GT I: Les éléments scientifiques

D.4 Evaluation générale des capacités

Les modèles couplés ont évolué et se sont considérablement améliorés depuis le deuxième Rapport d’évaluation. En général, ils produisent des simulations plausibles du climat, du moins jusqu’aux échelles sous-continentales et à des échelles de temps allant de la saison à la décennie. Dans leur ensemble, les modèles couplés sont considérés comme des outils propres à fournir des projections utiles du climat futur. Ces modèles ne peuvent pas encore simuler tous les aspects du climat (ainsi, ils ne permettent pas de rendre pleinement compte de l’évolution observée des différencesde température surface-troposphère depuis 1979). La nébulosité etl’humidité restent également d’importantes sources d’incertitude,malgré l’amélioration progressive des simulations de ces paramètres. Aucun modèle n’est incontestablement supérieur aux autres, et il importe d’utiliser les résultats fournis par un ensemble de modèles couplés évalués avec soin pour étudier les effets de différentes formulations. La confiance accrue qu’inspirent les modèles se justifie par leurs performances dans les domaines ci-après.

Ajustement des flux

Le crédit généralement accordé aux projections des modèles s’est encore accru en raison des résultats remarquables de plusieurs modèles qui n’utilisent pas l’ajustement des flux. Ces modèles poursuivent actuellement des simulations stables portant sur plusieurs siècles du climat à la surface du globe, dont la qualité est jugée suffisante pour permettre leur utilisation à des fins de projection des changements climatiques. De nombreux modèles peuvent désormais être exploités sans ajustement des flux grâce aux progrès réalisés tant pour la composante atmosphérique que pour la composante océanique. En ce qui concerne l’atmosphère simulée, les améliorations les plus notables portent sur la convection, la couche limite, les nuages et les flux de chaleur latente à la surface. Quant aux améliorations apportées à l’océan modélisé, elles concernent la résolution, le mélange au niveau de la couche limite et la représentation des tourbillons. Les résultats des études des changements climatiques effectuées à l’aide de modèles avec et sans ajustement des flux sont généralement concordants; néanmoins, l’élaboration de modèles stables sans ajustement des flux renforce la confiance dans leur capacité de simuler le climat futur.

Le climat du XXe siècle

Figure TS 13 — Anomalies des températures (°C) moyennes mondiales observées et simulées, par rapport à la moyenne des observations pour la période 1900 à 1930. Les données de contrôle et les trois simulations indépendantes effectuées avec le même gaz à effet de serre accompagné d’un forçage d’aérosols, dans des conditions initiales légèrement différentes, sont tirées d’un modèle AOGCM. Les trois simulations sont identifiées comme “passe 1”, “passe 2” et “passe 3” respectivement. [Fondée sur la Figure 8.15]

La confiance dans la capacité des modèles de prévoir l’évolution future du climat est renforcée par le fait que plusieurs modèles parviennent à reproduire la hausse tendancielle de la température de l’air en surface au XXe siècle sur la base de la concentration accrue de gaz à effet de serre et d’aérosols sulfatés (voir la figure TS 13). Toutefois, seuls des scénarios idéalisés ont été retenus dans le cas des aérosols sulfatés, et les modèles n’ont pas toujours pris en compte le rôle de certains processus et forçages supplémentaires. Quelques études de modélisation semblent indiquer que la prise en compte de certains forçages supplémentaires tels que la variabilité solaire ou les aérosols volcaniques pourrait améliorer certains aspects de la variabilité simulée du climat au XXe siècle.

Phénomènes extrêmes

Les analyses des phénomènes extrêmes simulés dans les modèles climatiques – et la confiance en ces analyses – en sont encore au stade de la gestation, notamment pour ce qui concerne les trajectoires et la fréquence des tempêtes. Si les tourbillons de type cyclonique sont simulés par certains modèles climatiques, leur interprétation est encore sujette à trop d’incertitude pour ne pas inciter à la prudence dans la projection des changements propres aux cyclones tropicaux. Il faut toutefois noter que, d’une façon générale, l’analyse des phénomènes extrêmes, que ce soit à partir des observations (voir la section B.6) ou à l’aide de modèles couplés, est encore insuffisamment développée.

Variabilité interannuelle

Les modèles couplés simulent de mieux en mieux le phénomène ENSO; toutefois, sa variabilité est décalée vers l’ouest et son intensité est généralement sous-estimée. Lorsqu’ils sont convenablement initialisés à l’aide de données sur les vents de surface et les profondeurs océaniques, certains modèles couplés parviennent à prévoir avec un certain succès des épisodes ENSO.

Comparaisons de modèles

Le recours accru aux comparaisons systématiques des modèles confirme de façon probante l’amélioration des performances des modèles climatiques. Ainsi, le Coupled Model Intercomparison Project (CMIP) permet de procéder à une évaluation et à une comparaison plus complètes et systématiques des modèles couplés utilisés dans une configuration normalisée et réagissant à des forçages normalisés. On est même parvenu à chiffrer certaines améliorations des performances des modèles couplés. Quant au Paleoclimate Model Intercomparison Project (PMIP), il permet de comparer des modèles pour le milieu de l’holocène (6000 ans avant le présent) et le dernier maximum glaciaire (21 000 ans avant le présent). L’aptitude de ces modèles à simuler certains aspects des paléoclimats, confirmée par une série de données paléoclimatiques indirectes, confère une certaine fiabilité aux modèles (du moins en ce qui concerne la composante atmosphérique) pour un ensemble de forçages différents.

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