Qu`est-ce qu`un modèle numérique du climat

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Atmosphère
La troposphère : 10 km à partir du sol, dans
laquelle prennent place les phénomènes météo
(vents, nuages, pluies...)
!(voir poster “prévision numérique du temps”).
La prévisibilité est limitée à une dizaine de jours
pour la météo, mais “la moyenne du temps” = le
climat, est largement prévisible.
Le transport d’eau et d’énergie dans l’atmosphère
est un des principaux mécanismes du climat. Le
rôle de l’atmosphère est complexe : rayonnement
solaire et infrarouge (= chaleur), nuages, etc...
Rôle dans les changements climatiques :
“L’effet de serre” est d’abord naturel ; sans lui, la
terre serait plus froide d’environ 33 degrés. Il est
dû à des gaz présents en faible quantité, qui
“piègent” la chaleur dans l’atmosphère.
Les activités humaines ont augmenté les
concentrations de gaz à effet de serre, surtout le
dioxyde de carbone et le méthane.
La vapeur d’eau est le gaz à effet de serre dont la
contribution est la plus importante. Sa quantité
n’est pas directement liée aux activités humaines,
mais elle augmente à cause de l’élévation de
température, ce qui accroît les changements
climatiques.
Océans
Les océans couvrent 70% de la surface de notre
planète (et contiennent 97% de l'eau totale).
Ils stockent et transportent une quantité importante
d'énergie.
La circulation océanique est induite par le vent ou
par les différences de densité causées par des
contrastes de température et/ou de salinité
(circulation thermohaline).
Rôle dans les changements climatiques :
Le rôle des océans est primordial dans le cycle du
carbone, lequel influence la concentration
atmosphérique en CO2.
L’inertie thermique des océans a un effet de
ralentissement des changements climatiques.
Toutefois, des changements dans la circulation
océanique peuvent aussi accroître les changements
climatiques (voir poster “changements climatiques abrupts”).
Qu’est-ce que le “climat” ?
Le climat est la moyenne du temps sur une longue période. Plus
précisément, le climat peut être défini comme"une description statistique
(en termes de moyenne et de variabilité) d’une série de paramètres
pertinents comme la température, les précipitations ou les courants marins,
mesurés sur une longue période (habituellement"30 ans).
Qu’est-ce qu’un modèle numérique du climat ?
Partie I : Les composantes du système climatique
Végétation et sols
Ils jouent un rôle important dans la transmission à
l’atmosphère de l’énergie reçue du soleil, soit
directement sous forme de chaleur, soit par
évaporation d’eau en surface.
Rôle dans les changements climatiques :
La plus ou moins grande présence d’eau dans le sol
influence la température, en lien avec l’évaporation de
l’eau.
La vie marine et terrestre à un impact majeur sur la
composition de l’atmosphère. La photosynthèse
stocke d’importantes quantités de carbone dans les
les forêts. Mais la matière végétale relâche du
méthane et du carbone... Les flux de carbone dans le
système terrestre sont très complexes.
Calottes de glace
Les calottes sont formées à partir de neige, donc
d'eau douce (2% de l'eau totale sur Terre),
principalement sur le Groenland et l'Antarctique.
Rôle dans les changements climatiques :
Les calottes de glace possèdent un pouvoir
réfléchissant important (albedo). Au Groenland, ce
pouvoir réfléchissant baisse avec le retrait (fonte) de la
calotte, ce qui contribue à accroître les changements
climatiques.
La fonte ou l’accroissement du volume des calottes
peut engendrer un changement important du niveau
de la mer.
La fonte des calottes rejette de l’eau douce à la
surface de l'océan, ce qui pourrait à terme affaiblir voir
arrêter la circulation océanique (thermohaline).
Glace marine
La glace de mer provient de la congélation
de l'eau de mer.
Elle recouvre en moyenne 7% des océans
du globe terrestre (Arctique et Antarctique),
avec de fortes variations saisonnières.
Rôle dans les changements climatiques :
La glace de mer joue le rôle de barrière
isolante entre l'océan et l'atmosphère
(contre la chaleur et l’évaporation).
Elle réfléchit fortement le rayonnement
solaire (albedo), donc la perte de glace
amplifie le réchauffement climatique.
Institut d’Astronomie et Géophique G. Lemaître, département de Physique, Université catholique de Louvain
Réalisation : A. de Montety, O. Arzel, X. Fettweis,
S. Legrand, Ph. Marbaix.