Premières analyses des simulations paléoclimatiques PMIP4-CMIP6

Les simulations du climat de l'Holocène Moyen peuvent être comparées à de précédents résultats de PMIP : certes, les modèles plus récents bénéficient d'une meilleure représentation du climat préindustriel mais ils ne s'accordent pas encore entièrement avec les reconstructions à partir d'archives climatiques, notamment sur les moussons. En particulier, la plupart des modèles ne décrit toujours pas de façon satisfaisante l'augmentation de la mousson africaine, caractéristique du Sahara « humide » de cette période.

Ces travaux soulignent l'intérêt d'évaluer l'aptitude des modèles à simuler un changement de climat passé, et pas seulement le climat actuel ou préindustriel.

Les modélisations du climat du dernier interglaciaire sont, quant à elles, une nouveauté pour PMIP. Suivant les différences de rayonnement solaire incident au sommet de l'atmosphère, l'amplification du cycle saisonnier thermique et des moussons de l'hémisphère nord peut être plus importante que pour l'Holocène Moyen. La comparaison entre modèles et reconstructions est cette fois globalement satisfaisante, même si certaines caractéristiques locales, comme un refroidissement en Mer du Labrador ou le long du Groenland, ne sont pas reproduites par les modèles.

Le climat de cette période se distingue par une fonte estivale importante de la banquise Arctique, voire, pour certains modèles, par une fonte quasi-totale en été. La diversité des réponses des modèles s'explique probablement par le choix des paramètres décrivant les nuages et l'albédo de la banquise.

Selon les chercheurs, ces résultats se rapprochent des projections effectuées avec les mêmes modèles, dans un scénario où la concentration atmosphérique en CO₂ augmente de 1% par an à partir d'une concentration préindustrielle. En effet, les étendues de banquise estivale obtenues par les différents modèles au moment du doublement de la teneur en CO₂ (1950-1970) varient (linéairement) comme celles obtenues pour le dernier interglaciaire. Ce travail montre ici aussi le potentiel de l'évaluation des modèles, grâce aux simulations climatiques passées et aux reconstructions.

Pour la banquise, les reconstructions actuelles ne sont pas encore assez précises pour identifier les modèles les plus réalistes mais les résultats obtenus montrent à quel point ces données seraient utiles…

Les 3 figures ci-dessus (© Copernicus)présentent les résultats des modèles PMIP4-CMIP6 pour le dernier interglaciaire, il y a 127 000 ans, en termes de température (en haut), de précipitations (au milieu) et de banquise arctique (en bas). Pour les températures et les précipitations, les moyennes sont présentées pour les saisons d’été (en haut) et d’hiver (en bas), en différence par rapport à la période pré-industrielle (i.e conditions de 1850). Ces figures montrent le caractère saisonnier du changement de climat simulé (augmentation du cycle saisonnier thermique et des moussons dans l’hémisphère nord) en réponse à une amplification du cycle saisonnier du rayonnement solaire reçu au sommet de l’atmosphère. La figure du bas montre l’étendue estivale de la banquise Arctique dans la simulation du dernier interglaciaire, en fonction de l’étendue estivale de la banquise dans des simulations idéalisées du climat futur pour lesquelles le CO₂ atmosphérique augmente 1% par an à partir de la concentration pré-industrielle, au moment du doublement de la concentration en CO₂ atmosphériques (années 50 à 70 de simulations).

PMIP et CMIP au service de la prédiction des climats futurs

Lancé il y a presque 30 ans, à la suite d'AMIP (Atmospheric Modelling Intercomparison Project), le projet PMIP coordonne des simulations de climats clés du passé de manière à en comprendre les différences par rapport au climat actuel et à évaluer les modèles utilisés pour la prévision des climats futurs. PMIP alimente CMIP (Coupled Model Intercomparison Project) qui rassemble des simulations du climat actuel, de climats passés et de scénarios pour l'avenir, afin de comprendre les changements climatiques en cours, d'évaluer les modèles de climat et de s'interroger sur le climat futur. La 4^e phase de PMIP (PMIP4) vise à coordonner les simulations paléoclimatiques de la 6e phase de CMIP (CMIP6).

Références

​ A multi-model CMIP6-PMIP4 study of Arctic sea ice at 127 ka: sea ice data compilation and model differences, Clim. Past 

Large-scale features of Last Interglacial climate: results from evaluating the lig127k simulations for the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6)–Paleoclimate Modeling Intercomparison Project (PMIP4), Clim. Past 

Large-scale features and evaluation of the PMIP4-CMIP6 midHolocene simulations, Clim. Past

Contacts

Masa Kageyama, LSCE-IPSL (CEA/CNRS/UVSQ) - masa.kageyama@lsce.ipsl.fr

Pascale Braconnot, LSCE-IPSL (CEA/CNRS/UVSQ) - pascale.braconnot@lsce.ipsl.fr

Source : CEA

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