mode externe.
grav m/s2 Gravité
rho kg/m3 densité de référence. Note: la densité totale est donnée par rho+rhp_z.


Effet des vagues:

Nom Unités Description
velstokes_u m/s Composante horizontale dans la direction Ox de la vitesse de Stokes.
velstokes_v m/s Composante horizontale dans la direction Oy de la vitesse de Stokes.
velbarstokes_u m/s Composante horizontale dans la direction Ox de la vitesse de Stokes moyennée sur la verticale
velbarstokes_v m/s Composante horizontale dans la direction Oy de la vitesse de Stokes moyennée sur la verticale
sshstokes_w m Terme de pression barotrope de la paramétrisation d'Ardhuin exprimé par une hauteur d'équilibre (autrement dit sshstokes_w = - J/g)


Module biogéochmique et transport sédimentaire:

Nom Unités Description
bio_t   Nom générique pour la concentration des traceurs biogéochimiques et sédimentaires dans les routines de couplage avec la physique (advection, diffusion). Ce tableau est à quatre dimensions: x,y,z,n où n identifie la variable (ex: phyto, zoo etc....)
tendancebio_t   Terme PUIT/SOURCE dans l'équation d'advection diffusion. Homogène à la variation de bio_t par rapport au temps.
fluxbio_w   Conditions limites à la surface et au fond. Homogène à un flux.
3- Numérotation des tableaux:

     La figure 3 donne une vue générale de la grille C horizontale. Les indices (i,j,k) des traceurs (en jaune) sont numérotés de 1 à imax, de 1 à jmax, et de 1 à kmax respectivement. Les points fantomes, qui interviennent dans les conditions aux limites des schémas d'advection/diffusion, n'ont pas été représentés car leur nombre varie selon l'ordre des schémas numériques. Nous nous en tenons à la grille standard, telle qu'elle est définie dans le fichier de grille servant à initialiser le modèle. En bleu et vert on représente les points des composantes des vitesses selon les axes Oi et Oj respectivement. Les conditions aux limites pour les vitesses "u" sont localisées en i=1, i=imax+1, j=1 et j=jmax. Les conditions aux limites pour les vitesses "v" sont localisées en i=1, i=imax, j=1 et j=jmax+1.


Figure 3: Vue générale de la grille C horizontale. En jaune: les points de traceur. En bleu: composante selon l'axe Oi de la vitesse. En vert: composante selon l'axe Oj de la vitesse.

Figure 4: Vue générale de la grille C verticale. En jaune: les points de traceur. En bleu: composante selon l'axe Oi de la vitesse. En orange: composante verticale de la vitesse.


    La figure 4 donne une vue générale de la grille C verticale. Celle ci est symétrique de la grille horizontale. En orange on représente les points de la composante verticale du courant. Les conditions aux limites pour les vitesses "w" sont localisées en i=1, i=imax, k=1 et k=kmax+1.


4- Subroutines & Organigramme

main Programme principal général
initial_main Programme principal pour la phase d'initialisation
reset mise à zéro des principaux tableaux
files_name lecture de notebook_list
check_variables_txt vérifie que le fichier variables.txt est conforme
set_parameters lecture des principaux notebook
initial_lonlat_dxdy_coriolis lecture notebook_grid et génération de la grille horizontale
initial_mask_and_bathy lecture notebook_bathy, du fichier de bathymétrie et masque terre/mer
initial_time_step lecture notebook_time, pas de temps, dates,...
z_thickness épaisseur de la colonne d’eau
sigma_levels position des niveaux sigma
z_levels profondeur des points de grille
mix_sig_step génère une grille hybride sigma/step
cellbox_thickness épaisseur verticale des cellules de calcul
dragcoef coefficient de frottement sur le fond
quick_initial calcul un état initial au repos
initial_sponge initialisation des tableaux de rappel vers la solution de référence (couche éponge)
z_averaged calcule une moyenne verticale du courant
bouees lecture de notebook_bouees, position initiale des traceurs lagrangiens
river_upd initialisation des débits des rivières
offline_inout consulte notebook_offline
nest_inout lecture notebook_nesting & possible initialisation à partir d’un fichier d’imbrication
read_ogcm_fields possible initialisation des tableaux de forçage à partir d’un fichier type « mercator »
initial_with_obc initialisation des tableaux de variables à partir des tableaux de forçage
airseaflux_fbk initialisation des tableaux de forçage météorologique
add_bi prise en compte du baromètre inverse dans le tableau de forçage de ssh
set_rivers initialiser T et S à la source et dans les canaux des fleuves
initial_state_eq lecture de notebook_eqstate, linéarisation de l’équation d’état autour des paramètres moyens
strada lecture notebook_bio, notebook_tracer
initial_tide lecture/interpolation des fichiers de composantes harmoniques de la marée
atlas lecture de notebook_atlas
initial_graph lecture de notebook_graph
hot_restart possible lecture d’un fichier de redémarrage
graph_out archive un fichier au format netcdf pour visualisation graphique
model_3d Programme principal pour le processus itératif
windstress Optionnel: possible configuration académique du wind stress
albedo_upd Calcule l’albedo en fonction de la date et de la position géographique
airseaflux_fbk Flux air/mer
update_read_interp_file Lecture/interpolation des fichiers météorologiques
bulk_formulae Calcule des flux air/mer par formules bulk
river_upd Débits des fleuves, température et salinité en amont des embouchures
update_tide Additionne les composantes harmoniques de la marée et regroupe dans des termes de forçage du courant et de l’élévation de la surface
tide_nodal_parameters mise à jour des parametres nodaux
tide_analysis calcule les composantes harmoniques de la solution du modèle
read_ogcm_fields Optionnel. Lecture/interpolation des champs externes fournis par un OGCM (type MERCATOR)
nest_inout Optionnel. Lecture/interpolation des champs externes. Auto-imbrication.
update_obcforcingterms Entre deux échéances, le champ dynamique de grande échelle varie linéairement avec le temps
z_levels Calcule la profondeur des points de grille
veldxdz_veldydz_to_vel Transforme les flux d’eau en vitesses
z_averaged Calcule une moyenne verticale de la vitesse
dragcoef Calcule le coefficient de frottement sur le fond
density La densité est calculée par l’équation d’état
presgrad Gradient de pression associé à l’anomalie de densité
adve3dto2d Moyenne verticale des termes d’advection associés à la partie barocline du courant
external_mode Elévation de la surface, vitesses du mode externe
obc_ext Conditions aux limites ouvertes pour le mode externe
z_thickness Epaisseur totale de la colonne d'eau
wetdry_mask_airseaflux fonctions d'atténuation des zones découvertes. Applications aux flux air/mer.
turbulent_length_scale Echelles de longueur pour la fermeture turbulente
vertmix_coef Coefficient de mélange vertical turbulent
internal_mode Vitesses du mode interne
couple_modes Couplage des modes externes & internes
obc_rivers Conditions aux limites en amont des embouchures
cellbox_thickness Epaisseur verticale des mailles de calcul
obc_dz Conditions aux limites ouvertes pour l'épaisseur verticale de la maille
omega vitesse verticale relative
momentum_equations Equations des moments - seconde partie "after external mode"
tridiagonalsolver Résolution du système d'équations tridiagonal
obc_int Conditions aux limites ouvertes pour la vitesse horizontale
obc_rivers Conditions aux limites en amont des embouchures pour la vitesse horizontale
scalars Température et salinité
obc_rivers Conditions aux limites en amont des embouchures pour T et S
obc_scal Conditions aux limites ouvertes pour T et S
advection_scal Advection, diffusion horizontale, diffusion temporelle
vertmix_tem Mélange vertical turbulent pour T
tridiagonalsolver Résolution du système d'équations tridiagonal
vertmix_sal Mélange vertical turbulent pour S
tridiagonalsolver Résolution du système d'équations tridiagonal
convect Optionnel - Mélange total si profil de densité instable
apply_spongelayer Optionnel - Rappel de T et S vers les champs de référence à proximité des frontières
strada Autres traceurs
turbulent_kinetic_energy Energie cinétique turbulente
tridiagonalsolver Résolution du système d'équations tridiagonal
obc_tken Conditions aux limites ouvertes
nest_inout archive la solution à échéances régulières pour simulation « fille » imbriquée
offline_inout archive la solution à échéance régulière pour simulation biogéochimique en mode « offline »
chronos incrémente le compteur d’itération du mode interne, affiche la date
move_forward incrémente le temps des tableaux des variables d'états
date_output archive des fichiers graphiques aux dates demandées dans notebook_time
hot_restart archive un fichier de redémarrage si demandé

  DOWNLOAD the last SYMPHONIE release

REAL TIME FORECAST in North-Western Mediterranean (CASCADE projet)

REAL TIME FORECAST of the Pacific coast of Japan
PhD proposition: Budget of biogenic elements on the Gulf of Lion shelf and offshore transport. More details

News, alerts, events, questions... Register to:

Energy transfers in internal tide generation, propagation and dissipation in the deep ocean
Floor J.W., Auclair F., Marsaleix P., 2011 Ocean Modelling

The energy transfers associated with internal tide (IT) generation by a semi-diurnal surface tidal wave impinging on a supercritical meridionally uniform deep ocean ridge on the f-plane, and subsequent IT-propagation are analysed using the Boussinesq, free-surface, terrain-following ocean model Symphonie. The energy diagnostics are explicitly based on the numerical formulation of the governing equations, permitting a globally conservative, high-precision analysis of all physical and numerical/artificial energy transfers in a sub-domain with open lateral boundaries.
VIEW AT PUBLISHER
 

Approche communautaire:

 

Liens

INSU

LA

LEGOS

OMP

POC

Pôle Océan & Couplages- Observatoire Midi-Pyrénées - 14 Avenue Edouard Belin - 31400 Toulouse - France