Chapitre III
Modèle Roms et résolution numérique
Modèle Roms et résolution numérique
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de surface qui fournit une condition pour le critère de stabilité de Courant-Friedrichs-Levy
(CFL) (Desbiolles, 2010).
III.4. Les données
Pour exécuter une simulation régionale avec ROMS, le modélisateur a besoin de fournir de
nombreuses données. En ce qui concerne les conditions initiales, le modèle va les récupérer
dans diverses bases de données datant de l’année 2005(on a utilisé les données du 2008) : The
International Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set Project (ICOADS) permet une
récupération des données de forçage en surface. World Ocean Atlas (WOA) dispose des
données de température et de salinité. Ces données vont ensuite être utilisées dans la méthode
dynamique qui va permettre le calcul des vitesses géostrophiques par rapport à un niveau de
référence. On impose comme condition initiale une vitesse du courant nulle en dessous de cette
profondeur (Kersale, 2010).
III.5. Fermeture de la turbulence
La grande difficulté de la modélisation réside dans la détermination des coefficients de
diffusion verticale. Plusieurs approches ont été développées pour modéliser au mieux ces
processus de mélange sur toute la colonne d'eau. Deux approches majeures peuvent être
distinguées : l'énergie cinétique turbulente (schéma de Gaspard et al,-1990- et de
Mellor&Yamada, -1974-) et K-profil (schéma de Pacanowski&Philander -1981- et de Large et
al. -1994-).Le modèle ROMS laisse la possibilité à l'utilisateur de choisir entre plusieurs
schémas (Desbiolles, 2010).
III.5.1. Schéma Pacanowski&Philander –PP
Avec le schéma PP, le mélange turbulent dans la circulation générale de l'océan est traité par
une approche de diffusion locale du premier ordre (Li et al, 2001). L'échelle de cette diffusion
est donnée par les dimensions typiques K de la turbulence (échelle d'un tourbillon). C'est ce
qu'on appelle la théorie K. Le terme turbulent pour une quantité x calculée par le modèle est
alors :
(Desbiolles, 2010).
III.5.2. Schéma K-Profil Paramétrisation –KPP
Le schéma KPP est issu du modèle de fermeture développé par Large et al. (1994). La grande
différence avec PP est que ce schéma considère l'aspect non-linéaire de la turbulence
océanique :
Où représente le terme non-linéaire du transport turbulent
(Desbiolles, 2010).
III.6. Condition de stabilité
La stabilité d’un schéma numérique est vérifiée lorsqu’une erreur introduite ne s’amplifie pas
avec les calculs. Lors de la résolution des équations, la convergence permettra de se rapprocher
de la valeur analytique, c’est également une propriété d’un schéma numérique.
Modèle Roms et résolution numérique
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de surface qui fournit une condition pour le critère de stabilité de Courant-Friedrichs-Levy
(CFL) (Desbiolles, 2010).
III.4. Les données
Pour exécuter une simulation régionale avec ROMS, le modélisateur a besoin de fournir de
nombreuses données. En ce qui concerne les conditions initiales, le modèle va les récupérer
dans diverses bases de données datant de l’année 2005(on a utilisé les données du 2008) : The
International Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set Project (ICOADS) permet une
récupération des données de forçage en surface. World Ocean Atlas (WOA) dispose des
données de température et de salinité. Ces données vont ensuite être utilisées dans la méthode
dynamique qui va permettre le calcul des vitesses géostrophiques par rapport à un niveau de
référence. On impose comme condition initiale une vitesse du courant nulle en dessous de cette
profondeur (Kersale, 2010).
III.5. Fermeture de la turbulence
La grande difficulté de la modélisation réside dans la détermination des coefficients de
diffusion verticale. Plusieurs approches ont été développées pour modéliser au mieux ces
processus de mélange sur toute la colonne d'eau. Deux approches majeures peuvent être
distinguées : l'énergie cinétique turbulente (schéma de Gaspard et al,-1990- et de
Mellor&Yamada, -1974-) et K-profil (schéma de Pacanowski&Philander -1981- et de Large et
al. -1994-).Le modèle ROMS laisse la possibilité à l'utilisateur de choisir entre plusieurs
schémas (Desbiolles, 2010).
III.5.1. Schéma Pacanowski&Philander –PP
Avec le schéma PP, le mélange turbulent dans la circulation générale de l'océan est traité par
une approche de diffusion locale du premier ordre (Li et al, 2001). L'échelle de cette diffusion
est donnée par les dimensions typiques K de la turbulence (échelle d'un tourbillon). C'est ce
qu'on appelle la théorie K. Le terme turbulent pour une quantité x calculée par le modèle est
alors :
(Desbiolles, 2010).
III.5.2. Schéma K-Profil Paramétrisation –KPP
Le schéma KPP est issu du modèle de fermeture développé par Large et al. (1994). La grande
différence avec PP est que ce schéma considère l'aspect non-linéaire de la turbulence
océanique :
Où représente le terme non-linéaire du transport turbulent
(Desbiolles, 2010).
III.6. Condition de stabilité
La stabilité d’un schéma numérique est vérifiée lorsqu’une erreur introduite ne s’amplifie pas
avec les calculs. Lors de la résolution des équations, la convergence permettra de se rapprocher
de la valeur analytique, c’est également une propriété d’un schéma numérique.