De l`évaluation des modèles climatiques à la confiance dans les

De l'évaluation des modèles climatiques à
la confiance dans les projections climatiques
Sandrine Bony
Directrice de Recherche au CNRS
LMD/IPSL, Paris (bo[email protected])
Projections de
réchauffement climatique
(15 modèles, 3 scénarios)
La Science des perturbations anthropiques, 10 Nov 2011
Réchauffement global en cours ..
- sollicitation croissante pour informer la société
(adaptation, mitigation)
→“Actionable Science” is needed,
i.e. sufficiently predictive, accepted and understandable
to support decision-making“ (David Behar, 2011)
- défi pour la communauté scientifique : anticiper l'évolution
du climat à court terme (décennal) et à long terme
Quelle confiance dans :
→les capacités prédictives des modèles?
→les projections de changement climatique ?

Qu'est-ce qu'une simulation climatique ?
Simulation climatique :
- conditions aux limites (e.g. relief, orbite,
constante solaire, CO2)
- processus physiques de petite échelle :
rayonnement, turbulence, convection,
nuages, etc (paramétrisations)
- circulation de grande échelle
(équations de la mécanique des fluides)
- lois de conservation de la physique
(masse, énergie, quantité de mouvement..)
- discrétisation spatiale et temporelle :
* maillage (qq dizaines à centaines de km)
* initialisation (t=0) puis pas de temps quelques minutes
→ Evolution dans le temps et l'espace de variables géophysiques (vent, humidité, température, pluie, glace de mer...)
Propriétés émergentes du système
(résultat des interactions entre physique, dynamique et conditions aux limites) :
→ distribution géographique des différents “climats” à la surface de la Terre
→ modes de variabilité naturelle
→ réponse à des perturbations externes d'origine naturelle ou anthropique

Evaluation des capacité prédictives
des modèles de climat
Comparaison entre simulations et observations à plusieurs niveaux :
- processus physiques
→ évaluation du réalisme de la représentation des processus individuels et de leurs interactions
e.g. transfert radiatif dans l'atmosphère, cycle diurne de la pluie et des orages au Sahel
- “climatologie”
→ distribution géographique moyenne d'un grand nombre de variables géophysiques
e.g. cartes de pluie, nuages, vents, température, humidité, glace de mer, courants océaniques
- modes de variabilités et phénomènes climatiques
e.g. ondes tropicales, moussons, oscillations naturelles (MJO, ENSO, PDO, NAO..)
- réponse du climat à des perturbations naturelles
e.g. éruptions volcaniques (Pinatubo), variations de l'orbite terrestre (paléo-climats)

Observations utilisées pour évaluer les modèles
Grande diversité
d'observations spatiales
Campagnes de terrain, observations in-situ (sol, aéroportées..)

Précipitations
Observations
(satellite + in-situ)
Modèles analysés
dans le 4ème rapport
du GIEC