“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 166 — #189
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Paléoclimatologie
Pour mieux comprendre pourquoi le climat glaciaire est différent du climat
actuel, on peut effectuer des simulations dans lesquelles on n’impose qu’une ou
deux de ces conditions aux limites, et examiner le climat simulé par rapport
à la simulation « réaliste » où toutes les conditions aux limites sont utilisées.
En réalisant ces simulations où une ou deux conditions aux limites ou forçages
sont imposés à leur valeur glaciaire, on ne cherche pas effectuer de simulation
réaliste. On cherche à mieux comprendre la réponse à chaque type de forçage.
Ces simulations sont aussi nommées expériences de sensibilité aux forçages 1,
2 et/ou 3.
Nous illustrons une telle démarche sur la figure 4.5, où la réponse du modèle climatique de l’IPSL à des conditions du DMG est analysée en séparant
l’impact des calottes glaciaires et celui de la diminution de la teneur atmosphérique en gaz à effet de serre. Cette figure concerne la température de l’air à la
surface en moyenne annuelle. Les valeurs de cette température pour la simulation du climat préindustriel sont données en figure 4.5a, les différences entre
les climats simulés pour les climats glaciaire et préindustriel en figure 4.5d.
Cette carte montre un refroidissement global, modéré (de l’ordre de quelques
degrés) sur les océans, très fort (supérieur à 30
◦ C) sur les calottes glaciaires
de l’hémisphère nord. La figure 4.5b montre la contribution des gaz à effet
de serre à cette réponse, relativement uniforme, un peu plus faible sur les
océans que la réponse à toutes les conditions glaciaires. La figure 4.5c montre
l’impact des seules calottes glaciaires. On voit que celles-ci sont responsables
d’un refroidissement important sur les continents de l’hémisphère nord, mais
aussi d’un refroidissement compris entre 0 et 2
◦ C sur la majeure partie des
océans, à l’exception notable de l’océan austral. Il est important de noter que
la somme des anomalies montrées en figure 4.5b et d n’est pas égale à la
différence entre le climat glaciaire et le préindustriel montrée en figure 4.5d.
C’est cette différence qui est montrée sur la figure 4.5e. On y voit que dans de
nombreuses régions, l’impact des deux facteurs pris ensemble est plus fort que
la somme des impacts de chaque facteur pris considéré séparément. On parle
alors de synergie entre les différents forçages. Dans d’autres régions, comme
au nord des Mers Nordiques, l’impact des deux forçages considérés dans leur
ensemble est plus faible que la somme des impacts des forçages considérés individuellement. Ceci montre que si l’on veut quantifier l’impact d’un forçage
particulier d’un groupe de deux forçages (comme ici l’impact des calottes glaciaires et de la diminution en gaz à effet de serre) il faut effectuer quatre
simulations : celle du contrôle (ici, le climat préindustriel), celle avec tous les
forçages considérés (ici, celle du DMG) et des simulations avec chaque facteur
pris individuellement. C’est la méthode dite de « séparation des facteurs »
développée dans le contexte des sciences de l’atmosphère par Stein et Alpert
(1993).
Nous avons jusqu’ici abordé les expériences de sensibilité aux forçages ou
conditions aux limites imposées aux modèles. Des expériences de sensibilité
peuvent aussi concerner un processus à l’intérieur du système climatique. Pour
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Paléoclimatologie
Pour mieux comprendre pourquoi le climat glaciaire est différent du climat
actuel, on peut effectuer des simulations dans lesquelles on n’impose qu’une ou
deux de ces conditions aux limites, et examiner le climat simulé par rapport
à la simulation « réaliste » où toutes les conditions aux limites sont utilisées.
En réalisant ces simulations où une ou deux conditions aux limites ou forçages
sont imposés à leur valeur glaciaire, on ne cherche pas effectuer de simulation
réaliste. On cherche à mieux comprendre la réponse à chaque type de forçage.
Ces simulations sont aussi nommées expériences de sensibilité aux forçages 1,
2 et/ou 3.
Nous illustrons une telle démarche sur la figure 4.5, où la réponse du modèle climatique de l’IPSL à des conditions du DMG est analysée en séparant
l’impact des calottes glaciaires et celui de la diminution de la teneur atmosphérique en gaz à effet de serre. Cette figure concerne la température de l’air à la
surface en moyenne annuelle. Les valeurs de cette température pour la simulation du climat préindustriel sont données en figure 4.5a, les différences entre
les climats simulés pour les climats glaciaire et préindustriel en figure 4.5d.
Cette carte montre un refroidissement global, modéré (de l’ordre de quelques
degrés) sur les océans, très fort (supérieur à 30
◦ C) sur les calottes glaciaires
de l’hémisphère nord. La figure 4.5b montre la contribution des gaz à effet
de serre à cette réponse, relativement uniforme, un peu plus faible sur les
océans que la réponse à toutes les conditions glaciaires. La figure 4.5c montre
l’impact des seules calottes glaciaires. On voit que celles-ci sont responsables
d’un refroidissement important sur les continents de l’hémisphère nord, mais
aussi d’un refroidissement compris entre 0 et 2
◦ C sur la majeure partie des
océans, à l’exception notable de l’océan austral. Il est important de noter que
la somme des anomalies montrées en figure 4.5b et d n’est pas égale à la
différence entre le climat glaciaire et le préindustriel montrée en figure 4.5d.
C’est cette différence qui est montrée sur la figure 4.5e. On y voit que dans de
nombreuses régions, l’impact des deux facteurs pris ensemble est plus fort que
la somme des impacts de chaque facteur pris considéré séparément. On parle
alors de synergie entre les différents forçages. Dans d’autres régions, comme
au nord des Mers Nordiques, l’impact des deux forçages considérés dans leur
ensemble est plus faible que la somme des impacts des forçages considérés individuellement. Ceci montre que si l’on veut quantifier l’impact d’un forçage
particulier d’un groupe de deux forçages (comme ici l’impact des calottes glaciaires et de la diminution en gaz à effet de serre) il faut effectuer quatre
simulations : celle du contrôle (ici, le climat préindustriel), celle avec tous les
forçages considérés (ici, celle du DMG) et des simulations avec chaque facteur
pris individuellement. C’est la méthode dite de « séparation des facteurs »
développée dans le contexte des sciences de l’atmosphère par Stein et Alpert
(1993).
Nous avons jusqu’ici abordé les expériences de sensibilité aux forçages ou
conditions aux limites imposées aux modèles. Des expériences de sensibilité
peuvent aussi concerner un processus à l’intérieur du système climatique. Pour