• Contenu principal
  • Menu
OpenEdition Books
  • Accueil
  • Catalogue de 16250 livres
  • Éditeurs
  • Auteurs
  • Facebook
  • X
  • Partager
    • Facebook

    • X

    • Accueil
    • Catalogue de 16250 livres
    • Éditeurs
    • Auteurs
  • Ressources numériques en sciences humaines et sociales

    • OpenEdition
  • Nos plateformes

    • OpenEdition Books
    • OpenEdition Journals
    • Hypothèses
    • Calenda
  • Bibliothèques

    • OpenEdition Freemium
  • Suivez-nous

  • Lettre d’information
OpenEdition Search

Redirection vers OpenEdition Search.

À quel endroit ?
  • CNRS Éditions
  • ›
  • À découvert
  • ›
  • Le climat à découvert
  • ›
  • Huitième partie. Questions et enjeux
  • ›
  • 3. Besoins en modélisation numérique
  • CNRS Éditions
  • CNRS Éditions
    CNRS Éditions
    Informations sur la couverture
    Table des matières
    Liens vers le livre
    Informations sur la couverture
    Table des matières
    Formats de lecture

    Plan

    Plan détaillé Texte intégral Les phénomènes physiques et leurs couplages Les phénomènes biogéochimiques et leurs couplages Les nouveaux algorithmes et les ordinateurs de nouvelle génération Compétences requises Auteurs

    Le climat à découvert

    Ce livre est recensé par

    Précédent Suivant
    Table des matières

    3. Besoins en modélisation numérique

    Jean-Louis Dufresne et David Salas y Mélia

    p. 249-250

    Texte intégral Les phénomènes physiques et leurs couplages Les phénomènes biogéochimiques et leurs couplages Les nouveaux algorithmes et les ordinateurs de nouvelle génération Compétences requises Auteurs

    Texte intégral

    1Les modèles climatiques actuels permettent de reproduire de nombreuses caractéristiques générales du climat présent et de bien simuler le réchauffement observé depuis quelques décennies. Ils permettent également d’estimer, à un facteur deux près, l’amplitude du réchauffement global futur en réponse à un accroissement donné de la concentration des gaz à effet de serre*. Si l’incertitude sur l’amplitude de ce réchauffement paraît élevée, ce sont surtout les changements climatiques associés à ce réchauffement qui sont simulés de façon très différente selon les modèles, même pour des variables aussi essentielles que la pluie : sur de grandes régions continentales, certains modèles simulent un accroissement des précipitations, d’autres une diminution, sans que les critères actuels ne permettent de déterminer quel résultat est le plus plausible. Ainsi l’évolution de notre capacité à prévoir les changements climatiques dans les prochaines décennies, à anticiper leurs effets, à comprendre et à interpréter les changements climatiques en cours ou passés, dépendra en premier lieu de notre capacité à améliorer de façon très significative les modèles climatiques existants.

    2Ceci nécessite de mettre en place des projets de recherche dédiés portant sur l’amélioration de la représentation des phénomènes physiques ou biogéochimiques et de leurs couplages ainsi que sur l’amélioration des performances numériques de ces modèles. Vu la complexité des phénomènes à modéliser et leur grand nombre, toute modélisation reposera forcément sur une simplification importante des phénomènes réels. Ainsi, les développements de modèles devront être étroitement associés à des études expérimentales, des analyses d’observations, des études théoriques ou des études avec des modèles de complexité différente.

    Les phénomènes physiques et leurs couplages

    3La représentation des phénomènes physiques est la colonne vertébrale des modèles de climat. Par exemple, les précipitations sont une caractéristique essentielle du climat global et régional et elles sont déterminantes pour les ressources en eau, pour l’évolution de la végétation ou pour d’autres composantes de notre environnement. Les événements météorologiques extrêmes (cyclone, tempête, canicule, sécheresse…) ont une grande importance pour les études de risque ou le dimensionnement d’équipements. Les éléments du système climatique* récemment introduits dans les modèles (cycle du carbone, chimie de l’atmosphère, aérosols…) dépendent souvent, au premier ordre, de grandeurs climatiques. Malgré cela, celles-ci sont souvent mal simulées par les modèles actuels. Le besoin d’améliorer très significativement la représentation des phénomènes physiques fondamentaux pour toutes les composantes du système (atmosphère, océan, surface continentale, calotte…) est donc très fort, et nécessitera d’entreprendre d’importants travaux de recherche, souvent de longue haleine, pour pouvoir être satisfait. Pour l’atmosphère, il s’agit notamment d’étudier la convection, la couche limite, la formation des nuages et de la pluie, les interactions avec la surface (cf. II-8 et II-9). Pour l’océan, les tourbillons de petite échelle, la turbulence* de couche limite et la convection sont des processus à mieux étudier (cf. I-7). À la surface des continents, les phénomènes concernent plutôt l’hydrologie, la végétation et la cryosphère*.

    Les phénomènes biogéochimiques et leurs couplages

    4L’évolution de la composition chimique de l’atmosphère ou de l’océan dépendra avant tout des émissions anthropiques, mais également des réactions chimiques ou biologiques, et de façon plus générale de la réponse de l’environnement à ces changements. La modélisation des puits naturels de carbone, qui absorbent aujourd’hui la moitié environ des émissions anthropiques, et de leur dépendance au climat nécessite d’être améliorée (phénologie des plantes, interaction entre cycle de l’azote et cycle du carbone, physiologie du plancton…). La modélisation du cycle du méthane est en plein essor, et ses liens avec le climat sont importants (pergélisols…). Les aérosols contribuent fortement aux perturbations anthropiques, mais les phénomènes qui les régissent sont encore mal compris et décrits, de même que leurs interactions avec certaines variables climatiques comme les nuages ou les précipitations (cf. II-7). Au-delà des aspects climatiques, ces variations de la composition peuvent avoir un effet sur notre environnement, comme l’acidification des océans due à l’augmentation de CO2 ou leur fertilisation par des poussières ferreuses d’origine continentale.

    Image

    L’utilisation de modèle climatique à très haute résolution permet à la fois de considérer la Terre dans sa globalité et de reproduire des phénomènes extrêmes de « petite » échelle. Ici on peut voir un exemple de cyclone, au nord-ouest de l’Australie, simulé avec une version à très haute résolution du modèle couplé de l’IPSL* (30 km de résolution horizontale environ). Les vents sont représentés à gauche (m/s), tandis qu’à droite sont tracées la température de surface de l’océan (en couleur, °C) et la pression de surface (contour, hPa). Source : S. Masson, Y. Meurdesoif

    Les nouveaux algorithmes et les ordinateurs de nouvelle génération

    5La simulation explicite de tous les processus physiques et biogéochimiques, avec des échelles d’espace et de temps adaptées, nécessite des ressources en calcul considérables. La limitation par la puissance de calcul est une caractéristique essentielle de la simulation climatique qui a toujours évolué avec la performance des ordinateurs. Dans les prochaines années, de nouvelles architectures informatiques (parallélisme massif, utilisation de processeurs spécialisés tel que les processeurs graphiques…) permettront d’augmenter encore cette puissance de calcul. Pour suivre cette progression, il faudra développer de nouveaux algorithmes et de nouvelles méthodes numériques afin de résoudre les équations de la mécanique des fluides aussi bien pour l’atmosphère que pour l’océan. Cette évolution des moyens de calcul permettra d’accroître (1) la complexité des modèles, (2) la résolution* des modèles et (3) la durée des simulations ou de leur nombre. Bien sûr, cette montée en puissance du traitement informatique sera accompagnée d’une augmentation du nombre de données, ce qui nécessitera de développer de nouveaux outils pour l’écriture, la lecture, le stockage et l’analyse de ces données.

    Compétences requises

    6La modélisation numérique du climat fait appel à des compétences variées, aussi bien scientifiques que techniques : physiques, chimiques, biologiques, mathématiques, numériques, informatiques, etc. Ceci nécessite des équipes pluridisciplinaires, mais aussi des compétences variées pour les personnes impliquées. De plus, la modélisation est une activité qui permet de synthétiser, de mettre en cohérence des travaux de recherches divers, ce qui favorise des collaborations et des liens avec d’autres approches, notamment théoriques ou expérimentales.

    Auteurs

    • Jean-Louis Dufresne

      Physicien du climat, Directeur de Recherche au CNRS, LMD, Paris.
      jean-louis.dufresne@lmd.jussieu.fr

    • David Salas y Mélia

      Météorologue climatologue, Ingénieur en Chef des Eaux, des Ponts et des Forêts, CNRM-GAME, Toulouse.
      david.salas@meteo.fr

    Précédent Suivant
    Table des matières

    Le texte seul est utilisable sous licence Licence OpenEdition Books. Les autres éléments (illustrations, fichiers annexes importés) sont « Tous droits réservés », sauf mention contraire.

    Voir plus de livres
    L'eau à découvert

    L'eau à découvert

    Agathe Euzen, Catherine Jeandel et Rémy Mosseri (dir.)

    2015

    L'alimentation à découvert

    L'alimentation à découvert

    Catherine Esnouf, Jean Fioramonti et Bruno Laurioux (dir.)

    2015

    Le développement durable à découvert

    Le développement durable à découvert

    Agathe Euzen, Laurence Eymard et Françoise Gaill (dir.)

    2013

    L'énergie à découvert

    L'énergie à découvert

    Rémy Mosseri et Catherine Jeandel (dir.)

    2013

    L'archéologie à découvert

    L'archéologie à découvert

    Hommes, objets, espaces et temporalités

    Sophie A. de Beaune et Henri-Paul Francfort (dir.)

    2012

    Le climat à découvert

    Le climat à découvert

    Catherine Jeandel et Rémy Mosseri (dir.)

    2011

    Le ciel à découvert

    Le ciel à découvert

    Jean Audouze (dir.)

    2010

    Voir plus de livres
    1 / 7
    L'eau à découvert

    L'eau à découvert

    Agathe Euzen, Catherine Jeandel et Rémy Mosseri (dir.)

    2015

    L'alimentation à découvert

    L'alimentation à découvert

    Catherine Esnouf, Jean Fioramonti et Bruno Laurioux (dir.)

    2015

    Le développement durable à découvert

    Le développement durable à découvert

    Agathe Euzen, Laurence Eymard et Françoise Gaill (dir.)

    2013

    L'énergie à découvert

    L'énergie à découvert

    Rémy Mosseri et Catherine Jeandel (dir.)

    2013

    L'archéologie à découvert

    L'archéologie à découvert

    Hommes, objets, espaces et temporalités

    Sophie A. de Beaune et Henri-Paul Francfort (dir.)

    2012

    Le climat à découvert

    Le climat à découvert

    Catherine Jeandel et Rémy Mosseri (dir.)

    2011

    Le ciel à découvert

    Le ciel à découvert

    Jean Audouze (dir.)

    2010

    Voir plus de chapitres

    7. Couplages entre les différents milieux

    David Salas y Mélia et Jean-Louis Dufresne

    5. Les scénarios climatiques futurs

    David Salas y Mélia et Jean-Louis Dufresne

    4. Les simulations historiques : xxe siècle et dernier millénaire

    Myriam Khodri, David Salas y Mélia et Jean-Louis Dufresne

    3. Description d’un organigramme générique

    Serge Planton et Jean-Louis Dufresne

    Voir plus de chapitres
    1 / 4

    7. Couplages entre les différents milieux

    David Salas y Mélia et Jean-Louis Dufresne

    5. Les scénarios climatiques futurs

    David Salas y Mélia et Jean-Louis Dufresne

    4. Les simulations historiques : xxe siècle et dernier millénaire

    Myriam Khodri, David Salas y Mélia et Jean-Louis Dufresne

    3. Description d’un organigramme générique

    Serge Planton et Jean-Louis Dufresne

    Accès ouvert

    Accès ouvert freemium

    ePub

    PDF

    PDF du chapitre

    Suggérer l’acquisition à votre bibliothèque

    Acheter

    Édition imprimée

    • amazon.fr
    • decitre.fr
    • mollat.com
    • leslibraires.fr
    ePub / PDF

    Le climat à découvert

    X Facebook Email

    Le climat à découvert

    Ce livre est cité par

    • de Marsily, Ghislain. (2013) Le développement durable à découvert. DOI: 10.4000/books.editionscnrs.10608
    • Poitou, Jean. (2013) Composition atmosphérique et bilan radiatif. Reflets de la physique. DOI: 10.1051/refdp/201333028
    • Lamarre, Denis. (2013) Propos d’un géographe climatologue sur les changements climatiques. Une approche, des perspectives. Bulletin de l'Association de géographes français, 90. DOI: 10.4000/bagf.1358
    • Mosseri, Rémy. Jeandel, Catherine. (2013) Le développement durable à découvert. DOI: 10.4000/books.editionscnrs.10579
    • Pottier, Antonin. (2016) Comment l’environnement transforme-t-il la discipline économique ?. Annales des Mines - Responsabilité et environnement, N° 83. DOI: 10.3917/re1.083.0045
    • Tabeaud, Martine. Brédif, Hervé. (2013) Aux grands maux faut-il toujours préférer les grands remèdes ?. Bulletin de l'Association de géographes français, 90. DOI: 10.4000/bagf.1336
    • (2016) Climatologie et paléoclimatologie. DOI: 10.3917/dunod.fouca.2016.01.0395
    • Euzen, Agathe. Jeandel, Catherine. Mosseri, Rémy. (2015) L'eau à découvert. DOI: 10.4000/books.editionscnrs.9754
    • Masson-Delmotte, Valérie. Landais, Amaëlle. (2014) Explorer l’évolution du climat grâce aux glaces de l’Antarctique et du Groenland. Reflets de la physique. DOI: 10.1051/refdp/201441012
    • Pagney, Pierre. (2012) La climatologie française, la modélisation des climats et le réchauffement climatique : la climatologie en question. EchoGéo, 22. DOI: 10.4000/echogeo.13273
    • Poitou, Jean. (2016) Visite dans les rouages du climat. Reflets de la physique. DOI: 10.1051/refdp/201649010
    • C. Aykut, Stefan. (2015) Comment se construit la confiance dans les sciences et les politiques du climat ? Retour sur un colloque international. Natures Sciences Sociétés, 23. DOI: 10.1051/nss/2015022
    • Yiou, Pascal. (2013) Le développement durable à découvert. DOI: 10.4000/books.editionscnrs.10834
    • Masson-Delmotte, Valérie. (2012) Controverses climatiques, sciences et politique. DOI: 10.3917/scpo.belan.2012.02.0039
    • Gioda, Alain. (2015) Les savoirs des sciences sociales. DOI: 10.4000/books.irdeditions.10821
    • Masson-Delmotte, Valérie. Treut, Hervé Le. Paillard, Didier. (2013) L'énergie à découvert. DOI: 10.4000/books.editionscnrs.10901
    • Dandin, Philippe. Tourre, Yves. (2013) Le développement durable à découvert. DOI: 10.4000/books.editionscnrs.10610

    Ce chapitre est cité par

    • Integrating WRF Regional Climate Model with Neural Network Models for Spatio-Temporal Photovoltaic Power Output Forecasting(2024) . DOI: 10.1109/SESAI61023.2024.10599413

    Le climat à découvert

    Ce livre est diffusé en accès ouvert freemium. L’accès à la lecture en ligne est disponible. L’accès aux versions PDF et ePub est réservé aux bibliothèques l’ayant acquis. Vous pouvez vous connecter à votre bibliothèque à l’adresse suivante : https://freemium.openedition.org/oebooks

    Suggérer l’acquisition à votre bibliothèque Acheter ce livre aux formats PDF et ePub

    Si vous avez des questions, vous pouvez nous écrire à access[at]openedition.org

    Le climat à découvert

    Vérifiez si votre bibliothèque a déjà acquis ce livre : authentifiez-vous à OpenEdition Freemium for Books.

    Vous pouvez suggérer à votre bibliothèque d’acquérir un ou plusieurs livres publiés sur OpenEdition Books. N’hésitez pas à lui indiquer nos coordonnées : access[at]openedition.org

    Vous pouvez également nous indiquer, à l’aide du formulaire suivant, les coordonnées de votre bibliothèque afin que nous la contactions pour lui suggérer l’achat de ce livre. Les champs suivis de (*) sont obligatoires.

    Veuillez, s’il vous plaît, remplir tous les champs.

    La syntaxe de l’email est incorrecte.

    Référence numérique du chapitre

    Format

    Dufresne, J.-L., & Salas y Mélia, D. (2011). 3. Besoins en modélisation numérique. In C. Jeandel & R. Mosseri (éds.), Le climat à découvert. Paris: CNRS Éditions. https://doi.org/10.4000/books.editionscnrs.11502
    Dufresne, Jean-Louis, et David Salas y Mélia. « 3. Besoins en modélisation numérique ». In Le climat à découvert, édité par Catherine Jeandel et Rémy Mosseri. Paris: CNRS Éditions, 2011. doi:10.4000/books.editionscnrs.11502.
    Dufresne, Jean-Louis, et David Salas y Mélia. « 3. Besoins en modélisation numérique ». Le climat à découvert, édité par Catherine Jeandel et Rémy Mosseri, CNRS Éditions, 2011, https://doi.org/10.4000/books.editionscnrs.11502.

    Référence numérique du livre

    Format

    Jeandel, C., & Mosseri, R. (éds.). (2011). Le climat à découvert. Paris: CNRS Éditions. https://doi.org/10.4000/books.editionscnrs.11316
    Jeandel, Catherine, et Rémy Mosseri, éd. Le climat à découvert. Paris: CNRS Éditions, 2011. doi:10.4000/books.editionscnrs.11316.
    Jeandel, Catherine, et Rémy Mosseri, éditeurs. Le climat à découvert. CNRS Éditions, 2011, https://doi.org/10.4000/books.editionscnrs.11316.
    Compatible avec Zotero Zotero

    1 / 3

    CNRS Éditions

    CNRS Éditions

    • Mentions légales
    • Plan du site
    • Se connecter

    Suivez-nous

    • Facebook
    • X
    • Flux RSS

    URL : http://www.cnrseditions.fr

    Email : cnrseditions@cnrseditions.fr

    Adresse :

    15 rue Malebranche

    75005

    Paris

    France

    OpenEdition
    • Candidater à OpenEdition Books
    • Connaître le programme OpenEdition Freemium
    • Commander des livres
    • S’abonner à la lettre d’OpenEdition
    • CGU d’OpenEdition Books
    • Accessibilité : partiellement conforme
    • Données personnelles
    • Gestion des cookies
    • Système de signalement