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Outils de modèlisation

Modèles développés au LPC2E :

- PLUME-CHEM :
PLUME-CHEM is an atmospheric chemistry box model specialised in the reactive halogen chemsitry of volcanic plumes. Written in Mathematica the model can represent the plume as an expanding (diluting) box, or simulate plume dispersion and chemistry across multiple grid-boxes. Key aims of developing this model have been to understand the observed formation of BrO and OClO in volcanic plumes and make some first predictions of their impacts, e.g. destruction of tropospheric ozone and conversion of NOx into HNO3. Being highly flexible in its set-up and computationally inexpensive, Plume-Chem is a useful tool to guide the development and initialisation of much larger regional-global models.
Contact : Tjarda Roberts
Site de référence : Roberts et al., Chem. Geol. 2009 ; ACP, 2014 ; Kelly et al., JVGR, 2013

-  MIPLASMO :
Le modèle MIPLASMO (Microphysical and Photochemical Lagrangian Stratospheric Model of Ozone) a été développé au cours des 15 dernières années au LPC2E pour l’interprétation de données satelitte et sous ballon stratosphériques (Rivière et al. JGR 2001, Brogniez et al. JGR 2003, Grossel et al., 2010). En premier approche, un code de chimie plasma simplifié avait été intégré dans le modèle (12 espèces ionisées, 25 réactions chimie plasma) afin d’évaluer l’ordre de grandeur de la production d’oxyde d’azote lors d’une décharge de type Blue Jet (Croizé et al., 2015). En 2015, le code de chimie-plasma a été améliorer afin d’obtenir une représentation détaillée des mécanismes survenant au cours des décharges électriques.
Contact : Nathalie Huret

Modèles globaux de chimie transport et de climat :

- CESM : Community Earth System Model
WACCM : Whole Atmosphere Community Climate Model
CARMA Community Aerosol and Radiation Model for Atmospheres
Nous utilisons le modèle WACCM couplé avec le modèle sectionnel d’aérosols CARMA au sein du modèle Terre CESM dans le cadre de l’étude de l’impact des éruptions volcaniques modérées récentes (Volcanic Explosive Index >4).
Contact : F. Jégou
Site de référence : http://www.cesm.ucar.edu/models/

- REPROBUS : Reactive Processes Ruling the Ozone Budget in the Stratosphere
C’est un modèle de chimie-transport comprenant un code chimique complet des réactions contrôlant le bilan de l’ozone stratosphériqe et forcé par des champs météorologiques issus d’analyses ou de prévisions.
Contact : Gwenaël Berthet
Site de référence : http://ether.ipsl.jussieu.fr/ether/pubipsl/reprobus_fr.jsp

- LMDz-INCA-ORCHIDEE  : modèle de chimie-climat couplant le modèle de circulation générale LMDz, au modèle de chimie-aérosols INCA et au modèle de biogéochimie continentale ORCHIDEE.
Nous utilisions ces 3 modèles en mode couplé dans le but d’estimer l’impact du changement climatique sur les émissions de GES des tourbières à sphaignes des hautes latitudes et leur rétroaction sur le climat.
Contact : Fabrice Jégou
Site de référence : http://lmdz.lmd.jussieu.fr/
http://labex.ipsl.fr/orchidee/ http://www-lsceinca.cea.fr/

Modèles lagrangien et de transport  :

- MIMOSA & MIMOSA-Chem : modèle Isentrope du transport Méso-échelle de l’Ozone Stratosphérique par Advection pouvant être couplé à un module de chimie atmosphérique.
MIMOSA a été développé au LATMOS/IPSL pour représenter l’origine des constituants de moyenne et longue durée de vie (polaire, moyennes latitudes, tropicale) (hauchecorne et al., 2000)qui sont principalement transportés dans la basse stratosphère le long de surfaces isentropiques. Ces constituants sont bien corrélés avec la PV dans des structures de grande échelle telles que le vortex polaire et les échanges se produisent souvent sous forme de filaments. La quantité calculée par MIMOSA est différente de la PV dynamique provenant du centre européen de l’ECMWF, il n’y a pas de calcul de prévision de PV dans le modèle ECMWF, cette grandeur est diagnostique. MIMOSA advecte explicitement les contours PV, le champ de PV ayant été initialisé à partir des champs ECMWF. Cette PV initiale contient l’information de l’origine de la masse d’air et si un filament se forme il transportera à la fois les constituants et la PV advectée MIMOSA. La PV diagnostiquée par ECMWF à partir des champs U, V et T représente bien les structures à grande échelle mais perd par contre rapidement l’information dans le cas de filaments du fait des processus dynamiques et radiatifs à petite échelle. La PV advectée de MIMOSA conserve par contre bien l’information et représente mieux le transport de constituants dans les cas d’échanges entre différentes masses d’air en gardant l’historique de la provenance des masses d’air.

Contact : Nathalie Huret
Site de référence : http://ether.ipsl.jussieu.fr/ether/pubipsl/mimosa_fr.jsp

-  FLEXPART & FLEXTRA : FLEXible PARTicle dispersion model
Contact : Gisèle Krysztofiak-Tong
Site de référence : https://www.flexpart.eu/

Modèles Régionaux et de boites :

- CCATT-BRAMS : Coupled Chemistry Aerosol-Tracer Transport model
Contact : Line Jourdain, Tjarda Roberts, Gisèle Krysztofiak-Tong
Site de référence : http://www.geosci-model-dev.net/6/1389/2013/

-  WRF-CHEM  : Weather Research and Forecasting (WRF) model coupled with Chemistry
Contact : Gisèle Krysztofiak-Tong et Tjarda Roberts
Site de référence : https://www2.acom.ucar.edu/wrf-chem

-  TUV  : Tropospheric Ultraviolet and Visible
Contact : F. Jégou
Site de référence : https://www2.acom.ucar.edu/modeling/tropospheric-ultraviolet-and-visible-tuv-radiation-model

- HSC  :
Chemical Reaction and Equilibrium Software HSC is a commercial model that has been used in the field of volcanology to represent the high-temperature chemistry of the plume-air mixture near-to-vent, that produces radicals that are aerosol precursors and that can act to ‘kickstart’ chemistry cycles in the low-temperature plume.
Contact : Tjarda Roberts
Site de référence : http://www.outotec.com/en/Products--services/HSC-Chemistry/

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