“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 170 — #193
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Paléoclimatologie
en en réduisant les résolutions verticales et horizontales. Ces modèles sont les
plus complexes de la catégorie des EMIC.
De même qu’avec les modèles de circulation générale, les modèles climatiques de complexité intermédiaire peuvent être utilisés pour obtenir des simulations climatiques les plus réalistes possibles ou pour étudier la sensibilité
du système représenté à certains forçages, processus ou rétroactions. Nous
donnons, dans les sections suivantes, des exemples d’utilisation des EMIC,
soit pour des simulations longues, soit pour des études nécessitant de nombreuses expériences. De telles expériences n’auraient pu être réalisées à l’aide
de modèles de circulation générale dans l’état actuel des performances des
calculateurs. Cela montre la complémentarité des deux types de modèles, les
uns étant utilisés pour leur « efficacité », les autres pour le détail spatial et
temporel de leur représentation.
4.5.2 Exemples de simulations longues et d’étude
de sensibilité aux forçages
Un des premiers modèles du système climatique de complexité intermédiaire est celui développé à l’Université Catholique de Louvain-la-Neuve. Ce
modèle inclut des représentations simplifiées (latitude et verticale, pour l’hémisphère nord) de l’atmosphère, de l’océan, de la banquise et d’une calotte
polaire. Il a spécifiquement été développé pour étudier les cycles glaciairesinterglaciaires, comme en témoignent les premières simulations de Gallée et al.
en 1992. Depuis, Berger et al. (1998) et Loutre et Berger (2000) ont repris
ce modèle et effectué des expériences de sensibilité pour dégager les rôles respectifs des variations orbitales et des gaz à effet de serre dans le dernier cycle
glaciaire-interglaciaire.
La figure 4.6 montre une sélection des résultats de ces deux articles en
termes de volume de glace (en haut) et de température de l’hémisphère nord
(en bas). Les courbes en trait continu représentent les résultats du modèle
forcé à la fois par les variations en CO 2 enregistrés dans les carottes de glace
(Jouzel et al., 1993) et par celles des paramètres orbitaux calculées selon
Berger (1978). L’état de démarrage du modèle est un état interglaciaire, sans
calotte glaciaire dans l’hémisphère nord. Pour les 200 000 dernières années, le
modèle simule deux glaciations majeures, avec un englacement en plusieurs
étapes et une déglaciation complète après le maximum glaciaire. Les températures les plus froides sont bien sûr simulées pour ces maxima glaciaires. On
relève, pendant le dernier interglaciaire et l’entrée dans la dernière glaciation
(entre 126 000 et 80 000 ans) une grande variabilité de la température, mais
celle-ci reste assez élevée pour que les épisodes d’englacement ne durent pas
plus de 15 000 ans.
Les courbes en pointillés correspondent à une simulation où l’insolation est
constante et égale à l’insolation actuelle, et où le CO 2 varie de la même façon
que dans la simulation précédente. On voit que le volume de glace augmente
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Paléoclimatologie
en en réduisant les résolutions verticales et horizontales. Ces modèles sont les
plus complexes de la catégorie des EMIC.
De même qu’avec les modèles de circulation générale, les modèles climatiques de complexité intermédiaire peuvent être utilisés pour obtenir des simulations climatiques les plus réalistes possibles ou pour étudier la sensibilité
du système représenté à certains forçages, processus ou rétroactions. Nous
donnons, dans les sections suivantes, des exemples d’utilisation des EMIC,
soit pour des simulations longues, soit pour des études nécessitant de nombreuses expériences. De telles expériences n’auraient pu être réalisées à l’aide
de modèles de circulation générale dans l’état actuel des performances des
calculateurs. Cela montre la complémentarité des deux types de modèles, les
uns étant utilisés pour leur « efficacité », les autres pour le détail spatial et
temporel de leur représentation.
4.5.2 Exemples de simulations longues et d’étude
de sensibilité aux forçages
Un des premiers modèles du système climatique de complexité intermédiaire est celui développé à l’Université Catholique de Louvain-la-Neuve. Ce
modèle inclut des représentations simplifiées (latitude et verticale, pour l’hémisphère nord) de l’atmosphère, de l’océan, de la banquise et d’une calotte
polaire. Il a spécifiquement été développé pour étudier les cycles glaciairesinterglaciaires, comme en témoignent les premières simulations de Gallée et al.
en 1992. Depuis, Berger et al. (1998) et Loutre et Berger (2000) ont repris
ce modèle et effectué des expériences de sensibilité pour dégager les rôles respectifs des variations orbitales et des gaz à effet de serre dans le dernier cycle
glaciaire-interglaciaire.
La figure 4.6 montre une sélection des résultats de ces deux articles en
termes de volume de glace (en haut) et de température de l’hémisphère nord
(en bas). Les courbes en trait continu représentent les résultats du modèle
forcé à la fois par les variations en CO 2 enregistrés dans les carottes de glace
(Jouzel et al., 1993) et par celles des paramètres orbitaux calculées selon
Berger (1978). L’état de démarrage du modèle est un état interglaciaire, sans
calotte glaciaire dans l’hémisphère nord. Pour les 200 000 dernières années, le
modèle simule deux glaciations majeures, avec un englacement en plusieurs
étapes et une déglaciation complète après le maximum glaciaire. Les températures les plus froides sont bien sûr simulées pour ces maxima glaciaires. On
relève, pendant le dernier interglaciaire et l’entrée dans la dernière glaciation
(entre 126 000 et 80 000 ans) une grande variabilité de la température, mais
celle-ci reste assez élevée pour que les épisodes d’englacement ne durent pas
plus de 15 000 ans.
Les courbes en pointillés correspondent à une simulation où l’insolation est
constante et égale à l’insolation actuelle, et où le CO 2 varie de la même façon
que dans la simulation précédente. On voit que le volume de glace augmente