“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 394 — #417
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Paléoclimatologie
les flux de chaleur et d’eau à la surface des continents ou des océans. . . Tous
ces phénomènes influencent la simulation du climat actuel et comme ils interagissent très fortement entre eux, il est en général très difficile de cerner
précisément le rôle de chacune des paramétrisations sur la simulation de ces
phénomènes, et notamment de comprendre pourquoi certains d’entre eux sont
mal simulés.
Les paramétrisations jouent également un rôle très important sur la réponse du climat à différents forçages, sur la simulation des changements climatiques passés et futurs. On peut prendre comme exemple la simulation
des nuages. Ceux-ci exercent deux effets antagonistes sur le bilan radiatif
terrestre : d’une part, ils réfléchissent une partie du rayonnement solaire, et
d’autre part, en absorbant le rayonnement infrarouge, ils contribuent à l’effet
de serre. L’importance relative de ces deux effets dépend de multiples facteurs, en particulier de l’altitude des nuages. Depuis une vingtaine d’années,
nous savons qu’en moyenne globale, le premier effet l’emporte sur le second,
et donc que les nuages ont un effet de refroidissement sur le climat – surtout
les nuages bas, car ils ont un faible impact sur le rayonnement infrarouge.
Mais cela ne dit rien sur le rôle que les nuages pourraient jouer lors d’un réchauffement climatique. Selon la façon dont leurs propriétés changeront, les
nuages pourront atténuer ou, au contraire, amplifier le réchauffement global.
Leurs mécanismes physiques de formation font intervenir tant de processus et
d’échelles spatiales (du micromètre au millier de kilomètres), et leurs propriétés radiatives dépendent de tant de facteurs que l’on ne peut pas dire, sur la
base d’une théorie, d’un raisonnement simple ou de l’analyse des observations
disponibles, comment ils évolueront dans le futur.
10.2.3 Simulation du climat actuel et des évolutions
récentes
L’analyse du climat simulé par les modèles et la comparaison aux observations est une étape importante pour asseoir la crédibilité des modèles
climatiques. Il s’agit d’évaluer non seulement les moyennes climatologiques,
mais aussi les variabilités du climat à différentes échelles de temps (de quelques
jours à quelques dizaines d’années) ou encore les variations récentes du climat.
Sauf indication contraire, nous présentons dans ce paragraphe les caractéristiques du climat simulé par la vingtaine de modèles de circulation générale
couplés atmosphère-océan (ou modèles climatiques) ayant participé à la préparation du quatrième rapport du GIEC (IPCC, 2007 [15]).
10.2.3.1 Climat moyen
La différence d’insolation moyenne est à l’origine de la différence de température entre l’équateur et les pôles. Celle-ci est le moteur des circulations
atmosphérique et océanique qui, elles-mêmes, tendent à réduire cette différence de température. Elle est également influencée par la présence éventuelle
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Paléoclimatologie
les flux de chaleur et d’eau à la surface des continents ou des océans. . . Tous
ces phénomènes influencent la simulation du climat actuel et comme ils interagissent très fortement entre eux, il est en général très difficile de cerner
précisément le rôle de chacune des paramétrisations sur la simulation de ces
phénomènes, et notamment de comprendre pourquoi certains d’entre eux sont
mal simulés.
Les paramétrisations jouent également un rôle très important sur la réponse du climat à différents forçages, sur la simulation des changements climatiques passés et futurs. On peut prendre comme exemple la simulation
des nuages. Ceux-ci exercent deux effets antagonistes sur le bilan radiatif
terrestre : d’une part, ils réfléchissent une partie du rayonnement solaire, et
d’autre part, en absorbant le rayonnement infrarouge, ils contribuent à l’effet
de serre. L’importance relative de ces deux effets dépend de multiples facteurs, en particulier de l’altitude des nuages. Depuis une vingtaine d’années,
nous savons qu’en moyenne globale, le premier effet l’emporte sur le second,
et donc que les nuages ont un effet de refroidissement sur le climat – surtout
les nuages bas, car ils ont un faible impact sur le rayonnement infrarouge.
Mais cela ne dit rien sur le rôle que les nuages pourraient jouer lors d’un réchauffement climatique. Selon la façon dont leurs propriétés changeront, les
nuages pourront atténuer ou, au contraire, amplifier le réchauffement global.
Leurs mécanismes physiques de formation font intervenir tant de processus et
d’échelles spatiales (du micromètre au millier de kilomètres), et leurs propriétés radiatives dépendent de tant de facteurs que l’on ne peut pas dire, sur la
base d’une théorie, d’un raisonnement simple ou de l’analyse des observations
disponibles, comment ils évolueront dans le futur.
10.2.3 Simulation du climat actuel et des évolutions
récentes
L’analyse du climat simulé par les modèles et la comparaison aux observations est une étape importante pour asseoir la crédibilité des modèles
climatiques. Il s’agit d’évaluer non seulement les moyennes climatologiques,
mais aussi les variabilités du climat à différentes échelles de temps (de quelques
jours à quelques dizaines d’années) ou encore les variations récentes du climat.
Sauf indication contraire, nous présentons dans ce paragraphe les caractéristiques du climat simulé par la vingtaine de modèles de circulation générale
couplés atmosphère-océan (ou modèles climatiques) ayant participé à la préparation du quatrième rapport du GIEC (IPCC, 2007 [15]).
10.2.3.1 Climat moyen
La différence d’insolation moyenne est à l’origine de la différence de température entre l’équateur et les pôles. Celle-ci est le moteur des circulations
atmosphérique et océanique qui, elles-mêmes, tendent à réduire cette différence de température. Elle est également influencée par la présence éventuelle