Climatologie et modèles climatiques: les bases scientifiques

1. 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

5. 100 millions d’années = 100 000 millénaires G. Jacques, communication personnelle

7. Le déséquilibre d’un système complexe: l’exemple du cycle du carbone GIEC, 1990 - CDIAC

8. Un équilibre énergétique fragile

9. Additionnel (2.8 W/m2) Principaux constituantsatmosphériques contribuant à l’effet de serre Naturel (155 W/m2)

10. Des effets déjà sensibles? Mann, IPCC, 2001

11. Les modèles climatiques: L. Fairhead

12. Analyse dimensionnelle Echelles de longueur Echelles de vitesse Echelles de temps

13. Mouvements horizontaux: proches de l’équilibre géostrophique Nombre de Rossby: Mouvements verticaux: proches de l’équilibre hydrostatique Nombre de Froude: Dimensionnement des équations: Froude = Rossby

19. Forçage radiatif des nuages : LW

20. 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

21. Observational evidence for strength of water vapour feedback (Soden et al., Science 2002) “New observational and modelling evidence strongly supports a combined water vapour-lapse rate feedback of a strength comparable to that found in GCMs” Source : IPCC WGI AR4

23. Les scénarios du GIEC: un outil de réflexion sur le futur

24. Conclusions from last IPCC report • Persistent spread in model behaviour:

26. Températures minimales journalières estivales Tendances observées 1971-2000 Changement simulé

27. Détection d’un signal sur les tendances sur 30ans des températures minimales journalières d’été Spagnoli et al (2002)

29. Augmentation du puits atmosphérique de dioxyde de carbone. Modéré par l’effet climatique Sans modération par le climat Différence = interaction végétation/climat

32. A l’ordre 0, l’effet de serre correspond à un déplacement vertical des profils de température Z zfin zinit T* T

34. Solar Volcanic GHGs Ozone All Direct SO4 aerosol Examples of signals 20th century response to forcing simulated by PCM Fig. 9.1

35. Atmospheric temperature structure Fig 9.14 • The tropospheric warming and stratospheric cooling is very likely due to anthropogenic forcing (GHG increase and stratospheric ozone depletion) • This has likely led to an increase in the height of the tropopause

36. L’évolution des précipitations pour les deux modèles français CNRM IPSL A2

37. Approches régionales: résultats de PRUDENCE (Prudence est un projet financé par la Commission Européenne)

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

39. Hausse du niveau de la mer au cours du 20ème Mesure du niveau de la mer depuis l’espace Altimétrie spatiale Hausse observée: 3.3 mm/an depuis 1993 Données marégraphiques 1.8 mm/an 1993 2006 Mais la hausse n’est pas uniforme! Jaune/rouge bleu

40. Comparaison « hausse observée-contributions climatiques » (1993-2003) -1. 0. 1. 2. 3. 4. mm/an Expansion thermique 1.6 mm/an Glaces continentales 1.2 mm/an Expansion thermique + fonte des glaces 2.8 mm/an Niveau de la mer observé 3.1 mm/an