La représentation des surfaces continentales est également encore une source de limitations importante du
réalisme des modèles. Même si de nombreuses avancées dans ce domaine ont été réalisées ces dernières
années, la représentation de nombreux processus reste à améliorer. Au niveau biophysique il est important
de mieux représenter l’hydrologie dans les sols ainsi que le routage de l’eau en surface en en sous sol. La
thermodynamique doit être également améliorée par une représentation plus explicite des processus à
l’intérieur de la canopée. Le rôle des cycles biogéochimiques sur le climat est fondamental. L’amélioration
de la représentation des ces processus reste donc un enjeu majeur pour les années à venir. On peut noter en
particulier les processus biogéochimiques dans les sols ainsi qu’une représentation du cycle de l’azote.
Absent de la plupart des modèles, il est pourtant fondamental de par ces interactions avec le cycle du
carbone et de l’eau mais également par son rôle à la fois sur les gaz à effet de serre (e.g le N2O) et sur la
chimie atmosphérique (e.g NOx). La prise en compte la dynamique de l’utilisation des sols et des pratiques
culturales ainsi que de l’irrigation est également essentielle quand on s’attaque au changement climatique
futur. Pour finir, un enjeu majeur pour l’amélioration des processus de surface reste la représentation de
l’hétérogénéité sous maille que ce soit au niveau des processus ou de la desagrégation/agrégation des
champs échangés à l’interface.
chimie ...
Chimie rapide/hétérogène. La prise en compte de la chimie (homogène et hétérogène)et de la
microphysique des aérosols et de l’interaction aérosols-nuages dans l'atmosphère ou de la bio-géochimie
dans l'océan est également un des enjeux à la fois pour l'étude des variations du climat et des cycles mais
aussi pour toutes les applications relatives à la qualité du milieu. A noter que certaines composantes comme
la bio-géochimie marine sous la couche mélangée sont pour l'essentiel encore inconnues. Dynamique des
écosystèmes marins et terrestres. Effets directs/indirects, aérosols, DMS.
A3 – De la recherche amont sur la modélisation des processus.
La consolidation et l'amélioration du réalisme des modèles passe donc par un travail de fond sur la
compréhension de ces processus et sur leur représentation dans les modèles intégrés. Or, ce travail amont
est rarement mis en avant dans les grands programmes internationaux comme ENSEMBLES ou GMES qui
mettent l'accent en général sur l'utilisation de ces modèles pour une problématique appliquée (prévision
saisonnière, prévision du changement climatique, ...). A noter cependant que le programme AMMA,
largement soutenu par l'INSU, fait lui une large part à l'amélioration de la modélisation des processus
atmosphériques et océaniques mais en en se focalisant sur une zone atelier particulière.
Pour que des réels progrès puissent être réalisés, il est de première importance de soutenir, en marge de ces
grands programmes appliqués, une recherche de pointe sur l'amélioration de la représentation des processus
physiques et dynamiques dans les modèles intégrés, en favorisant, quand c'est possible et profitable, les
échanges entre les différents types de modèles, le test sur différentes configurations des mêmes
paramétrisations, etc ... Il est par exemple important d'encourager les dynamiques créées récemment et qui
visent à tester les mêmes paramétrisations dans différents modèles atmosphériques existant dans la
communauté nationale (ARPEGE-climat, ARPEGE-Prévision, méso-NH, AROME, ALARO, LMDZ), ou,
dans un même modèle, à la fois pour le climat et couplées à la chimie (voire sur d'autres planètes). Nous
sommes à une période particulière où l'arrivée à maturité de plusieurs outils dans la communauté nationale,
au terme de lourds investissements de développement, doit permettre de revenir plus sereinement sur le
contenu des modèles et de conduire à de réelles avancées dans ce domaine. Ces développements pourront
également s'appuyer dans les prochaines années sur l'arrivée de satellites de nouvelle génération
(géostationnaires à haute résolution, satellites défilants avec télédétection active, ...), la production en
routine d'observations in-situ et de télédétection par des observatoires de surface (type SIRTA) et les
campagnes d'observation intégrées comme AMMA.
Cela passe aussi par le soutien de profils de chercheurs qui travaillent sur les processus et cherchent à
definir des paramétrisations utilisable dans les modèles globaux
B - Problèmes scientifiques : angles d'attaque, méthodologie
B1 – Le triptyque observation in-situ, modélisation explicite, paramétrisation