Présentation de l’IPSL au TGCC 4 décembre 2012 Plan • • • • • • • • Présentation rapide du système climatique Le contexte international, Européen et Français Présentation de l’IPSL Présentation du pôle de modélisation Organisation Modèle couplé IPSL-CM5 Chaîne de calcul Quelques figures de résultats Le système climatique IPCC, 2007 Quels changements ont eu lieu? Dans quelle mesure comprenons-nous les climats passé et présent? Observations directes/indirectes : Quels changements pourront se produire? Simulations : •Variation naturelle •Forçages •Climat global •Climat régional •Évènements à fort impact •Stabilisation •Températures •Précipitations •Couverture de glace ou de neige •Niveau des océans •Circulation •Extrêmes Observations versus Simulations Temps : Périodes paléo et instrumentées Le Présent Le Futur IPCC, 2001 800 000 ans : Nature 14/5/2008 Cycle de Milankovitch Schéma des variations de l’orbite terrestre (cycles de Milankovitch), engendrant les cycles glaciaires. ‘T’ modification de l’orientation (de l’inclinaison) de l’axe de la Terre ; ‘E’ - modifications de l’excentricité de l’orbite (dues aux variations du petit axe de l’ellipse) ; et -’P’- précession, c.à.d. modifications au niveau de l’orientation de l’inclinaison de l’axe par rapport à un point donné de l’orbite. IPCC, 2007 http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/ Les gaz à effet de serre Concentrations atmosphériques des principaux gaz à effet de serre depuis 2.000 ans. Leur augmentation depuis l’ère industrielle (vers1750) est d’origine humaine. Les unités de concentration sont exprimés en parts par million (ppm) ou en parts par milliard (ppb), elles indiquent le nombre de molécules de gaz à effet de serre dans un échantillon atmosphérique donné par million ou milliard de molécules d’air. IPCC, 2007 Températures continentales Les modèles de climat • Des équations • Numérisation • Programmes informatiques • Calculateurs • Résultats • Confrontation aux observations • Projections sur le futur Plan • Présentation rapide du système climatique • Le contexte international, Européen et Français • Présentation de l’IPSL • Présentation du pôle de modélisation • Organisation • Modèle couplé IPSL-CM5 • Chaîne de calcul • Quelques figures de résultats Organisations mondiales • L’Organisation Météorologique Mondiale – Programmes : • World Climate Research Programme (WCRP), … • Groupes de travail : – Working Group on Coupled Modelling (WGCM) – Working Group on Numerical Experimentation (WGNE), … • Coupled Model Intercomparison Project : CMIP Pas d’argent mais une structure de coopération internationale Organisations mondiales • L’OMM et le Programme pour l’Environnement des Nations Unies : En 1988 : Création du GIEC : Groupe d’experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat – Publication de rapports d’évaluation des connaissances tous les 5-6 ans : • 1990, 1995, 2001, 2007, ... 2013 • Conférences internationales : – Durban ces jours-ci, – Suite du protocole de Kyoto au delà de 2012 Organisations mondiales • 2010 : G8 Research Councils Initiative on Multilateral Research Funding : Interdisciplinary Program on Application Software towards Exascale Computing for Global Scale Issues • 2 projets avec IPSL : – ICOMEX : cœurs dynamiques – Ex@rch : données • Financement par ANR Niveau Européen • ENES – European Network for Earth System modeling – isENES1 (2007-2013) , isENES2(2013-2017) – Rapport de prospective – Voir exposé S Joussaume SuperComputing 2012 • Nombreux projets scientifiques FP7 • Prace : soutien mutuel, participation au Scientific Use Cases Niveau Français • Institut National des Sciences de l’Univers (INSU) : coordination inter-organismes – CNRS, CEA, Météo France , Universités, … • MissTerre : – coordination IPSL, CERFACS, M France • Conférence de presse février 2012 : Voir :https://www.ipsl.fr/Actualites/Actualitesscientifiques/Changement-climatique-lesnouvelles-simulations-francaises-pour-leprochain-rapport-du-GIEC • Nombreux projets ANR Plan • • • • • • • • Présentation rapide du système climatique Le contexte international, Européen et Français Présentation de l’IPSL Présentation du pôle de modélisation Organisation Modèle couplé IPSL-CM5 Chaîne de calcul Quelques figures de résultats Institut Pierre Simon Laplace Fédération de 6 laboratoires, liée à 3 Observatoires des Sciences de l’Univers : – Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS) , – Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA) , – Laboratoire de Météorologie Dynamique (LMD) , – Laboratoire d’Océanographie et du Climat : Expérimentation et Approches Numériques (LOCEAN), – Laboratoire de Physique Moléculaire pour l'Atmosphère et l'Astrophysique (LPMAA), – Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE) • 10 tutelles – Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS : INSU et INEE), – Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 – Université Versailles Saint-Quentin en Yvelines – Commissariat à l’Energie Atomique (CEA) – Institut de Recherche et Développement (IRD) – Ecole Normale Supérieure – Ecole Polytechnique – Centre National d’Etudes Spatiales (CNES). – Université Denis Diderot – Paris 7 – Université Paris 12 Val de Marne • Les laboratoires et les tutelles THEMES SCIENTIFIQUES ET APPROCHES ENVIRONNEMENT GLOBAL DE LA TERRE ET ENVIRONNEMENTS PLANETAIRES (passé, présent et évolution future aux échelles locales, régionales et globales) • climat • composition chimique (phénomènes naturels et anthropiques) • interactions • ionosphère-magnétosphère • planétologie EXPERIENCE, THEORIE, MODELISATION • expériences (sol, avions, ballons, bateaux, satellites) • observatoires permanents • modélisation (processus, simulation numérique) Plan • • • • • • • • Présentation rapide du système climatique Le contexte international, Européen et Français Présentation de l’IPSL Présentation du pôle de modélisation Organisation Modèle couplé IPSL-CM5 Chaîne de calcul Quelques figures de résultats Le pôle de modélisation du climat • • • • • 80 personnes, coordinateur Jean-Louis Dufresne, dir adj IPSL Missions : – Fédérer les études multidisciplinaires (scientifiques ou techniques) faisant intervenir les composantes du modèle de l'IPSL – Identifier et coordonner les simulations de référence – Fédérer et rationaliser les moyens, les développements techniques Le modèle climat IPSL – Animation scientifique Modèle climat : – Atmosphère – Océan et glace de mer – Surfaces continentales – Cycle du carbone – Chimie IPSLCM5 Earth System Model 27 Organisation Resp: J-L Dufresne; Bureau: L. Bopp, MA Foujols, J. Mignot Comité de pilotage Modeling platform (IPSL-ESM) Arnaud Caubel (LSCE) - Marie-Alice Foujols (IPSL) Atmospheric and surface physics and dynamics (LMDZ) Frédéric Hourdin (LMD) - Laurent Fairhead (LMD) Ocean and sea ice physics and dynamics (NEMO, LIM) C Ethé (IPSL) - Claire Lévy - Gurvan Madec (LOCEAN) Atmosphere and ocean interactions (IPSL-CM, Current and future climate changes Jean-Louis Dufresne(LMD) - Olivier Boucher (LMD) Paleoclimate and last millennium Pascale Braconnot - Masa Kageyama (LSCE) “Near-term” prediction (seasonal to decadal) different resolutions) Sébastien Masson (LOCEAN) - Olivier Marti (LSCE) Eric Guilyardi (LOCEAN) - Juliette Mignot (LOCEAN) Atmospheric chemistry and aerosols (INCA, Robert Vautard (LSCE), Laurent Li (LMD) Regional climates INCA_aer, Reprobus) Anne Cozic (LSCE) - M. Marchand (LATMOS) Biogeochemical cycles (PISCES) Laurent Bopp (LSCE) - Patricia Cadule (IPSL) Continental processes (ORCHIDEE) Philippe Peylin (LSCE) - Josefine Ghattas (IPSL) Data Archive and Access Requirements Sébastien Denvil (IPSL) - Karim Ramage (IPSL) Evaluation of the models, present-day and future climate change analysis Sandrine Bony (LMD) - Patricia Cadule (IPSL) Marion Marchand (LATMOS) - Juliette Mignot (LOCEAN) Groupe de travail Plate-forme coordination M-A. Foujols, A. Caubel • Ancien nom ESCI : Equipe Système Climat IPSL • 40 personnes ( 15 régulières ) • Missions : – Organiser les développements techniques en accord avec les activités scientifiques du pôle – Assurer le lien et la cohérence des développements entre les différentes composantes et le modèle couplé IPSLCM5 – Support aux utilisateurs des modèles, liste entraide : [email protected] – Documentation – Animation technique, formations – Veille technologique • Organisation : 1 réunion/mois (Jussieu et LSCE) • liste interne : [email protected] forge.ipsl.jussieu.fr/igcmg Environnement Récupération de la configuration Visualisation/comparaison des résultats IOserver Serveurs CVS/SVN Assemblage du modèle Modipsl Accés aux résultats Compilation LibIGCM Support Formation Machines Description d’une expérience Soumission/Exécution Documentation Plan • • • • • • • • Présentation rapide du système climatique Le contexte international, Européen et Français Présentation de l’IPSL Présentation du pôle de modélisation Organisation Modèle couplé IPSL-CM5 Chaîne de calcul Quelques figures de résultats Le modèle climat de l’IPSL : IPSLCM5 IPSL Les grilles horizontales Atmosphère et surf. continentale 19 vert. levels (LMDZ - ORCHIDEE) coupleur (OASIS) Résolutions: Atm: 3.75°x2.5° (~350 km) Oce: 2°x2° reserré à l’équateur Océan et glace de mer (ORCA-LIM) Petit rappel historique 2004 – IPCC/AR4, paléo, land use, … Cycle du carbone : Stomate (ORCHIDEE) et PISCES (OPA) IPSLCM4_v1 IPSLCM4_LOOP 2007 Parallélisme MPI LMDZ-ORCHIDEE IPSLCM4_v2 Scripts libIGCM Chimie - Aérosols NEMO : physique validée, ajout PISCES IPSL_ESM_V1 IPSLCM5_vx Forcages INCA, REPROBUS Juin 2010 Décembre 2011 : en routine sur titane/vargas IPSLCM5A Nouvel exercice GIEC 2010-2011 Simulations centennales proposées par CMIP5 pour la préparation du 5e rapport du GIEC Évolution du climat au 20e siècle Thématiques d'intérêt pour l'IPSL Paléoclimats Climat-carbone Évolution du climat au 21e siècle Estimation des forçages radiatifs ( C4MIP, P. Friedlingstein) Nuages (CFMIP, S. Bony) Paléoclimat (PMIP P. Braconnot) Aérosols (AEROCOM, M. Schultz) Emissions (GEIA, C. Granier) Ozone (CCMVal, S. Bekki) Sensibilité climatique et rétroactions des nuages Chimie et aérosols Couplage climat-carbone Modèles de l'IPSL pour CMIP5 LMDZ-ORCHIDEE-ORCA-LIM-PISCES-INCA-REPROBUS-OASIS IPSL-CM5A Modèle intégré du système Terre (ESM) IPSL-CM5A-LR Basse résolution atm: 3.75°x2°L39 oce: 2° L31 IPSL-CM5A-MR Moyenne résolution atm: 2.5°x1.25°L39 oce: 2° L31 IPSL-CM5B Idem IPSL-CM5A, avec modèle atmosphérique LMDZ5B IPSL-CM5B-LR Basse résolution atm: 3.75°x2°L39 oce: 2° L31 Production SX9 et autres machines 2009-2011 2009 SX9 2010 2011 4 procsmois 100% cesium 80% ? titane 32 procsmois 4% brodie 5% vargas 2 procsmois 32 procsmois 3% 54 logins (dont 20 SX9) réglage État initial CMIP5 Mois simulés Chimie-aérosls Arrivée SX9 Publication sur ESG Changement Date limite stockage publications TGCC articles GIEC Passage des jobs sur curie et mercure v5.historicalCMR4 Curie 53 procs 82 jours : 2 ans/jour 8/8 -> 30/10 v5.historicalMR1 Mercure 8 procs 42 jours : 4 ans/jour 27/6-> 8/8 Aujourd'hui : • Composantes seules : parallélisme MPI et mixte MPI/OpenMP utilisation de fichiers de forçages • Couplé ou MPMD : 3 composantes au moins : coupleur, atmosphère, océan chacune MPI ou MPI/OpenMP avec nombre différent de tâches les serveurs d'IO ajout des composantes imbriquées : 5 exécutables ajout OpenMP en routine • Codes écrits en Fortran, sauf exception • Beaucoup de sorties NetcDF librairie IOIPSL serveur : XIOS : en attaché/détaché • Grand challenge au CINES, SGI, > 2000 procs • Couplé LMDZ 1/3°- OASIS -NEMO 1/4° Evolutions : • • • • • Physique : nouvelle physique LMDZ Plus de résolutions, Pulsation et S Masson Des ensembles, S Denvil tests actuels Des simulations plus longues, P Braconnot Des modèles plus complexes à bon escient: ajout de la chimie A Cozic • Plus grand nombre de processeurs : cœur dynamique de LMDZ sur grille icosaédrique, Y Meurdesoif • Optimisations des IO, XIOS, Y Meurdesoif • de l'ensemble de la chaine: modipsl/libIGCM, ... Contraintes ressources calcul, données, réseau Quelques Enjeux pour les simulations climatiques Des questions de plus en plus précises impliquant : de nombreuses échelles de temps et d’espace (global au local, quelques années à quelques décennies) Evolution des caractéristiques de la météorologies et de la variabilité climatique (heure à décennale) Couplages entre le climat et les cycles biogéochimiques (gaz à effet de serre, aérosols, cycle du carbone, utilisation des terres,…) GIEC (simulations coordonnées) : Ensembles de projections climatiques suivant Ensembles différents scénarios socioéconomiques Complexité À 3° de résolution : 380 cœurs pendant 2 ans (exercice actuel) À 2° de résolution : 840 cœurs pendant 2 ans (exercice en cours) À 1/3° de résolution : 500000 cœurs pendant 2 ans (à venir?) Plan • • • • • • • • Présentation rapide du système climatique Le contexte international, Européen et Français Présentation de l’IPSL Présentation du pôle de modélisation Organisation Modèle couplé IPSL-CM5 Chaîne de calcul Quelques figures de résultats Le modèle climat de l’IPSL Définition : plateforme qui permet, sur les centres de calcul usuels : • de récupérer des configurations de référence • de compiler : – les sources des différentes composantes – les interfaces de couplage (océan-atmosphère) et le coupleur • de réaliser une expérience type fournie (y compris fichiers entrée), • de suivre son exécution, • de produire et stocker des résultats bruts, • de produire, stocker et rendre accessible des ATLAS et analyses systématiques Récupérer, compiler et lancer une configuration 1. Accès à MODIPSL svn co http://forge.ipsl.jussieu.fr/igcmg/svn/modipsl/trunk modipsl 2. Accès à IPSLCM5A cd modipsl/util ; ./model IPSLCM5A 3. Installation des Makefiles cd modipsl/util ; ./ins_make 4. Compilation cd modipsl/config/IPSLCM5A ; gmake + resolution choisie 5. Installation de l’expérience type (et post-traitements) Modifier «JobName» dans ../config/IPSLCM5A/EXP00/config.card cd modipsl/util ; ./ins_job 6. Soumission du Job de lancement cd modipsl/config/IPSLCM5A/EXP00; qsub Job_JobName Frontale Connexion IPSL Gestion des sources des composantes Serveur cvs/svn Connexion Frontale Récupération de la configuration Modipsl Compilation Ensemble de scripts qui va permettre de faire ces étapes sur un ensemble de machines. IPSL Gestion des sources des composantes Serveur cvs/svn Connexion Frontale Récupération de la configuration Modipsl Compilation Description de la simulation Choix des réglages physiques Exécution/ lancement du run ensemble de scripts de lancement de simulation et de post-traitement …modulaires et portables LibIGCM IPSL Gestion des sources des composantes Serveur cvs/svn Connexion Frontale Récupération de la configuration Modipsl Compilation Description de la simulation Choix des réglages physiques LibIGCM Calcul Exécution/ lancement du run LibIGCM Script de référence : AA_Job PeriodLength Schéma de la librairie de scripts libIGCM EXP00 EXP00/COMP Simulations avec libIGCM : les options create_ts monitoring create_se atlas Job_EXP00 rebuild online RebuildFrequency=NONE, PackFrequency=NONE(ou absent), mode « DEBUG » ou « TEST » Job_EXP00 create_ts monitoring create_se atlas rebuild RebuildFrequency=1Y, PackFrequency=NONE, mode « Sans pack » (IDRIS) rebuild Job_EXP00 pack_restart pack_debug pack_output create_ts monitoring create_se atlas RebuildFrequency=1Y, PackFrequency=1Y, mode « Avec pack » (CCRT-TGCC) Calcul mercure SX9, titane, curie Job_EXP00 Job_EXP00 Job_EXP00 PeriodLength PeriodLength PeriodLength $SCRATCHDIR PackFrequency Post RebuildFrequency pack_restart pack_debug rebuild mercure , titane, curie $SCRATCHDIR/IGCM_OUT $CCCSTOREDIR Post PackFrequency pack_output pack_output mercure , titane, curie $CCCSTOREDIR/IGCM_OUT SeasonalFrequency TimeSeriesFrequency create_se monitoring atlas Post create_ts $CCCSTOREDIR/IGCM_OUT/… dods/work mercure , titane, curie Calcul mercure SX9, titane, curie Job_EXP00 PeriodLength Job_EXP00 Job_EXP00 PeriodLength PeriodLength $SCRATCHDIR PackFrequency Post RebuildFrequency rebuild pack_restart pack_debug mercure , titane, curie $SCRATCHDIR $CCCSTOREDIR Post PackFrequency pack_output mercure , titane, curie $CCCSTOREDIR Calcul mercure SX9, titane, curie Job_EXP00 Job_EXP00 Job_EXP00 PeriodLength PeriodLength PeriodLength $SCRATCHDIR/IGCM_OUT PackFrequency Post RebuildFrequency pack_restart pack_debug rebuild tar mercure , titane, curie $SCRATCHDIR $CCCSTOREDIR/IGCM_OUT Post PackFrequency pack_output ncrcat mercure , titane, curie $CCCSTOREDIR Machine de post-traitement … … Calcul Nombre de fichiers : historical Sans Pack Output (ncrcat) Pack 1 an Pack 5 ans 59 904 4 992 1 000 Analyse TS 1 700 1 700 1 700 Analyse SE 255 255 255 Restart (tar) 16 848 156 32 Debug (tar) 20 592 156 32 3 3 3 MONITORING (work) 400 0 0 ATLAS (work) 19 400 0 0 121 000 7 262 3 019 Exe TOTAUX Les outils : MODIPSL, IOIPSL, Rebuild et IOserver • Modipsl : outil d’extraction, de préparation en fonction de la machine, de compilation des modèles pour créer les exécutables. Introduction – FAQ : http://forge.ipsl.jussieu.fr/igcmg/wiki/platform/documentation • IOIPSL : librairie commune qui gère les Entrées-Sorties (fichiers de sorties, restarts) au format NetCDF dans les modèles de l’IPSL. • Rebuild : outil pour recombiner les fichiers créés par sous-domaine, tourne maintenant sur les frontales, en asynchrone • IOserver : outil gérant les Entrées/Sorties, piloté par fichier xml, capable de tourner en mode asynchrone sur 1 ou plusieurs procs. Outils NCO/netCDF R netcdf/3.6.3 + 4 hdf5 udunits ferret netpbm imagemagick tetex-latex CDO RSYNC NCAR NCL VTK Subversion et accès non filtrés aux serveurs cvs/svn Paraview gnuplot Firefox gs Plan • • • • • • • • Présentation rapide du système climatique Le contexte international, Européen et Français Présentation de l’IPSL Présentation du pôle de modélisation Organisation Modèle couplé IPSL-CM5 Chaîne de calcul Quelques figures de résultats Merci pour votre attention! Calcul mercure SX9, titane, curie Job_EXP00 PeriodLength Job_EXP00 Job_EXP00 PeriodLength PeriodLength $SCRATCHDIR PackFrequency Post RebuildFrequency rebuild pack_restart pack_debug mercure , titane, curie $SCRATCHDIR $CCCSTOREDIR Post PackFrequency pack_output mercure , titane, curie $CCCSTOREDIR Calcul mercure SX9, titane, curie Job_EXP00 Job_EXP00 Job_EXP00 PeriodLength PeriodLength PeriodLength $SCRATCHDIR/REBUILD Post RebuildFrequency rebuild rebuild PackFrequency pack_restart pack_debug mercure , titane, curie $SCRATCHDIR/IGCM_OUT $DMFDIR $CCCSTOREDIR Calcul mercure SX9, titane, curie Job_EXP00 PeriodLength Job_EXP00 Job_EXP00 PeriodLength PeriodLength $SCRATCHDIR/IGCM_OUT PackFrequency Post RebuildFrequency rebuild pack_restart pack_debug tar mercure , titane, curie $SCRATCHDIR $CCCSTOREDIR/IGCM_OUT Post PackFrequency pack_output mercure , titane, curie $CCCSTOREDIR Calcul mercure SX9, titane, curie Job_EXP00 Job_EXP00 Job_EXP00 PeriodLength PeriodLength PeriodLength $SCRATCHDIR PackFrequency Post RebuildFrequency pack_restart pack_debug rebuild mercure , titane, curie $SCRATCHDIR/IGCM_OUT $CCCSTOREDIR Post PackFrequency pack_output ncrcat mercure , titane, curie $CCCSTOREDIR/IGCM_OUT Post rebuild rebuild mercure , titane, curie $SCRATCHDIR/REBUILD PackFrequency Post PackFrequency pack_output pack_output mercure , titane, curie $CCCSTOREDIR/IGCM_OUT Post TimeSeriesFrequency create_ts monitoring SeasonalFrequency create_se atlas mercure , titane, curie $CCCSTOREDIR/IGCM_OUT/… dods/store Post rebuild rebuild mercure , titane, curie $SCRATCHDIR/REBUILD PackFrequency Post PackFrequency pack_output pack_output mercure , titane, curie $CCCSTOREDIR/IGCM_OUT Post TimeSeriesFrequency create_ts monitoring SeasonalFrequency create_se atlas mercure , titane, curie $CCCWORKDIR/IGCM_OUT/… dods/work Avant : Arborescence sur DMFDIR/IGCM_OUT IPSLCM5A/DEVT/pdControl JobName ATM OCE MBG Output ICE Analyse TS_DA TS_MO SBG Restart SRF Debug CPL MONITORING SE_2000_2009 SE ATM OCE_[TUVW] ICE DA [HF] MO ATLAS [INS] SRF Maintenant : Arborescence sur CCCSTOREDIR/IGCM_OUT IPSLCM5A/DEVT/pdControl JobName ATM OCE MBG Output Analyse TS_DA DA ICE [HF] TS_MO MO SBG Restart SE [INS] SRF CPL MONITORING ATLAS Debug $CCCWORKDIR/IGCM_OUT Maintenant : Arborescence sur $CCCSTOREDIR/IGCM_OUT IPSLCM5A/DEVT/pdControl JobName ATM OCE MBG Output Analyse TS_DA DA ICE [HF] TS_MO MO SBG Restart SE [INS] SRF Debug CPL RESTART DEBUG Fichiers tarés tar : RESTART/SIMU_deb_fin_restart.tar ATM_SIMU_22690131_restart.nc ATM/Restart/SIMU_fin_restart.nc Prise de conscience du changement climatique IPSL, 2005 Le GIEC (IPCC) • Groupe d’experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat • Mis en place en 1988 par : – l'Organisation Météorologique Mondiale – le Programme pour l'Environnement des Nations Unies • Le rôle du GIEC est d’évaluer de façon impartiale les informations internationales scientifiques, techniques et socio-économiques sur l’évolution du climat. • Représentants des gouvernements et scientifiques • Adoption de certains documents en session plénière (1 pays, 1 voix) • Publication de rapports d’évaluation tous les 5-6 ans : – 1990, 1995, 2001, 2007, ... 2013 Les activités humaines ont-elles déjà influencé le climat ? GIEC 1990 : On ne sait pas GIEC 1995 : Peut-être GIEC 2001 : Probablement (+ 2/3) GIEC 2007 : Très probablement (+ 9/10) L’essentiel de l’accroissement observé sur la température moyenne globale depuis le milieu du 20e siècle est très vraisemblablement dû à l’augmentation observée des gaz à effet de serre anthropiques Prochain rapport en 2013, septembre, Stockholm, draft en cours de revue Jouzel 2007 Les modèles de climat • Des équations • Numérisation • Programmes informatiques • Calculateurs • Résultats • Confrontation aux observations • Projections sur le futur IPSL-CM5 Earth System Model platform Biogeochemistry models Tropo chemistry & aerosols (INCA) Strato. chemistry (Reprobus) Carbon & CO2 (Orchidée, Pisces) Physical models aerosols O3 CO2 other var. ● Atmosphere (LMDZ) ● Land surf. (Orchidée) ● Coupler (OASIS) ● Ocean (Nemo) ● Sea-ice (LIM) Natural and anthropogenic perturbations CO2 emissions Other gas Land use Solar irradiance Volcanic aerosols [Dufresne et al., 2012] Quelques Enjeux pour les simulations climatiques Des questions de plus en plus précises impliquant : de nombreuses échelles de temps et d’espace (global au local, quelques années à quelques décennies) Evolution des caractéristiques de la météorologies et de la variabilité climatique (heure à décennale) Couplages entre le climat et les cycles biogéochimiques (gaz à effet de serre, aérosols, cycle du carbone, utilisation des terres,…) GIEC (simulations coordonnées) : Ensembles de projections climatiques suivant Ensembles différents scénarios socioéconomiques Complexité À 3° de résolution : 380 cœurs pendant 2 ans (exercice actuel) À 2° de résolution : 840 cœurs pendant 2 ans (exercice en cours) À 1/3° de résolution : 500000 cœurs pendant 2 ans (à venir?) MissTERRE « Modélisation Intégrée du SyStème TERRE » Coord. P. Braconnot (IPSL/LSCE) S. Planton (CNRM) > 100 personnes impliquées, environ 35 ETP, ~4Me consolidé/an (avec calcul) Perturbation anthropique et climat : de nombreuses question pour la modélisation du climat Amplitude du réchauffement? Principales rétroactions? Incertitudes liées à la modélisation? Changement climatiques régionaux? Variabilité et événements extrêmes? Risques de rupture? Quels impacts? 2004-2006 AR4 2007-2008 ENSEMBLES 2009-2013 AR5 Une activité de modélisation fortement contrainte par la préparation des rapports du GIEC (AR4,AR5…) Besoin d’une coordination nationale 80 processeurs équivalents NEC SX-8 Calendrier de production sur SX9 – mars 2009 Accès ouvert aux bases de données Enregistrement bases de données