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5 mars 2008 3 05 /03 /mars /2008 13:49

Devant le développement continu et la complexification des modèles dans le domaine des sciences du climat, on finit parfois par se demander où on va et si tout ca sert vraiment à quelque chose. Dans quelle mesure les modèles doivent-ils chercher à aller vers toujours plus de réalisme ? vers toujours plus d'intégration et de couplage ? quand on aura couplé atmosphère, océan, biosphère terrestre et océanique avec cycle du carbone, de l'azote, du fer et du phosphore, hydrologie continentale, glace de mer, calottes polaires, aérosols, représentation du permafrost et des wetlands, des espaces urbains, dynamique de l'usage des sols, agriculture, et j'en oublie surement, on sera sûrement contents, mais est-ce qu'on sera vraiment beaucoup plus avancés ?
La question n'est pas si triviale je crois, et, n'étant d'ailleurs pas nouvelle, constitue peut-être même une relative ligne de partage au sein la communauté climat (bon, ok, en tout cas, elle departageait au moins la table de la cantine hier midi :-) ). Michael Tobis sur son blog explique par exemple son scepticisme sur la complexification des modèles vers le concept de modèle de système Terre (si j'ai bien compris son propos), arguant que cela ne fait que rajouter des degrés de libertés dans le système sans qu'on sache vraiment contraindre ce système. Si donc ce sont des questions de recherche sympathiques, ce n'est pas ce que requiert en premier lieu l'aide à la décision que le GIEC et la communauté climatique se doit de fournir urgemment aux décideurs politiques. Evidemment on peut argumenter en sens inverse (et chez MT on en a l'exemple dans le même post), notamment sur le fait qu'il y a des points indispensbles à investiger à l'aide de ces outils et qu'on ne peut pas pas vraiment faire autrement (typiquement, la rétroaction due à la fonte du permafrost et l'éventuel dégazage de méthane, par exemple). Tout ca semble question d'échelle de temps, en fait.

Quoiqu'il en soit, je suis tombé l'autre jour par hasard sur ce papier de Voldoire et al (2007) dans Climate Dynamics: il montre qu'il y a au moins un couplage qui a l'air de ne pas modifier grand-chose, c'est celui de l'évolution de l'usage des sols et du climat. 
En effet, dans les simuls IPCC pour le XXIè siècle le land-use (la repartition des différents type de surface et végétation) est fixé - il n'évolue pas [MAJ 18/03: mea culpa, apparemment l'IPCC avait laissé pour l'AR4 l'inclusion de l'évolution du land-use dans les forcages à la discrétion des diférentes équipes - du coup 3 modèles (sur une vingtaine) l'ont fait pour la période historique et pour les scénario 21è (avec le modèle IMAGE justement): les 2 modèles du GISS et celui du Hadley]. Ce n'est pas très satisfaisant - on peut chercher à faire mieux, et notamment prescrire l'évolution de cette surface correspondant au scénario d'émissions de gaz à effets de serre qui force le modèle de climat: en effet, si par exemple le scénario dit qu'on transforme tant de forêts en cultures à tel rythme au cours du 21è siècle, il est plus cohérent d'avoir cette transformation "visible" dans l'état des surface terrestres du modèle. Mais, encore plus fort, la question que se posent ici les auteurs, est de savoir si cette évolution du land-use peut, en retour, être modifiée par le changement climatique en train de se produire ?
Cela revient à se poser la question du poids des déterminants démographique, économique et climatique dans le modèle d'évolution d'usage des sols utilisé (IMAGE) - et donc à coupler les modèles de climat (atmosphère, végétation, glace, océan) avec le modèle d'évolution de l'usage des sols:

voldoire_1.gif

Bien sûr là on rentre dans des subtilités qui peuvent paraître assez lointaines, mais on peut penser à un exemple concret qui ferait sens: si par exemple dans le siècle qui vient, la déforestation de l'Amazonie pour y implanter des cultures, modifie le régime des pluies sur cette région, la rendant impropre à l'agriculture, alors il est probable que cette déforestation diminuera - on a là une rétroaction négative sur la déforestation de l'Amazonie. On peut vouloir l'étudier.
La réponse, à l'échelle globale, malgré toutes les limitations que les auteurs indiquent pour leur travail (une seule simule, un seul modèle, un seul scénario, notamment) semble être non: l'évolution du land-use prédite pas le modèle de land-use n'est pas significativement modifiée rétroactivement par le changement climatique (les déterminants démographiques et agricoles restent majeurs - cela dit,  1) ca dépend peut-être complètement du modèle de land-use,  2) il n'y avait peut-être pas besoin de faire tout un couplage pour étudier la sensibilité de IMAGE au climat...). Cela suggère que le couplage étudié, à cette échelle du temps du moins, est inutile.
Et bien c'est toujours ca de pris.

voldoire_2-copie-1.gif
-Changement de température de surface annuelle moyenne entre 2070–2099 et 1960–1989 (normalisé par le changement moyen),  pour la simul couplée (a)  et non-couplé  (b) et la différence entre ces anomalies (c) -



 

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miniTAX 05/03/2008 22:20

"la déforestation de l'Amazonie pour y implanter des cultures, modifie le régime des pluies sur cette région, la rendant impropre à l'agriculture"

Ca revient à étudier si l'influence de l'homme est mauvaise ou catastrophique. C'est étrange mais j'ai l'impression qu'il y a dès le stade des prémisses un biais.
Les modélisateurs climatiques sont ils conditionnés à poser les problèmes de cette façon ou c'est juste vous ?

ICE 06/03/2008 14:18

Il y avait un "si" au début de la phrase, indiquant une hypothèse (pour l'instant, je ne sais pas si malgré la déforestation amazonienne déjà réalisée, le régime des pluies a sensiblement changé). Il me semble bien que ce soit l'hypothèse dominante...Maintenant, libre à vous de penser que déforester l'amazonie ca va être positif pour les conditions climatiques locales, notamment vis-à-vis de l'agriculture.