Sciences à Cœur Sorbonne Universités Le climat : enjeux scientifiques et sociétaux #SciencesACoeur Jeudi 12 février 2015 Regards croisés autour de la confiance.

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1 Sciences à Cœur Sorbonne Universités Le climat : enjeux scientifiques et sociétaux #SciencesACoeur Jeudi 12 février 2015 Regards croisés autour de la confiance : des modèles climatiques et des hommes Jean-Louis DUFRESNE Laboratoire de météorologie dynamique Hélène GUILLEMOT Centre Alexandre Koyré

2 Partie I Confiance par le développement des modèles et l’analyse de leurs résultats. Plan de l’exposé  Qu'est ce qu'un modèle numérique de climat  Comment construit-on et développe-t-on un modèle  Comprendre les résultats des modèles  Déterminer les résultats robustes de ceux incertains

3 Le modèle "Système Terre" de l'IPSL Chimie et aérosols (INCA/Reprobus) Végétation, surface (ORCHIDEE) Atmosphère (LMDZ) Biogéchimie marine (PISCES) Glace de mer (LIM) Océan (OPA) Coupleur (OASIS)

4 Film animation simulation à télécharger depuis: http://www.lmd.jussieu.fr/~jldufres/tmp/ipsl_full.mov http://www.lmd.jussieu.fr/~jldufres/tmp/ipsl_full.mov Il peut être vue via: http://www.ipsl.fr/fr/Mediatheque/Multimedia/Animation-sur-la- modelisation-climatique SERA INTEGRE A LA FIN ET EN LECTURE AU CLIC

5 Construire et améliorer les modèles Simuler la circulation de l'atmosphère et de l'océan Maillages sur la sphère Schémas de transport assez précis Schémas de transport diffusif

6 Construire et améliorer les modèles Modéliser les phénomènes sous-maille

7 Exemple: La couche limite atmosphérique convective http://www.astrosurf.org/lombry/meteo-vol-a-voile.htm (Atkinson & al., 1996) couche de surface instable: diffusion couche mélangée: cellules convectives couche d'inversion: overshoot atmosphère libre

8 Modéliser les phénomènes sous-mailles

9 Comprendre les résultats des modèles L'effet de serre Absorption de l'atmosphère en fonction du CO 2 Concentration de CO 2 (ppm) Absorption moyenne 1 (Dufresne Treiner 2012)‏ Paradoxe: pourquoi les modèles simulent une augmentation de l’effet de serre avec le CO 2 alors que l’absorption de l’atmosphère n’augmente pas? Analogie de l’effet de serre 1 T1T1 T2T2 2 1 1 T1T1 1 1 T1T1 2 2 1 1 3 T2T2 T3T3

10 Comprendre les résultats des modèles Le changement moyen des précipitations Paradoxe: pourquoi les modèles simulent une augmentation des précipitations plus faibles que celle de la vapeur d’eau? 1 0 3 4 2 ∆Ts 1 0 3 4 2 ∆Q/Q (%) ∆P/P (%) Changement de la quantité de H 2 O vs changement de la température moyenne de surface Changement des précipitations vs changement de la température moyenne de surface ∆Q/Q (%) ≈ 7.5 ∆Ts ∆P/P (%) ≈ 1.5 ∆Ts

11 Comprendre les résultats des modèles Le changement moyen des précipitations Paradoxe: pourquoi les modèles simulent une augmentation des précipitations plus faibles que celle de la vapeur d’eau? Adapté de [Trenberth & Fasullo, 2012] Changement moyen des précipitations contrôlé par le bilan d’énergie Cycle de l’énergie (W.m-2)

12 Résultats robustes versus incertitudes Différences entre résultats de modèles:  Importance de cette dispersion  Raisons de cette dispersion Résultats robustes:  Simulés par les modèles  Compris (guide théorique)  Cohérent avec les observations

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14 Sciences à Cœur Sorbonne Universités Le climat : enjeux scientifiques et sociétaux Merci de votre attention #SciencesACoeur

15 Pour voir et revoir la vidéo de cette conférence www.upmc.fr www.upmc.fr rubrique culture / Sciences à Cœur

16 Prochain rendez-vous Jeudi 26 février 2015 Regards croisés autour des climats du passé : paléontologie et histoire des sciences Avec Sylvie CRASQUIN, centre de recherche sur la paléobiodiversité et les paléoenvironnements et Sebastian GREVSMÜHL, OSU Ecce Terra #SciencesACoeur