Geophysical flows under location uncertainty, Part II Quasi-geostrophy and efficient ensemble spreading - Inria - Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique Accéder directement au contenu
Pré-Publication, Document De Travail Année : 2016

Geophysical flows under location uncertainty, Part II Quasi-geostrophy and efficient ensemble spreading

Résumé

Models under location uncertainty are derived assuming that a component of the velocity is uncorrelated in time. The material derivative is accordingly modified to include an advection correction, inhomogeneous and anisotropic diffusion terms and a multiplicative noise contribution. In this paper, simplified geophysical dynamics are derived from a Boussinesq model under location uncertainty. Invoking usual scaling approximations and a moderate influence of the subgrid terms, stochastic formulations are obtained for the stratified Quasi-Geostrophy (QG) and the Surface Quasi-Geostrophy (SQG) models. Based on numerical simulations, benefits of the proposed stochastic formalism are demonstrated. A single realization of models under location uncertainty can restore small-scale structures. An ensemble of realizations further helps to assess model error prediction and outperforms perturbed deterministic models by one order of magnitude. Such a high uncertainty quantification skill is of primary interests for assimilation ensemble methods. MATLAB code examples are available online.
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Dates et versions

hal-01391476 , version 1 (03-11-2016)
hal-01391476 , version 2 (04-11-2016)
hal-01391476 , version 3 (10-03-2017)

Identifiants

  • HAL Id : hal-01391476 , version 2

Citer

Valentin Resseguier, Etienne Mémin, Bertrand Chapron. Geophysical flows under location uncertainty, Part II Quasi-geostrophy and efficient ensemble spreading. 2016. ⟨hal-01391476v2⟩

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