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L’oscillation nord-atlantique (NAO) est la manifestation dominante de la variabilité de la circulation atmosphérique septentrionale en hiver et est à présent simulée d’une façon de plus en plus réaliste. La NAO est étroitement liée à l’oscillation arctique, qui présente une composante annulaire supplémentaire autour de l’Arctique. Il apparaît clairement que la NAO résulte principalement de processus atmosphériques internes mettant en jeu l’ensemble du système troposphère- stratosphère. Dans l’Atlantique, les fluctuations de la température de la mer en surface sont fonction de l’intensité de la NAO, et l’on commence à percevoir l’importance du rôle joué par une interaction bidirectionnelle de faible ampleur entre la NAO et l’océan Atlantique, qui se traduit par une variabilité décennale, dans la prévision des changements climatiques.
Le changement climatique peut se manifester comme un déplacement des moyennes ou encore comme une modification de l’orientation préférentielle de certains régimes climatiques, ainsi qu’en témoignent l’évolution observée de l’indice NAO vers des valeurs positives ces 30 dernières années et le «glissement» climatique qui s’est produit vers 1976 dans le Pacifique tropical. Bien que les modèles couplés simulent certaines manifestations de la variabilité climatique naturelle observée telles que les phénomènes NAO et ENSO – ce qui donne à penser qu’un grand nombre des processus pertinents sont pris en compte dans les modèles –, il faudra d’autres améliorations pour représenter avec exactitude ces phénomènes naturels. De plus, comme les phénomènes ENSO et NAO sont des éléments clés des changements climatiques à l’échelle régionale et peuvent fort bien entraîner des variations brusques et inattendues, il en a résulté un accroissement de l’incertitude pour les aspects du changement climatique qui sont étroitement liés aux variations d’envergure régionale.
Si des changements rapides et irréversibles du système climatique
sont possibles, bien des incertitudes demeurent quant aux mécanismes
impliqués ainsi qu’à la probabilité et à la
durée de tels changements. Le système climatique fait intervenir
nombre de processus et de rétroactions qui s’influencent mutuellement
de façon complexe et non linéaire. Cette interaction peut favoriser
la création de seuils qui peuvent être franchis pour peu que le
système soit suffisamment perturbé. L’examen de carottes
de glace polaire semble indiquer que les régimes atmosphériques
peuvent évoluer en quelques années, et des changements hémisphériques
de grande ampleur peuvent se produire en l’espace d’à peine
quelques décennies. Ainsi, on s’est servi d’une hiérarchie
de modèles pour mettre en évidence l’existence possible
d’un seuil au-delà duquel la circulation thermohaline atlantique
pourrait rapidement prendre fin. On ne sait pas encore exactement quel est ce
seuil et quelle est la probabilité que des activités humaines
puissent entraîner son franchissement (voir la section
F.6). Par ailleurs, la circulation atmosphérique peut être
caractérisée par différentes configurations découlant,
par exemple, du phénomène ENSO ou de d’oscillation nord-atlantique
(ou atlantique), dont le cycle peut varier rapidement. La théorie et
les modèles semblent généralement indiquer que le changement
climatique peut en premier lieu s’exprimer dans les variations de la fréquence
d’apparition de ces configurations. Des modifications de la végétation,
qu’elles soient la conséquence directe d’un déboisement
d’origine humaine ou le résultat du réchauffement de la
planète, peuvent se produire rapidement et provoquer d’autres changements
climatiques. La formation rapide du Sahara, il y a quelque 5500 ans, pourrait
être un exemple d’une telle modification non linéaire de
la couverture terrestre.
Les MCGAO à faible résolution simulent généralement assez bien les caractéristiques de la circulation générale de l’atmosphère. A l’échelle régionale, ces modèles présentent des distorsions moyennes spatiales qui varient fortement selon la région et le modèle considérés, avec des distorsions des températures saisonnières moyennées à l’échelle sous-continentale de l’ordre de ±4 ºC, et des distorsions des hauteurs de précipitation comprises entre -40 et +80 pour cent. Il s’agit là d’une nette amélioration par rapport aux MCGAO évalués dans le deuxième Rapport d’évaluation.
Les modèles de la circulation générale de l’atmosphère (MCGA) à haute résolution ou à résolution variable qui ont été élaborés depuis la parution du deuxième Rapport d’évaluation semblent généralement indiquer que la dynamique et le flux à grande échelle des modèles s’améliorent à mesure que la résolution augmente. Par contre, dans certains cas, les erreurs systématiques sont plus accentuées que dans les modèles à plus faible résolution, bien que très peu de résultats aient été attestés.
Les MCR à haute résolution se sont perfectionnés considérablement depuis le deuxième Rapport d’évaluation. Les modèles régionaux améliorent sans cesse les caractéristiques spatiales du climat simulé par rapport aux MCGA. Les MCR, qui sont tributaires des conditions aux limites observées, mettent en évidence des distorsions des moyennes spatiales de la température (pour des étendues de 105 à 106 km2) généralement inférieures à 2 ºC, tandis que les distorsions de la hauteur de précipitation sont inférieures à 50 pour cent. Il ressort des travaux menés à l’échelon régional qu’à des échelles plus petites, les fluctuations peuvent varier considérablement d’ampleur ou changer de signe par rapport aux résultats moyens obtenus pour de plus vastes étendues. Il existe des écarts assez importants entre les modèles, dont les causes sont encore mal cernées.
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