“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 172 — #195
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Paléoclimatologie
expériences de sensibilité montrent donc que les variations d’insolation sont
un forçage essentiel pour expliquer les cycles glaciaires-interglaciaires, car si
on ne force le modèle qu’avec les variations de CO 2 , on n’obtient pas de tels
cycles. D’autre part, les expériences à CO 2 constant montrent que l’ampleur
d’une glaciation dépend très étroitement du CO 2 .
Des exemples d’autres simulations longues sont donnés dans d’autres chapitres de cet ouvrage. Ainsi, dans le chapitre 8 du tome 2, est donné un
exemple de modélisation des interactions entre calottes glaciaires de l’hémisphère nord, océan et atmosphère sur 50 000 ans (Calov et al., 2002), ainsi
qu’un exemple de modélisation des variations du
18 O dans l’océan glaciaire
en réponse à des apports d’eau douce provenant de la calotte Nord-Américaine
(Roche et Paillard, 2005).
4.5.3 Exemple d’utilisation de modèles de complexité
intermédiaire pour l’exploration d’une multitude
de forçages ou de paramètres : exploration
d’un « espace des phases »
Dans la section précédente, nous avons montré qu’un modèle climatique de
complexité intermédiaire permet, grâce à son efficacité en termes de temps de
calcul, d’effectuer des simulations longues, sur les échelles de temps typiques
des variations climatiques du Quaternaire (cycles glaciaires-interglaciaires,
événements abrupts de la dernière période glaciaire). Cette efficacité permet
aussi d’effectuer de nombreuses simulations pour explorer la sensibilité d’un
résultat aux forçages utilisés ou à des choix effectués lors de la construction
du modèle. Un exemple d’une telle utilisation d’un modèle de complexité
intermédiaire est donné dans le chapitre 8 du tome 2, section 8.1.4.1. Le modèle CLIMBER-2 incluant une représentation des isotopes de l’oxygène dans
l’océan est utilisé pour explorer la réponse à des décharges en flux d’eau
douce provenant de la calotte Nord-Américaine pour de multiples scénarii. La
réponse est ensuite comparée aux enregistrements marins pour déterminer les
scénarii les plus probables en termes de durée et d’amplitude de la décharge
d’eau douce.
Un autre exemple est donné par l’étude de Schneider von Deimling et al.
(2006). Cette étude analyse des ensembles de simulations climatiques pour
les climats actuel, futur et du Dernier Maximum glaciaire. Ces ensembles
sont réalisés en faisant varier onze paramètres du modèle dans des gammes
acceptables, étant donné nos connaissances actuelles du système climatique.
Les variations de ces paramètres ont pour effet principal de faire varier l’amplitude des rétroactions à l’intérieur du système climatique et la sensibilité
climatique du modèle (définie comme la différence de température globale liée
à un doublement de CO 2 , voir Tome 2, chapitre 10). Le climat actuel, tel que
défini par les observations, permet de faire un premier choix de paramètres
permettant d’obtenir un climat simulé satisfaisant. Les auteurs montrent que
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Paléoclimatologie
expériences de sensibilité montrent donc que les variations d’insolation sont
un forçage essentiel pour expliquer les cycles glaciaires-interglaciaires, car si
on ne force le modèle qu’avec les variations de CO 2 , on n’obtient pas de tels
cycles. D’autre part, les expériences à CO 2 constant montrent que l’ampleur
d’une glaciation dépend très étroitement du CO 2 .
Des exemples d’autres simulations longues sont donnés dans d’autres chapitres de cet ouvrage. Ainsi, dans le chapitre 8 du tome 2, est donné un
exemple de modélisation des interactions entre calottes glaciaires de l’hémisphère nord, océan et atmosphère sur 50 000 ans (Calov et al., 2002), ainsi
qu’un exemple de modélisation des variations du
18 O dans l’océan glaciaire
en réponse à des apports d’eau douce provenant de la calotte Nord-Américaine
(Roche et Paillard, 2005).
4.5.3 Exemple d’utilisation de modèles de complexité
intermédiaire pour l’exploration d’une multitude
de forçages ou de paramètres : exploration
d’un « espace des phases »
Dans la section précédente, nous avons montré qu’un modèle climatique de
complexité intermédiaire permet, grâce à son efficacité en termes de temps de
calcul, d’effectuer des simulations longues, sur les échelles de temps typiques
des variations climatiques du Quaternaire (cycles glaciaires-interglaciaires,
événements abrupts de la dernière période glaciaire). Cette efficacité permet
aussi d’effectuer de nombreuses simulations pour explorer la sensibilité d’un
résultat aux forçages utilisés ou à des choix effectués lors de la construction
du modèle. Un exemple d’une telle utilisation d’un modèle de complexité
intermédiaire est donné dans le chapitre 8 du tome 2, section 8.1.4.1. Le modèle CLIMBER-2 incluant une représentation des isotopes de l’oxygène dans
l’océan est utilisé pour explorer la réponse à des décharges en flux d’eau
douce provenant de la calotte Nord-Américaine pour de multiples scénarii. La
réponse est ensuite comparée aux enregistrements marins pour déterminer les
scénarii les plus probables en termes de durée et d’amplitude de la décharge
d’eau douce.
Un autre exemple est donné par l’étude de Schneider von Deimling et al.
(2006). Cette étude analyse des ensembles de simulations climatiques pour
les climats actuel, futur et du Dernier Maximum glaciaire. Ces ensembles
sont réalisés en faisant varier onze paramètres du modèle dans des gammes
acceptables, étant donné nos connaissances actuelles du système climatique.
Les variations de ces paramètres ont pour effet principal de faire varier l’amplitude des rétroactions à l’intérieur du système climatique et la sensibilité
climatique du modèle (définie comme la différence de température globale liée
à un doublement de CO 2 , voir Tome 2, chapitre 10). Le climat actuel, tel que
défini par les observations, permet de faire un premier choix de paramètres
permettant d’obtenir un climat simulé satisfaisant. Les auteurs montrent que