climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

40
Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques Hervé Le Treut, Laboratoire de Météorologie Dynamique et Institut Pierre Simon Laplace CNRS / Ecole Polytechnique/ ENS/ Université Paris 6

Upload: annot

Post on 17-Jan-2016

60 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques. Hervé Le Treut, Laboratoire de Météorologie Dynamique et Institut Pierre Simon Laplace CNRS / Ecole Polytechnique/ ENS/ Université Paris 6. 100 millions d’années = 100 000 millénaires. G. Jacques, communication personnelle. - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

Climatologie et modèles climatiques:les bases scientifiques

Hervé Le Treut,

Laboratoire de Météorologie Dynamique et Institut Pierre Simon Laplace

CNRS / Ecole Polytechnique/ ENS/ Université Paris 6

Page 2: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques
Page 3: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques
Page 4: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques
Page 5: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

100 millions d’années = 100 000 millénaires

G. Jacques, communication personnelle

Page 6: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques
Page 7: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

Le déséquilibre d’un système complexe: l’exemple du cycle du carbone

GIEC, 1990 - CDIAC

Page 8: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

Un équilibre énergétique fragile

Page 9: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

Water vapor55%

Clouds15%

Other greenhouse

gases 30%

Principaux constituants atmosphériques contribuant à l’effet de serre

NaturelNaturel

(155 W/m(155 W/m22))

CH4

17%

Halocarbons12%

Ozone13%

N2O5%CO2

53%

AdditionnelAdditionnel

(2.8 W/m(2.8 W/m22))

Page 10: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

Des effets déjà sensibles?

Mann, IPCC, 2001

Page 11: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

Les modèles climatiques:

L. Fairhead

Page 12: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

Analyse dimensionnelle

Echelles de longueur

Echelles de temps

Echelles de vitesse

Page 13: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

Nombre de Rossby:

Mouvements horizontaux: proches de l’équilibre géostrophique

Mouvements verticaux: proches de l’équilibre hydrostatique

Nombre de Froude:

Dimensionnement des équations: Froude = Rossby

Page 14: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques
Page 15: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques
Page 16: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques
Page 17: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques
Page 18: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques
Page 19: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

Forçage radiatif des

nuages : LW

Page 20: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

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

Page 21: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

Observational evidence for strength of water vapour feedback

Source : IPCC WGI AR4

“New observational and modelling evidence strongly supports a combined water vapour-lapse rate feedback of a strength comparable to that found in GCMs”

(Soden et al., Science 2002)

Page 22: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques
Page 23: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

Les scénarios du GIEC: un outilde réflexion sur le futur

Page 24: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

Conclusions from last IPCC report

• Persistent spread in model behaviour:

Page 25: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques
Page 26: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

Températures minimales journalières estivales

Changement simulé Tendances observées 1971-2000

Page 27: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

Détection d’un signal sur les tendances sur 30ans des températures minimales journalières d’été

Spagnoli et al (2002)

Page 28: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques
Page 29: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

Augmentation du puits atmosphérique de dioxyde de carbone.

Modéré par l’effetclimatique

Sans modération par le climat

Différence = interaction végétation/climat

Page 30: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques
Page 31: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques
Page 32: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

A l’ordre 0, l’effet de serre correspond à un déplacement vertical des profils de température

T*

zfin

zinit

T

Z

Page 33: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques
Page 34: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

Examples of signals

Solar Volcanic

GHGs Ozone

Direct SO4 aerosol All

Fig. 9.1

20th century

response to forcing simulated by PCM

Page 35: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

Atmospheric temperature structure

• The tropospheric warming and stratospheric cooling is very likelyvery likely due to anthropogenic forcing (GHG increase and stratospheric ozone depletion)

• This has likelylikely led to an increase in the height of the tropopause

Fig 9.14

Page 36: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

L’évolution des précipitations pour les deux modèles français

A2

CNRM

IPSL

Page 37: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

Approches régionales: résultats de PRUDENCE

(Prudence est un projet financé par la Commission Européenne)

Page 38: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

Changements du niveau de la mer: un risque au delà de 2100

Page 39: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

Hausse du niveau de la mer au cours du 20Hausse du niveau de la mer au cours du 20èmeème

Altimétrie spatiale

1.8 mm/an

Données marégraphiques

Hausse observée: 3.3 mm/an depuis 1993

Mesure du niveau de la mer depuis l’espace

Mais la hausse n’est pas uniforme! Jaune/rouge bleu

1993 2006

Page 40: Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

Comparaison « hausse observée-contributions climatiques »Comparaison « hausse observée-contributions climatiques »(1993-2003)(1993-2003)

mm/an4.3.2.1.0.-1.

Expansion thermique

Glaces continentales

Expansion thermique + fonte des glaces

Niveau de la mer observé

1.6 mm/an

1.2 mm/an

2.8 mm/an

3.1 mm/an