L`atmosphère (2): le climat perturbé

L’atmosphère (2): le climat perturbé Hervé le Treut (Ins=tut Pierre Simon Laplace) Ecole Théma=que Michael Ghil La Rochelle 2011 L’atmosphère (2): le climat perturbé
• Une situation particulière:
- Des perturbations petites par rapport à ce que l’on sait
mesurer, grande par rapport aux équilibres préindustriels
apparents
- Des processus « physiques » complexes sur lesquels les
progrès à venir sont incertains
- Des aspects locaux difficiles à déterminer sans référence
aux aspects dynamiques
A comparison with recent effects
Mann, IPCC,
2001
Deux éléments de forçage:
- la rotation de la Terre
- les échanges radiatifs avec l’espace
Principaux constituants atmosphériques contribuant à
l’effet de serre
Time integration of the
radiative forcing
associated to the
anthropogenic emissions
of year 2000:
for a 100-year horizon,
or a 20-year horizon
IPCC, WG1, 2007
Greenhouse effect also impacts the vertical distribution of
temperatures
Z
zfin
zinit
T*
T
Examples
of signals
20th
century
response
to forcing
simulated
by PCM
Fig. 9.1
Solar
Volcanic
GHGs
Ozone
Direct SO4 aerosol
All
A first lasting problem
Uncertainty is largely associated with some
key feedbacks
…. and a few more (soil mositure, state of vegetation, …)
Modèle de « processus »:
Données de campagnes
(in situ, satellitaires)
LES
Nuages
Modèles fonctionnels de végétation
Modèles radiatifs ligne à ligne
….
Etudes en laboratoire
Mesures à grande échelle
Réanalyses, données
satellitaires
EVALUATION
(AMIP, CMIP, …)
Systématique depuis 1990
Modèles « réalistes »:
Couplés / Atmosphère seule
Equations primitives / Equations simplifiées
Résolution variable
Des équations basées sur l’observation de processus de
échelle, souvent complexes
Rétroaction de la vapeur d’eau
• Un exemple de débat interne à la communauté scientifique
- Consensus « rapide » (1er rapport du GIEC)
- Consensus « argumenté » (3ème rapport du GIEC)
Des implications considérables
Tropical areas offer a strong contrast between temperature
distributions which are rather uniforme, while humidity may
vary drastically
Runaway greenhouse effect
Ide, Le Treut, Li and Ghil,
Climate Dynamics, 2001
IPSL (2L22)
ERBE
Illustration des 6 satellites composant l'A-train.
De gauche à droite :
Aura, Parasol, Calipso, Cloudsat, Aqua, OCO.
Crédits : CNES octobre 2004, illustration P. Carril
Rôle de la dynamique
• Fluctuations possibles des cellules de Hadley
• L’influence du changement climatique sur des « modes »
naturels (et observés)
Forçage
radiatif des
nuages : LW
IPSL CM4.1
Cycle saisonnier
(2°N-2°S)
Reynolds
(b) Hadley Circulation Strength JJA
30
qJJA 1010 kg/s
25
20
15
10
5
0
cccma cnrm gfdl_0 gfdl_1 giss_h giss_r iap
inm
ipsl miroc_m mpi
AR4 Models
Gastineau, Le Treut, Li,
2008
mri ncar_c ncar_p
A second lasting problems: Precipitation changes
A2
CNRM
IPSL
R-2
R-1
The dynamic link between two cells determines specific scales
(Bellon, Ghil, Le Treut, GRL, 2006)
Conclusion
• Traitement de l’incertitude:
- Une part probablement intrinsèque
- Une part réductible
- Quelle attente réelle?
IPCC, WG2