“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 150 — #173
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Paléoclimatologie
paléoclimatiques. La stratégie la plus prometteuse est sans doute de simuler explicitement dans les modèles ces indicateurs, ce qui permet éventuellement de tenir compte des multiples facteurs susceptibles de les influencer. Par
exemple, il est très utile de simuler explicitement les isotopes de l’eau (δ
18 O
et δD) dans les modèles atmosphériques et océaniques, ou bien du carbone
(δ
13 C) dans les modèles biogéochimiques, afin de comparer les résultats plus
directement aux mesures. Un exemple d’application d’un de ces modèles est
donné dans le chapitre 8, tome 2.
Une autre difficulté importante concerne la chronologie des événements.
En effet, les modèles climatiques ont besoin de conditions aux limites (par
exemple, les variations d’insolation, la concentration atmosphérique en CO 2 ,
ou bien le niveau de la mer) afin de produire des résultats, par exemple des
températures ou des précipitations. Il est souvent délicat d’avoir tous les paramètres de forçage sur une même échelle chronologique en entrée du modèle.
Il est également souvent problématique de comparer les résultats issus de
ces simulations par rapport à des données paléoclimatiques dont l’échelle de
temps n’est pas certaine. Ceci est particulièrement vrai lorsque l’on utilise
des simulations courtes, comme les résultats de modèles de circulation générale (atmosphériques ou couplés océan-atmosphère). Par exemple, pour mieux
comprendre l’entrée en glaciation, des simulations de l’atmosphère, ou bien
du système océan-atmosphère, peuvent être réalisées. Mais qu’appelle-t-on
l’entrée en glaciation ? Si l’on en croit les isotopes marins, les calottes commencent à croître aux alentours de 120 ou 122 ka BP. On pourrait donc tenter
de simuler au mieux cet instant en forçant le modèle avec l’insolation, les gaz
à effet de serre... qui correspondent le mieux à cette période de temps. S’il
s’agit d’une simulation « à l’équilibre » qui va intégrer numériquement l’atmosphère pendant quelques décennies, ou bien le système océan-atmosphère
pendant 1 000 ou 2 000 ans, avec des forçages constants, alors il est très probable qu’une telle stratégie risque d’être décevante, puisque le forçage est « à
peine » suffisant pour simuler ce que l’on recherche, c’est-à-dire une accumulation de neige pérenne sur les continents aux hautes latitudes nord. La
stratégie de modélisation consiste alors à se situer plutôt à 115 ka BP, lorsque
le forçage astronomique semble le plus favorable, pour maximiser la réponse
du système. Comme il est difficile de modifier de façon cohérente toutes les
conditions aux limites du modèle pour se placer dans la situation qui existait
il y a 115 ka BP, il est de plus souvent judicieux de ne pas changer les conditions qui restent proches de la situation de contrôle, « actuelle » ou plutôt
« pré-industrielle », comme par exemple le niveau marin ou bien les gaz à effet de serre. Bien souvent, lorsque les modélisateurs parlent d’une expérience
d’entrée en glaciation avec des OAGCM, il s’agit en fait d’une simulation de
contrôle avec une insolation qui correspond au forçage astronomique, il y a
115 ka BP. L’objectif n’est pas de faire « pousser » une calotte de glace (ce qui
nécessiterait un véritable modèle de calotte et des milliers d’années d’intégration) mais juste de vérifier que, lorsque l’insolation est modifiée, la neige peut
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Paléoclimatologie
paléoclimatiques. La stratégie la plus prometteuse est sans doute de simuler explicitement dans les modèles ces indicateurs, ce qui permet éventuellement de tenir compte des multiples facteurs susceptibles de les influencer. Par
exemple, il est très utile de simuler explicitement les isotopes de l’eau (δ
18 O
et δD) dans les modèles atmosphériques et océaniques, ou bien du carbone
(δ
13 C) dans les modèles biogéochimiques, afin de comparer les résultats plus
directement aux mesures. Un exemple d’application d’un de ces modèles est
donné dans le chapitre 8, tome 2.
Une autre difficulté importante concerne la chronologie des événements.
En effet, les modèles climatiques ont besoin de conditions aux limites (par
exemple, les variations d’insolation, la concentration atmosphérique en CO 2 ,
ou bien le niveau de la mer) afin de produire des résultats, par exemple des
températures ou des précipitations. Il est souvent délicat d’avoir tous les paramètres de forçage sur une même échelle chronologique en entrée du modèle.
Il est également souvent problématique de comparer les résultats issus de
ces simulations par rapport à des données paléoclimatiques dont l’échelle de
temps n’est pas certaine. Ceci est particulièrement vrai lorsque l’on utilise
des simulations courtes, comme les résultats de modèles de circulation générale (atmosphériques ou couplés océan-atmosphère). Par exemple, pour mieux
comprendre l’entrée en glaciation, des simulations de l’atmosphère, ou bien
du système océan-atmosphère, peuvent être réalisées. Mais qu’appelle-t-on
l’entrée en glaciation ? Si l’on en croit les isotopes marins, les calottes commencent à croître aux alentours de 120 ou 122 ka BP. On pourrait donc tenter
de simuler au mieux cet instant en forçant le modèle avec l’insolation, les gaz
à effet de serre... qui correspondent le mieux à cette période de temps. S’il
s’agit d’une simulation « à l’équilibre » qui va intégrer numériquement l’atmosphère pendant quelques décennies, ou bien le système océan-atmosphère
pendant 1 000 ou 2 000 ans, avec des forçages constants, alors il est très probable qu’une telle stratégie risque d’être décevante, puisque le forçage est « à
peine » suffisant pour simuler ce que l’on recherche, c’est-à-dire une accumulation de neige pérenne sur les continents aux hautes latitudes nord. La
stratégie de modélisation consiste alors à se situer plutôt à 115 ka BP, lorsque
le forçage astronomique semble le plus favorable, pour maximiser la réponse
du système. Comme il est difficile de modifier de façon cohérente toutes les
conditions aux limites du modèle pour se placer dans la situation qui existait
il y a 115 ka BP, il est de plus souvent judicieux de ne pas changer les conditions qui restent proches de la situation de contrôle, « actuelle » ou plutôt
« pré-industrielle », comme par exemple le niveau marin ou bien les gaz à effet de serre. Bien souvent, lorsque les modélisateurs parlent d’une expérience
d’entrée en glaciation avec des OAGCM, il s’agit en fait d’une simulation de
contrôle avec une insolation qui correspond au forçage astronomique, il y a
115 ka BP. L’objectif n’est pas de faire « pousser » une calotte de glace (ce qui
nécessiterait un véritable modèle de calotte et des milliers d’années d’intégration) mais juste de vérifier que, lorsque l’insolation est modifiée, la neige peut