Un modèle climatique précis est beaucoup plus difficile à obtenir qu’un modèle météo précis

Le rapport 2007 du Groupe de Travail 1 du GIEC affirme que "la projection des changements climatiques dus aux gaz à effet de serre à 50 ans est un problème très différent et beaucoup plus facile à résoudre que les prévisions du temps à une semaine. Autrement dit, les variations à long terme provoquées par les changements dans la composition de l'atmosphère sont beaucoup plus prédictibles que des événements météorologiques individuels." (page 150)

Cet article résume rapidement en quoi de telle affirmation est absurde.

D'abord, tous les modèles climatiques et météorologiques contiennent deux composants; un moteur dynamique (qui prend en compte l'advection, les gradients de pression et l'accélération due à la gravitation) et des processus physiques, chimiques et biologiques paramétrisés ou constants. Seulement le moteur dynamique est de la physique de base. Toutes les paramétrisations sont du code d'ingénierie ce qui signifie qu'elles contiennent des composants ajustables.

 réchauffement climatique
Les trois modèles utilisés pour la prévision opérationnelle
par l'Agence météorologique japonaise. En bleu, modèle
planétaire. En vert, modèle Asie. En mauve, modèle Japon

Les modèles de prévisions météo paramétrisent la divergence de flux radiatif de longueur d'onde courte ou longue, une valeur fixe de nuage et de précipitation, les cumulus à haute altitude, la turbulence et les flux mer-air et terre-air. Les variables d’état dans les modèles météo sont les 3 composantes de vélocité: température, pression densité de l'air et les trois phases de l'eau (et dans certains cas d'autres gaz et aérosols). Une discussion détaillée de ce genre de modèle est donné par exemple dans Pielke, R.A., Sr., 2002: Mesoscale meteorological modeling. 2nd Edition, Academic Press, San Diego, CA, 676 pp.

Les variables d'état sont initialisées avec des données d'observation réelles telle que les données des radiosondes et des satellites. Si le modèle météo est régional, il obtient des informations à partir des conditions aux limites latérales. Le moteur dynamique du modèle météo, par conséquent, est contrait par les données initiales réelles et par les conditions aux limites latérales. La plupart des conditions aux limites latérales sont fixes. Cela comprend, par exemple la température de surface des mers, l'étendue de la glace de mer, la végétation, la couverture nuageuse. Seulement certaines quantités, telle que l'humidité des sols et la température de la surface terrestre peuvent changer en réponse aux flux terre-air. Quand les conditions initiales du modèle météo sont "oubliées", les paramétrisations doivent prendre le relais en prédisant au mieux l'évolution des variables d'état, d'où la raison de la dégradation de la précision des prévisions météo qui deviennent inutilisable après un certain temps (voir par exemple ici).

Un modèle climatique, par contraste, doit modéliser plus de processus que dans un modèle météo (tel que la biochimie de la végétation terrestre ou marine; la dynamique de la glace de mer; les aérosols; la circulation océanique; le gel et dégel du sol; l'accumulation et la fonte de la neige, etc., voir). Certains de ces processus climatiques (qui impliquent de la physique, la biologie et la chimie), sont modélisé comme dans un modèle météo, par un moteur dynamique et par des paramétrisations. C'est le cas de la dynamique de la glace de mer et de la circulation océanique, qui contiennent tous deux l'advection, des composantes de gradient de pression et de gravitation, tout comme la paramétrisation d'autres effets (telle que la turbulence et le changement de phase de l'eau). certain des processus climatiques tels que la biochimie ou la biogéographie n'ont pas de moteur dynamique et sont complètement paramétrisés.

Ainsi, un modèle climatique contient plus de paramétrisations avec leur composants ajustables qu'un modèle météo, ainsi que de variables d'état supplémentaires (telles que la salinité, la neige, la glace, le type de végétation…) pour lesquelles les conditions initiales doivent être toutes renseignées.

Le modèle climatique n'a également pas de vraies contraintes telles que les données d'observation réelles obtenues à partir des mesures de conditions initiales. Ces données réelles contraignent les prédictions. Au lieu de ça, les variables d'état nécessaires aux moteurs dynamiques de chaque composant du modèle climatique (ie les variables d'état pour l'atmosphère, la terre, l'océan et la glace continentale) doivent être générés à partir des paramétrisations !

Un modèle climatique contient plus de
paramétrisations avec leur composants
ajustables qu'un modèle météo, ainsi
que de variables d'état supplémentaires

Ainsi, l'affirmation par le GIEC qu'un forçage climatique (tel que le CO2 émis par l'homme) peut être séparé des paramétrisation impliquées dans les multiples composants d'un modèle climatique pour permettre des prévisions à plusieurs décennies utilisables à l'échelle globale ou régionales est une affirmation remarquable. L'affirmation du GIEC que cela est un "problème beaucoup plus facile à résoudre que les prévisions du temps à une semaine" est clairement une affirmation ridicule scientifiquement. Quand on compare à un modèle météo, avec les prédictions multi-décennale par un modèle climatique, il y a plus de paramétrisation, plus de variables d'état, et un manque de contrainte de ces variables d'état avec les données d'observation réelles.

Source

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1.  Abder | 28/05/2007 @ 0:24 Répondre à ce commentaire

Quand les prédictions climatiques sur des décennies deviennent plus faciles à gérer que les prévisions météorologiques, cela donne l’impression qu’on est en cuisine : on crée des recettes dans lesquelles les ingrédients sont préalablement définis qualitativement et quantitativement, tout en simulant le déroulement de la cuisson… On se trompe quand même des fois aux prévisions météo, faute de fiabilité absolue, alors qu’on ne se trompe pas (!) aux prévisions des modèles pour longues périodes (de plusieurs décennies), tout simplement parce que tout est bien connu (d’avance) avec une incroyable précision, et tout devra se dérouler comme voulu (et non pas comme prévu) ?

2.  DM | 29/05/2007 @ 13:43 Répondre à ce commentaire

N’hésitez pas à lire les commentaires de la source.
C’est très interessant.

3.  Murps | 29/05/2007 @ 21:00 Répondre à ce commentaire

J’en ai lu quelques uns. Effectivement, il y a beaucoup d’idées et de remarques pertinentes.

En gros, beaucoup de gens, comme moi, ne sont pas d’accord avec l’affirmation :

« …/… Autrement dit, les variations à long terme provoquées par les changements dans la composition de l’atmosphère sont beaucoup plus prédictibles que des événements météorologiques individuels. …/… »

Cet article ne me semble pas sérieux.
La science et le temps jugeront.

Cordialement.
Murps

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