Le réchauffement climatique dans les scénarios futurs : les nouveaux résultats des modèles français
Extrait de la Lettre du Changement global n°19 - Programme International Géosphère Biosphère (IGBP) - Programme Mondial de Recherches sur le Climat (WCRP) - Programme International «Dimensions Humaines» (IHDP) - Diversitas - Earth System Science Partnership (ESSP)

Préparation du 4^e rapport du GIEC

Dans le cadre de la préparation du prochain rapport du GIEC à paraître en 2007, et à la demande de la Mission Interministérielle sur l’Effet de Serre (MIES), avec le soutien des organismes de recherche (CNRS, CEA, Météo-France), la communauté climatique française vient de réaliser un exercice de simulation de l’évolution du climat sans précédent. C’est en effet la première fois qu’elle participe à la réalisation de l’ensemble des simulations de scénarios recommandés par le GIEC pour servir de base à l’évaluation des changements climatiques futurs. Ces expériences s’appuient sur des scénarios d’évolution de la concentration des gaz à effet de serre et de particules (aérosols) liés aux activités humaines qui couvrent l’ensemble des 20e et 21e siècles (figure 1). L’exercice comprend aussi des scénarios de stabilisation des concentrations qui préfigurent l’impact de mesures de réduction des émissions faisant suite au protocole de Kyoto. Ils permettront d’analyser l’inertie du système climatique.

Les deux modèles français considérés représentent la circulation atmosphérique et océanique, la glace de mer, les surfaces continentales et leurs couplages. Ils permettent de générer sur des grilles tridimensionnelles de l’océan et de l’atmosphère les données nécessaires pour caractériser l’évolution du climat au cours du temps. Bien que basés sur les mêmes lois de la physique, ils diffèrent par les traitements des équations et par les degrés d’approximation nécessaires pour représenter les phénomènes de petites échelles (nuages, interactions entre l’atmosphère et la végétation, etc...).

Les scénarii du GIEC

Les premiers résultats obtenus montrent qu’il existe toujours une large plage d’incertitude entre les projections climatiques réalisées avec les deux modèles. Pourtant, les modèles ont été améliorés depuis le précédent exercice du GIEC (2001), et la complexité du système climatique (banquise, rôle des grands fleuves, etc…) est mieux représentée. La raison de ce paradoxe tient à la difficulté de représenter dans les modèles la complexité des rétroactions en jeu dans le système climatique. Une illustration de ces incertitudes est donnée par l’évolution de la température à l’échelle de la planète simulée par les deux modèles français (figure 2).

Evolution des températures

La répartition des changements de température ou de précipitation est comparable à très grande échelle d’espace (tropiques, moyennes et hautes latitudes, continents par rapport aux océans) entre les deux modèles (figures 3 et 4). Cependant, à l’échelle d’une région particulière de la planète (comme l’Atlantique Nord ou les régions de mousson), les différences sont notables. La plus grande disparité sur l’amplitude et la répartition géographique des précipitations provient du caractère de très petite échelle des nuages et de la pluie. Les processus de petite échelle sont difficiles à représenter dans les modèles climatiques, d’où l’intérêt d’utiliser différents modèles. Une analyse approfondie de l’origine des différences permettra de mieux appréhender la question des incertitudes.

Pour analyser ces simulations, les chercheurs du CNRM, du CERFACS, de l’IPSL et d’autres laboratoires du CNRS comme le LGGE, se sont ralliés sous la bannière du projet ESCRIME. Dans les mois à venir, les nombreux projets d’analyses donneront une bonne image de notre capacité à modéliser le changement climatique (tendance et changement de variabilité). Sans être exhaustif, les thématiques abordées concernent en particulier l’étude du rôle des nuages, des connexions entre les tropiques et les moyennes latitudes, des régions de mousson, des régions australes ou encore l’influence du changement climatique sur les événements extrêmes. Les résultats seront valorisés par l’intermédiaire de l’ONERC.

Sigles :

• CEA : Commissariat à l’énergie atomique

• CERFACS : Centre européen de recherche et de formation en calcul scientifique

• CNRM : Centre national de recherches météorologiques

• CNRS : Centre national de la recherche scientifique

• ESCRIME : Etude des scénarios climatiques réalisés par l’IPSL et Météo-France

• GIEC : Groupe intergouvernemental d’experts sur l’évolution du climat

• IPSL : Institut Pierre-Simon Laplace

• LGGE : Laboratoire de glaciologie et géophysique de l’environnement

• MIES : Mission interministérielle sur l’effet de serre

• ONERC : Observatoire national sur les effets du réchauffement climatique