Inclusion of a new radiative transfer scheme in the MAR model and validation on Belgium

Résumé En Fr

The MAR model (Modèle Atmosphérique Régional) is a regional climate model that has notably been used to study the evolution of the climate in polar areas thanks to its accurate modeling of precipitation and its full coupling to a snow model. Research involving MAR has however occasionally suffered from the limitations of its current radiative transfer scheme, the Morcrette scheme, notably used for the ERA-40 reanalysis (2005). Within MAR, this scheme tends to either underestimate or overestimate the surface downward radiative fluxes. To eventually overcome these limitations, this paper discusses the inclusion in the MAR model of ecRad, the current lattest radiative transfer scheme provided by the ECMWF. The year 2011 is simulated over Belgium by a modified version of MAR v3.13 embedding ecRad in order to validate it. The outputs of the modified MAR are compared both to observations collected by 17 Belgian weather stations in 2011 and to outputs of the standard MAR v3.13., i.e. running with the Morcrette scheme. Finally, various configurations of ecRad are also tested to assess their respective effects on MAR and the prospects they offer.

Le modèle MAR (Modèle Atmosphérique Régional) est un modèle de climat régional qui a notamment été utilisé pour étudier l’évolution du climat dans les régions polaires, grâce à sa modélisation précise des précipitations et son couplage intégral avec un modèle de neige. Les recherches impliquant MAR ont toutefois occasionnellement souffert des limites de son modèle de transfert radiatif actuel, à savoir le modèle de Morcrette, notamment utilisé par les réanalyses ERA-40 de 2005. Utilisé dans MAR, ce modèle a tendance à tantôt sous-estimer, tantôt surestimer les flux radiatifs descendants en surface. Pour pallier à terme à ces problèmes, cette publication détaille l’inclusion dans le modèle MAR d’ecRad, le dernier schéma de transfert radiatif en date de l’ECMWF. L’année 2011 est simulée sur la Belgique par une version modifiée de MAR v3.13 incluant ecRad afin de valider celle-ci. Les sorties du MAR modifié sont comparées à la fois à des observations collectées par 17 stations météo belges et aux sorties du MAR v3.13 standard utilisant le modèle de Morcrette. Enfin, différentes configurations d’ecRad sont également testées pour évaluer leurs effets respectifs sur le MAR et leurs perspectives.