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Des programmes internationaux +WGCM, …. + GEO/GCOS,

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2 Des programmes internationaux +WGCM, …. + GEO/GCOS,

3 NASA- Projet TRMM

4 Les tourbillons un élément essentiel des écoulements atmosphériques ou océaniques

5 Des échelles dynamiques qui couvrent plusieurs ordres de grandeurs Echelles turbulentes Couches limites Microphysique Processus radiatifs (diffusion de Mie) Echelles convectives Méso-échelle Influence du relief Echelle Synoptique Circulation générale de latmosphère m10 2 m10 4 m10 5 m 10 6 m

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7 Un questionnement central : pourquoi la modélisation climatique est-elle possible? Henri Atlan : «Il y a un problème de crédibilité des modèles de changements climatiques et des prédictions qui en sont déduites. Ces modèles concernent en effet un domaine - le climat - où le nombre de données disponibles est petit par rapport au nombre de variables qui sont prises en compte dans leur construction, sans parler des variables encore inconnues. Cela implique qu'il existe un grand nombre de bons modèles, capables de rendre compte des observations disponibles, alors même qu'ils reposent sur des hypothèses explicatives différentes et conduisent aussi à des prédictions différentes, voire opposées. Il s'agit là d'une situation dite "des modèles par les observations", cas particulier de "sous-détermination des théories par les faits", bien connue des chercheurs engagés dans la construction de modèles de systèmes complexes naturels, où le nombre de données ne peut pas être multiplié à l'envi par des expérimentations répétées et reproductibles. Conséquence : les modèles sur les changements climatiques ne peuvent être que des hypothèses, mises en formes informatiques très sophistiquées mais pleines d'incertitudes quant à leur relation à la réalité ; et il en va de même des prédictions qui en sont déduites.»

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10 Excentricité: ~ ans Précession des équinoxes: ~ ans Obliquité: ~ ans Milankovitch

11 A comparison with recent effects Mann, IPCC, 2001

12 L. Fairhead

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14 Megaflops Gigaflops Teraflops X Earthsimulator 1950: modèles quasigéostrophiques 1980: modèles climatiques atmosphériques hydrostatiques, 500 km de résolution 2000: modèles couplés océan-atmpsphère, 300 km de résolution 2010?: modèles globaux non-hydrostatiques, 3.5km de résolution

15 Le GTS

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17 Deux éléments de forçage: - la rotation de la Terre - les échanges radiatifs avec lespace

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19 Bilan radiatif au sommet de latmosphère (en W m -2 )

20 Modèle de « processus »: LES Nuages Modèles fonctionnels de végétation Modèles radiatifs ligne à ligne …. Modèles « réalistes »: Couplés / Atmosphère seule Equations primitives / Equations simplifiées Résolution variable Données de campagnes (in situ, satellitaires) Etudes en laboratoire Mesures à grande échelle Réanalyses, données satellitaires EVALUATION (AMIP, CMIP, …) Systématique depuis 1990

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22 Forçage radiatif des nuages : LW

23 La combustion des combustibles fossiles: 5 milliards de tonnes par an en plus entre 1945 et 1995 International Energy Agency

24 Growth rate % per year Growth rate % per year Growth rate % yr Growth rate % per year Uncertainty (6-10%) + - Fossil Fuel & Cement CO 2 Emissions 24 Et presque 3 milliards de tonne de C en plus depuis 2000

25 Principaux constituants atmosphériques contribuant à leffet de serre Naturel (155 W/m 2 ) Additionnel (2.8 W/m 2 )

26 Le premier ensemble de résultats « scénarisant » le futur: GIEC 2001

27 Illustration des 6 satellites composant l'A-train. De gauche à droite : Aura, Parasol, Calipso, Cloudsat, Aqua, OCO. Crédits : CNES octobre 2004, illustration P. Carril


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