Deux nouveaux modèles climatiques français simulent un réchauffement plus important à l’horizon 2100

La communauté internationale en climatologie est engagée dans un important exercice de simulations numériques du climat, passé et futur. Ses conclusions contribueront de manière majeure au premier volet du sixième rapport d’évaluation du GIEC1, dont la publication est prévue en 2021.

Les scientifiques français impliqués dans ce travail, notamment au CNRS, au CEA et à Météo-France, ont été les premiers à rendre leur copie et viennent de dévoiler les grandes lignes de leurs résultats. Leurs nouveaux modèles prévoient notamment un réchauffement plus important en 2100 que les versions précédentes. Ils progressent aussi dans leur description du climat à l’échelle régionale.

Les scientifiques français regroupés au sein de la plateforme Climeri-France2 ont participé au programme mondial de simulations du climat (CMIP6)3 avec deux modèles climatiques, développés l’un par le CNRM4 associé au Cerfacs5, l’autre à l’IPSL6. CMIP6 rassemble plus d’une vingtaine de centres climatiques dans le monde, qui conçoivent une trentaine de modèles.

Les deux nouveaux modèles français, mais également d’autres modèles étrangers déjà disponibles, simulent un réchauffement plus important à l’horizon 2100 que les versions précédentes établies en 2012, en particulier pour les scénarios les plus pessimistes en émissions. Cela pourrait s’expliquer par une réaction plus forte du climat à l’augmentation des gaz à effet de serre anthropique que dans les simulations de 2012, mais les raisons de cette sensibilité accrue et le degré de confiance à y apporter restent à évaluer.

Selon le scénario le plus « pessimiste » (SSP5 8,5 – croissance économique rapide alimentée par des énergies fossiles), l’augmentation de la température moyenne globale7 atteindrait 6 à 7°C en 2100, soit 1 °C de plus que dans les précédentes estimations. Seul l’un des scénarios socio-économiques (SSP1 1,9 – marqué par une forte coopération internationale et donnant priorité au développement durable), permet de rester sous l’objectif des 2 °C de réchauffement, au prix d’efforts d’atténuation très importants et d’un dépassement temporaire de cet objectif au cours du siècle.

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Les modèles de climat servent aussi de base à la modélisation climatique à échelle plus fine sur la France métropolitaine et les outremers. Ainsi, plusieurs simulations réalisées dans le cadre de CMIP6 ont été « zoomées », sur l’Europe et l’océan Indien. À ces échelles, les scientifiques ont notamment réussi à représenter de manière plus réaliste que précédemment des phénomènes comme les vagues de chaleur, les cyclones ou le transport de poussières.

De tels résultats ont pu être obtenus grâce aux améliorations apportées aux modèles de climat depuis le précédent exercice. Leur résolution spatiale est plus fine, la modélisation des différents compartiments physiques du système climatique (océan, atmosphère, surfaces continentales, glaces…) est plus aboutie, et, les évaluations en cours montrent que les modèles français simulent mieux les caractéristiques observées du climat que les anciennes versions.

Le travail effectué par la communauté française a mobilisé une centaine de scientifiques de disciplines variées (climatologues, océanographes, glaciologues, spécialistes de l’atmosphère, de la végétation et des sols, experts en calcul intensif), a nécessité des moyens informatiques importants : 500 millions d’heures de calcul assurées par les supercalculateurs de Genci8 et de Météo-France, 20 Pétaoctets de données générées.

En France et en Europe de l’Ouest, l’augmentation des vagues de chaleur va se poursuivre. Une analyse des vagues de chaleur à l’échelle de la France métropolitaine montre que les modèles sont capables de simuler des vagues de chaleur d’intensité similaire aux vagues de chaleur déjà observées, même si la vague de chaleur de 2003 est exceptionnelle quant à sa durée. Les modèles confirment aussi que l’intensité et la fréquence des vagues de chaleur ont augmenté ces dernières décennies : on constate une élévation aussi bien de l’indice T3X (température moyenne sur trois jours consécutifs de canicule) que de l’indice T7X (température moyenne sur sept jours consécutifs de canicule). Les modèles prédisent aussi que cette tendance va se poursuivre au moins dans les deux décennies qui viennent, quel que soit le scénario considéré.



Une analyse plus fine à l’échelle de l’Europe de l’Ouest montre que toutes les caractéristiques des canicules augmentent : température du jour le plus chaud, nombre total de jours de canicule dans l’été, et durée des épisodes de canicule. Cependant, ces évolutions se différencient fortement après 2050 selon les scénarios et les trajectoires d’émissions associées. Ainsi les scénarios SSP1 1,9 et SSP1 2,6 permettent de limiter la sévérité des canicules. A contrario, dans les scénarios intermédiaires et hauts, un été typique des années 2050 correspondra à l’été 2003 connu pour ses canicules


Notes

1. GIEC : Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (en anglais : Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC).
2. Infrastructure nationale de modélisation du climat qui unit les forces du CEA, de CNRS et de Météo-France, avec le soutien notable de Sorbonne Université, de l’IRD et du Cerfacs.
3. Coupled Model Intercomparison Project, sixième édition.
4. CNRM : Centre national de recherches météorologiques (Météo-France/CNRS).
5. Cerfacs : Centre européen de recherche et de formation avancée en calcul scientifique.
6. IPSL : Institut Pierre-Simon Laplace, qui fédère neuf laboratoires franciliens en sciences de l’environnement, dont cinq ont participé à cet exercice.
7. Le niveau de réchauffement est exprimé en prenant comme référence les températures pré-industrielles (période 1850-1899).
8. Grand équipement national de calcul intensif. Son parc de calculateurs est installé dans trois centres, dont l’Institut du développement et des ressources en informatique scientifique (IDRIS) du CNR S, à Orsay et le Très grand centre de calcul (TGCC) du CEA, à Bruyères-le-Châtel (Essonne).

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