Données et couples de simulations

Qu’est-ce qu’une modélisation climatique ?

Des modèles climatiques numériques sont utilisés pour projeter l'évolution future possible du système climatique ainsi que pour comprendre le système climatique lui-même. Ils sont construits sur des descriptions mathématiques des processus physiques gouvernants du système climatique (par exemple, la quantité de mouvement, la masse et la conservation de l'énergie, etc.).

Les modèles de circulation générale (GCM) sont des modèles climatiques numériques mondiaux qui sont utilisés pour étudier le changement climatique sur l’ensemble de la planète. Ils décrivent divers composants du système terrestre et les interactions et rétroactions non linéaires entre eux. Afin de simuler le climat passé, les valeurs mesurées de composition atmosphérique (gaz à effet de serre, polluants, aérosols anthropiques) et d’occupation des sols sont utilisées comme données de forçage, tandis que pour les projections futures, les valeurs de scénarios socio-économiques particuliers sont utilisées.

En raison du grand nombre de points de données et de la grande complexité des GCM, leur intégration nécessite une grande quantité de ressources de calcul. La résolution de leur maillage horizontal varie actuellement de 50 à 150 km et ils fournissent une sortie avec une fréquence temporelle de 6 heures. Les GCM sont donc insuffisants sur de nombreux aspects pour estimer le changement climatique et sa variabilité à une échelle plus fine.

Une descente d'échelle est donc nécessaire pour décrire les conséquences locales du changement global, ce qui peut être fait au travers de modèles climatiques régionaux (RCM). Les intégrations RCM sont généralement exécutées à une résolution horizontale de 10 à 50 km sur une région d'intérêt spécifique (par exemple, sur l'Europe dans le cas d'EURO-CORDEX). Grâce à une combinaison de résolution explicite de processus significatifs (par exemple, les circulations des montagnes, les contrastes terre-océan) et des schémas de paramétrage adaptés à des résolutions plus élevées, les RCM sont en mesure de fournir des caractéristiques plus détaillées du climat régional à local.

Simulations climatiques disponibles dans CANARI

Crée en 2009, le programme EURO-CORDEX est la branche européenne du projet international CORDEX (Coordinated Regional Downscaling Experiment), un programme soutenu par le Programme Mondial de Recherche sur le Climat (WCRP) qui vise à organiser et coordonner un cadre international de production de projections climatiques régionales pour toutes les régions continentales du globe. EURO-CORDEX met à disposition des simulations climatiques basées à la fois sur des modèles utilisant des descentes d'échelle statistiques et dynamiques, forcés par les modèles globaux utilisés dans le 5ème rapport du GIEC (CMIP5).

Réprensentation des données CORDEX sur un globe

Les simulations climatiques proposées dans CANARI proviennent toutes d'EURO-CORDEX. Chaque modèle climatique dispose d’hypothèses de calculs pour représenter le système climatique qui lui sont propres. Ainsi, il est généralement préconisé par les spécialistes de retenir plusieurs jeux de simulations (de 5 à 6 modèles différents) lors du recours à des projections climatiques pour explorer la variabilité liée aux différents modèles.
Au total, 6 couples de simulations GCMxRCM ont été retenus pour le calcul d'indicateurs dans CANARI (voir tableau ci-dessous). Le choix de ces différents couples s'appuie notamment sur la disponibilité de données corrigées (aussi appelées Cordex- adjust). Ainsi, les jeux de simulations retenus proviennent de différents instituts aussi bien français, qu'allemand, suédois, danois, etc.

Domains Regional Climate Models (RCM) Driving Global Coupled Models (GCM)
MPI-M-MPI-ESM-LR (Allemagne) ICHEC-EC-EARTH (Irlande) IPSL-IPSL-CM5A-MR (France)
EUR-11 CCLM4-8-17 (ETH + BTU) EU RCP 4.5 et 8.5 RCP 4.5 et 8.5
RCA4 (SMHI) Suède RCP 4.5 et 8.5 RCP 4.5 et 8.5
RACMO22E (KNMI) Pays-Bas RCP 4.5 et 8.5
HIRHAM5 (DMI) Danemark RCP 4.5 et 8.5

Caractéristiques des simulations CANARI

  • Résolution géographique : toutes les simulations proposées correspondent à la résolution géographique la plus fine proposée par EURO-CORDEX (0,11 degré, EUR-11), soit des points de grilles d'environ 12,5 km de côté.
  • Scénarios climatiques : deux scénarios RCP(pour Representative Concentration Pathway) sont disponibles, le RCP4.5 (scénario intermédiaire), et le scénario 8.5 (scénario pessimiste).
  • Variables climatiques : de nombreuses variables climatiques sont disponibles pour chaque couple GCMxRCM. De manière systématique, les variables précipitations, température minimale, température maximale, température moyenne et vitesse moyenne du vent sont disponibles. D'autres variables ne sont disponibles de manière aléatoire selon le jeu de simulation retenu : l'humidité spécifique, l'humidité relative, la vitesse maximale du vent, le rayonnement, etc.
  • Période disponible : pour chacun des jeux de modélisation, la période de temps disponible est comprise entre 1985 et 2100.
  • Pas de temps : pour chaque variable climatique, les données sont journalières.

Synthèse des simulations disponibles dans CANARI

Simulation Institution GCM RCM Ensemble Scénarios Période Variables climatiques
Simulation 1 CLMcom MPI-M-MPI-ESM-LR CCLM4-8-17 r1i1p1 RCP 4.5 et 8.5 1985 à 2100 12
Simulation 2 SMHI ICHEC-EC-EARTH RCA4 r12i1p1 14
Simulation 3 CLMcom ICHEC-EC-EARTH CCLM4-8-17 r12i1p1 12
Simulation 4 KNMI ICHEC-EC-EARTH RACMO22E r1i1p1 13
Simulation 5 SMHI IPSL-IPSL-CM5A-MR RCA4 r1i1p1 14
Simulation 6 DMI ICHEC-EC-EARTH KIRHAM5 r3i1p1 13

CLMcom : CLM Community with contributions by BTU (Chair of Environmental Meteorology, Brandenburg University of Technology (BTU) Cottbus, Germany), DWD (German Weather Service), ETHZ (Swiss Federal Institute of Technology Zurich (ETH Zürich) ), UCD (Meteorology and Climate Centre, School of Mathematical Science, University College Dublin) WEGC (Wegener Center for Climate and Global Change, University of Graz, Austria)

DMI : Danish Meteorological Institute

KNMI : Royal Netherlands Meteorological Institute, Ministry of Infrastructure and the Environment

SMHI : Swedish Meteorological and Hydrological Institute


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