J-L Dufresne Responsable du pôle de modélisation Pôle de modélisation de l'IPSL: travaux en cours en vue de la préparation du prochain rapport du GIEC.

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1 J-L Dufresne Responsable du pôle de modélisation Pôle de modélisation de l'IPSL: travaux en cours en vue de la préparation du prochain rapport du GIEC

2 IPSL Fédération de recherche regroupant 6 laboratoires de l'Ile de France Études pluridisciplinaire du climat et de ses variations Observation, modélisation, analyse, théorie Physique, chimie, biogéochimie... Études pluridisciplinaire des planètes

3 Pôle de modélisation du climat de l'IPSL Groupes de travail Chimie atmosphérique et aérosols (INCA, INCA_aer, Reprobus) Plate-forme de modélisation (IPSL-ESM) Distribution des données Physique et dynamique de l'atmosphère et de la surface (LMDZ, ORCHIDEE_hydro) Physique et dynamique de l'océan et de la glace de mer (NEMO, LIM) Interactions atmosphère-océan (IPSL-CM, différentes résolutions) Cycles biogéochimiques (PISCES, ORCHIDEE_veget) Simulations centennales (20-21 e siècle) Simulations paléo, dernier millénaire Simulations saisonnières à décennales Evaluation des modèles Analyse du climat présent et des changements climatiques Simulations régionales Chimie atmosphérique et aérosols (INCA, INCA_aer, Reprobus) Spécificité IPSL: modélisation intégrée du climat (mod. Système Terre, ESM)

4 4 IPCC-AR4, CMIP3 (2007) => Énorme succès de la base de données multi-modèles => Changement de paradigme résultant de cette base de données IPCC-AR5, CMIP5 (2013) => Un vaste ensemble de simulations pour alimenter tout un ensembles de questions => Des modèles de complexités différentes: Modèle climatique physique Modèles avec cycle biogéochimique (modèle système Terre) Configurations idéalisées (aquaplanette,...) => Des simulations à des échelles de temps différentes: centennales, décennales, millénaire (paléo) => Plus de données à distribuer, une base de donnée internationale distribuées (Earth System Grid) D'un rapport du GIEC à l'autre

5 Simulations centennales proposées par CMIP-5 pour la préparation du 5 e rapport du GIEC Climats du passé Sensibilité climatique et rétroactions des nuages Couplage climat-carbone Chimie et aérosols Estimation des forçages radiatifs Évolution du climat au 20e siècle Évolution du climat au 21e siècle

6 Calendrier CMIP-5 et AR5 Une machine NEC-SX9 dédiée pendant 2 ans à la réalisation de ces simulations Données: 600 à 1000 To 2010201120122013 Ouverture accès aux données Publication de l'AR5 modèles simulations données analyse Rédaction de l'AR5 Arrivée SX9

7 Modèles de l'IPSL pour CMIP5 LMDZ-ORCHIDEE-ORCA-LIM-PISCES-INCA-REPROBUS Modèle intégré du système Terre (ESM) avec physique atm. éprouvée Basse résolution (3.75°x2°L39) Oce: 2° Moyenne résolution (2.5°x1.25°L39) Oce: 2° Simulations + demandées (toutes) + de sensibilité + avec niveaux d'intégration Simulations + demandées (principales) + guidage mod. régionaux + de sensibilité Modèle avec nouvelle physique atmosphérique Moyenne résolution (2.5°x1.25°L39) Oce: 2° Simulations + demandées (principales) Haute résolution (2°x1°L39) Oce: 0.5° Résolution adaptée à la puissance de calcul disponible

8 Modèles de l'IPSL pour CMIP5 Chimie tropo & aérosols (INCA) Carbone / CO2 (Orchidée, Pisces) Ozone starto. (Reprobus) Émissions Utilisation des sols Volcans Insolation Physique - Transport atmosphère (LMDZ) Surface (Orchidée) Océan (Nemo) Glace de mer (LIM) Modèle du système Terre (ESM) Climat global Climat régional LMDZ zoomé

9 Modèles de l'IPSL pour CMIP5 Chimie tropo & aérosols (INCA) Carbone / CO2 (Orchidée, Pisces) Ozone starto. (Reprobus) Émissions Utilisation des sols Volcans Insolation Physique - Transport atmosphère (LMDZ) Surface (Orchidée) Océan (Nemo) Glace de mer (LIM) Modèle du système Terre (ESM) Climat global Climat régional LMDZ zoomé Conditions aux limites

10 Modèles de l'IPSL pour CMIP5 Carbone / CO2 (Orchidée, Pisces) Ozone starto. (Reprobus) Émissions Utilisation des sols Volcans Insolation Physique - Transport atmosphère (LMDZ) Surface (Orchidée) Océan (Nemo) Glace de mer (LIM) Modèle du système Terre (ESM) Climat global Climat régional LMDZ zoomé Chimie tropo & aérosols (INCA)

11 Modèles de l'IPSL pour CMIP5 Chimie tropo & aérosols (INCA) Carbone / CO2 (Orchidée, Pisces) Ozone starto. (Reprobus) Émissions Utilisation des sols Volcans Insolation Physique - Transport atmosphère (LMDZ) Surface (Orchidée) Océan (Nemo) Glace de mer (LIM) Modèle du système Terre (ESM) Climat global Climat régional LMDZ zoomé

12 Réalisation des simulations Pour les simulations avec le modèle du système Terre – Une machine NEC-SX9 dédiée pendant 2 ans à la réalisation de ces simulations (CCRT) Arrivée mars 2009 Opérationnelle juillet 2009 En pleine charge depuis sept. 2009 – Finalisation et optimisation du modèle (x 3 à 4 / SX8) – Simulations pour préparer les conditions aux limites Démarrage des simulations de production: février 2010 Données: 600 à 1000 To Pour des simulations avec des configurations «plus simples», mais à plus hautes résolutions – Utilisation des machines scalaires-parallèles (CCRT, IDRIS)

13 Réalisation des simulations Contexte international, autres groupes climatiques (10 à 20) – Timing: comparable – Calcul: nouvelle machine en 2009 pour beaucoup de groupe !! attention à la transition!! nos moyens sont plutôt inférieurs (résolution plus faible de notre modèle)

14 Calendrier de production sur SX9 80 processeurs équivalents NEC SX-8 Accès ouvert aux bases de données Enregistrement bases de données