PARTIE 4 | Histoire de la Terre et de l’Univers
essentiellement les variations actuelles du bilan radiatif terrestre. À cette échelle de
temps, la contribution de l’ensoleillement est mineure. Le cycle du Soleil (11 ans)
explique sans doute le ralentissement de l’augmentation de la température observée
dans les années 2010 (figure 13.11).
Les scientifiques peuvent connaître l’origine du carbone excédentaire dans le système
climatique notamment par des analyses isotopiques. Ainsi le forçage principal est la
combustion des énergies fossiles provenant des roches carbonées (voir le chapitre 16),
combinée à la production de ciment (voir le chapitre 17). En second lieu, ce sont
les changements d’utilisation des sols qui sont à l’origine de l’augmentation de
CO2 dans l’atmosphère (agriculture, urbanisation). Ces nouveaux flux de carbone
modifient le cycle du carbone.
FOCUS
Aux sources de la modélisation du climat, Mikhail Budyko
C’est à Mikhail Budyko (1920-2001), géographe et géophysicien soviétique puis russe, que l’on doit beaucoup l’étude quantitative du climat. Il a dû résoudre une question posée par le gouvernement soviétique
concernant l’effet d’une potentielle guerre atomique sur le climat global de la Terre. C’est à partir de
cette question mêlant géopolitique et géophysique que les premiers modèles climatiques ont émergé
à la fin des années 1950.
4.3 Prévoir les variations climatiques
futures avec des modèles climatiques
Le dernier rapport de synthèse du GIEC (2014) rassemble l’ensemble des résultats
obtenus par une trentaine de modèles climatiques, développés dans des laboratoires
du monde entier.
Méthode La modélisation numérique du climat
La modélisation du climat repose sur des modèles numériques, dont la démarche
est d’utiliser les équations de la physique (mécanique des fluides) et des ordinateurs
puissants afin de simuler le système climatique terrestre. L’apport majeur de cette approche numérique est d’apporter une résolution spatiale et temporelle des processus
géologiques, ce qui lui confère une importante dimension explicative. Toutefois, un
choix des processus clés est réalisé par les géophysiciennes et géophysiciens car les
ordinateurs n’ont pas la capacité de reproduire l’intégralité du système Terre. Pour
réaliser une simulation, c’est-à-dire l’utilisation d’un modèle dans des conditions
prescrites par le modélisateur, il faut introduire, outre les équations physiques, les
conditions initiales à partir desquelles la simulation devra commencer (ex : valeurs
de la température en tout point de l’océan) et les conditions aux limites du système
modélisé (ex : aux frontières entre atmosphère et océan). Des valeurs sont affectées
à partir des millions de données recueillies.
Dans la mesure où la simulation du climat à l’échelle du globe avec toutes ses composantes sollicite beaucoup de temps de calcul numérique, les scientifiques ont recours à
des supercalculateurs, tels celui du Earth Simulator au Japon dans les années 2000,
© D unod.
T oute reproduction non
autorisée
est un
délit.
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essentiellement les variations actuelles du bilan radiatif terrestre. À cette échelle de
temps, la contribution de l’ensoleillement est mineure. Le cycle du Soleil (11 ans)
explique sans doute le ralentissement de l’augmentation de la température observée
dans les années 2010 (figure 13.11).
Les scientifiques peuvent connaître l’origine du carbone excédentaire dans le système
climatique notamment par des analyses isotopiques. Ainsi le forçage principal est la
combustion des énergies fossiles provenant des roches carbonées (voir le chapitre 16),
combinée à la production de ciment (voir le chapitre 17). En second lieu, ce sont
les changements d’utilisation des sols qui sont à l’origine de l’augmentation de
CO2 dans l’atmosphère (agriculture, urbanisation). Ces nouveaux flux de carbone
modifient le cycle du carbone.
FOCUS
Aux sources de la modélisation du climat, Mikhail Budyko
C’est à Mikhail Budyko (1920-2001), géographe et géophysicien soviétique puis russe, que l’on doit beaucoup l’étude quantitative du climat. Il a dû résoudre une question posée par le gouvernement soviétique
concernant l’effet d’une potentielle guerre atomique sur le climat global de la Terre. C’est à partir de
cette question mêlant géopolitique et géophysique que les premiers modèles climatiques ont émergé
à la fin des années 1950.
4.3 Prévoir les variations climatiques
futures avec des modèles climatiques
Le dernier rapport de synthèse du GIEC (2014) rassemble l’ensemble des résultats
obtenus par une trentaine de modèles climatiques, développés dans des laboratoires
du monde entier.
Méthode La modélisation numérique du climat
La modélisation du climat repose sur des modèles numériques, dont la démarche
est d’utiliser les équations de la physique (mécanique des fluides) et des ordinateurs
puissants afin de simuler le système climatique terrestre. L’apport majeur de cette approche numérique est d’apporter une résolution spatiale et temporelle des processus
géologiques, ce qui lui confère une importante dimension explicative. Toutefois, un
choix des processus clés est réalisé par les géophysiciennes et géophysiciens car les
ordinateurs n’ont pas la capacité de reproduire l’intégralité du système Terre. Pour
réaliser une simulation, c’est-à-dire l’utilisation d’un modèle dans des conditions
prescrites par le modélisateur, il faut introduire, outre les équations physiques, les
conditions initiales à partir desquelles la simulation devra commencer (ex : valeurs
de la température en tout point de l’océan) et les conditions aux limites du système
modélisé (ex : aux frontières entre atmosphère et océan). Des valeurs sont affectées
à partir des millions de données recueillies.
Dans la mesure où la simulation du climat à l’échelle du globe avec toutes ses composantes sollicite beaucoup de temps de calcul numérique, les scientifiques ont recours à
des supercalculateurs, tels celui du Earth Simulator au Japon dans les années 2000,
© D unod.
T oute reproduction non
autorisée
est un
délit.
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