The CNRM-CM5.1 global climate model: description and basic evaluation

• Published in: Climate Dynamics
• Main Authors: Voldoire, Aurore, Sanchez-Gomez, Emilia, Salas y Mélia, David, Decharme, B., Cassou, Christophe, Sénési, Stéphane, Valcke, Sophie, Beau, Isabelle, Alias, A., Chevallier, Matthieu, Déqué, Michel, Deshayes, Julie, Douville, Hervé, Fernandez, Élodie, Madec, Gurvan, Maisonnave, Éric, Moine, Marie-Pierre, Planton, Serge, Saint-Martin, David, Laval-Szopa, Sophie, Tyteca, Sophie, Alkama, Ramdane, Belamari, Sophie, Braun, Alain, Coquart, Laure, Chauvin, Fabrice
• Other Authors: Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique (CERFACS), Météo-France, Laboratoire de physique des océans (LPO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement Gif-sur-Yvette (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Modélisation du climat (CLIM), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2013
• Subjects: GCM; CMIP5; Global climate modelling; [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph]; [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph]; [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes; Sea ice
• Online Access: https://hal.science/hal-00833024; https://hal.science/hal-00833024/document; https://hal.science/hal-00833024/file/Voldoire2013_Article_TheCNRM-CM51GlobalClimateModel.pdf; https://doi.org/10.1007/S00382-011-1259-Y

International audience A new version of the general circulation model CNRM-CM has been developed jointly by CNRM-GAME (Centre National de Recherches Météorologiques--Groupe d'études de l'Atmosphère Météorologique) and Cerfacs (Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée) in order to contribute to phase 5 of the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5). The purpose of the study is to describe its main features and to provide a preliminary assessment of its mean climatology. CNRM-CM5.1 includes the atmospheric model ARPEGE-Climat (v5.2), the ocean model NEMO (v3.2), the land surface scheme ISBA and the sea ice model GELATO (v5) coupled through the OASIS (v3) system. The main improvements since CMIP3 are the following. Horizontal resolution has been increased both in the atmosphere (from 2.8° to 1.4°) and in the ocean (from 2° to 1°). The dynamical core of the atmospheric component has been revised. A new radiation scheme has been introduced and the treatments of tropospheric and stratospheric aerosols have been improved. Particular care has been devoted to ensure mass/water conservation in the atmospheric component. The land surface scheme ISBA has been externalised from the atmospheric model through the SURFEX platform and includes new developments such as a parameterization of sub-grid hydrology, a new freezing scheme and a new bulk parameterisation for ocean surface fluxes. The ocean model is based on the state-of-the-art version of NEMO, which has greatly progressed since the OPA8.0 version used in the CMIP3 version of CNRM-CM. Finally, the coupling between the different components through OASIS has also received a particular attention to avoid energy loss and spurious drifts. These developments generally lead to a more realistic representation of the mean recent climate and to a reduction of drifts in a preindustrial integration. The large-scale dynamics is generally improved both in the atmosphere and in the ocean, and the bias in mean surface temperature is clearly reduced. However, some ...