“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 147 — #170
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4. La modélisation en paléoclimatologie
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tiques n’ont pas de raison de changer avec le temps (ce sera le cas par exemple
en l’absence de forçage), alors il suffit de calculer la moyenne des résultats du
modèle sur plusieurs dizaines d’années, tout comme les géographes font la
moyenne des variables météorologiques sur une trentaine d’années pour définir « le climat ». On considère que la trajectoire suivie par le modèle est
une réalisation du système que l’on peut interpréter en terme statistique, tout
comme le climat réel. À l’inverse, lorsque le système est soumis à un forçage
important, comme par exemple la perturbation anthropique actuelle, on ne
peut plus considérer le système comme « stationnaire », et ses caractéristiques
statistiques (c’est-à-dire les grandeurs climatiques) vont changer en fonction
du temps. Faire la moyenne temporelle n’est donc plus très pertinent et il
est nécessaire de réaliser plusieurs simulations, qui diffèrent uniquement par
leur condition initiale. On parle alors de simulation d’ensemble, et l’on établit
ainsi une statistique de différentes trajectoires, qui échantillonne le domaine
des possibles.
4.2.3 Climat et déterminisme
Avant d’aller plus loin dans la description des modèles (paléo-)climatiques,
il faut souligner certains paradoxes qui entourent la notion de climat. Comme
nous l’avons vu ci-dessus, le climat est un point de vue statistique, qui s’oppose à la météorologie, dont le point de vue est avant tout déterministe. La
cause fondamentale de cette distinction provient essentiellement du caractère
chaotique de l’atmosphère, laquelle devient intrinsèquement imprévisible « à
long terme ». Si l’on considère que toutes les conditions aux limites de l’atmosphère (et tous ses paramètres) sont soit constants, soit avec un simple forçage
cyclique annuel, alors le système sera stationnaire, autrement dit les grandeurs
statistiques qui définissent le climat seront stables dans le temps. Bien que les
termes du système d’équations (4.1) ne soient jamais nuls et que l’atmosphère
change de façon incessante, on parle alors d’équilibre du modèle de climat.
À l’inverse, le climat changera seulement lorsque les conditions aux limites de
l’atmosphère, ou bien certains de ses paramètres, changent avec des temps de
l’ordre de la dizaine d’années ou plus, c’est-à-dire compatibles avec la notion
de climat. D’une certaine façon, si un modèle de climat se doit de représenter
avant tout des grandeurs atmosphériques, seules les composantes physiques
plus lentes, en dehors de l’atmosphère, sont susceptibles d’induire une évolution « climatique » du modèle, c’est-à-dire un changement dans la distribution
statistique des résultats. C’est le cas, par exemple, lorsque l’océan, le cycle
du carbone, les calottes de glace changent. L’évolution du climat est donc
prévisible si ces composantes « en-dehors » de l’atmosphère le sont. Le caractère chaotique de l’atmosphère n’implique absolument pas que le climat soit
imprévisible.
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4. La modélisation en paléoclimatologie
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tiques n’ont pas de raison de changer avec le temps (ce sera le cas par exemple
en l’absence de forçage), alors il suffit de calculer la moyenne des résultats du
modèle sur plusieurs dizaines d’années, tout comme les géographes font la
moyenne des variables météorologiques sur une trentaine d’années pour définir « le climat ». On considère que la trajectoire suivie par le modèle est
une réalisation du système que l’on peut interpréter en terme statistique, tout
comme le climat réel. À l’inverse, lorsque le système est soumis à un forçage
important, comme par exemple la perturbation anthropique actuelle, on ne
peut plus considérer le système comme « stationnaire », et ses caractéristiques
statistiques (c’est-à-dire les grandeurs climatiques) vont changer en fonction
du temps. Faire la moyenne temporelle n’est donc plus très pertinent et il
est nécessaire de réaliser plusieurs simulations, qui diffèrent uniquement par
leur condition initiale. On parle alors de simulation d’ensemble, et l’on établit
ainsi une statistique de différentes trajectoires, qui échantillonne le domaine
des possibles.
4.2.3 Climat et déterminisme
Avant d’aller plus loin dans la description des modèles (paléo-)climatiques,
il faut souligner certains paradoxes qui entourent la notion de climat. Comme
nous l’avons vu ci-dessus, le climat est un point de vue statistique, qui s’oppose à la météorologie, dont le point de vue est avant tout déterministe. La
cause fondamentale de cette distinction provient essentiellement du caractère
chaotique de l’atmosphère, laquelle devient intrinsèquement imprévisible « à
long terme ». Si l’on considère que toutes les conditions aux limites de l’atmosphère (et tous ses paramètres) sont soit constants, soit avec un simple forçage
cyclique annuel, alors le système sera stationnaire, autrement dit les grandeurs
statistiques qui définissent le climat seront stables dans le temps. Bien que les
termes du système d’équations (4.1) ne soient jamais nuls et que l’atmosphère
change de façon incessante, on parle alors d’équilibre du modèle de climat.
À l’inverse, le climat changera seulement lorsque les conditions aux limites de
l’atmosphère, ou bien certains de ses paramètres, changent avec des temps de
l’ordre de la dizaine d’années ou plus, c’est-à-dire compatibles avec la notion
de climat. D’une certaine façon, si un modèle de climat se doit de représenter
avant tout des grandeurs atmosphériques, seules les composantes physiques
plus lentes, en dehors de l’atmosphère, sont susceptibles d’induire une évolution « climatique » du modèle, c’est-à-dire un changement dans la distribution
statistique des résultats. C’est le cas, par exemple, lorsque l’océan, le cycle
du carbone, les calottes de glace changent. L’évolution du climat est donc
prévisible si ces composantes « en-dehors » de l’atmosphère le sont. Le caractère chaotique de l’atmosphère n’implique absolument pas que le climat soit
imprévisible.