ARCHIVES - PEPR TRACCS

Aperçu

De nouvelles pistes pour le réglage des ESMs par la contrainte paléoclimatique des climats chauds passés, interglaciaires et des 2000 dernières années.

Responsable :
Myriam KHODRI (IRD – LOCEAN-IPSL)

Compte tenu de leur temps de calcul raisonnable, les modèles système Terre (ESMs) à très basse résolution sont essentiels pour améliorer notre compréhension de la dynamique du climat sur les échelles de temps permettant d’évaluer les risques climatiques futurs. ARCHIVES vise à calibrer la physique de la version à très basse résolution du modèle de l’Institut Pierre-Simon Laplace (IPSL). Pour ce faire, le projet utilise l’assimilation de proxys, des émulateurs de modèles climatiques, et des approches ensemblistes exploitant les données paléoclimatiques et paléoenvironnementales disponibles pour les climats “Hothouse”, des interglaciaires et des derniers 2000 ans.

Grâce à ces développements récents, il est aujourd’hui possible de relier de façon précise les informations issues de l’analyse des archives naturelles à des variables écologiques, physiques, et dynamiques simulées, ouvrant ainsi de nouvelles voies pour réduire les incertitudes paramétriques et structurelles qui entourent les résultats des ESMs. En améliorant la capacité du modèle à simuler la dynamique océan-atmosphère couplée à celle d’une végétation naturelle incluant de nouvelles paramétrisations des traits physiologiques, les résultats attendus sont une meilleure représentation de la variabilité interne et une contrainte accrue de la sensibilité climatique aux forçages naturels et anthropiques.

La formation de nouveaux scientifiques pour accompagner ces transformations permettra de construire des scénarios futurs explorant des trajectoires physiquement cohérentes, déduites d’événements passés, en soutien aux services climatiques et écosystémiques du PEPR TRACCS. Une telle évaluation nécessite une analyse complète des incertitudes, en fonction des voies d’adaptation combinant des scénarios climatiques et environnementaux à forts impacts souvent impliqués dans les crises écologiques et sociétales.

Mots-clefs : modélisation et interaction du système Terre, modélisation dynamique de la végétation, assimilation des données paléoclimatiques, ajustement des modèles climatiques, paléoclimats, variabilité climatique, cycle du carbone, quantification des incertitudes, assimilation de proxys, émulateurs

Objectifs

Recherches

Co-construire une base de données paléoclimatiques pour la calibration des modèles.

Développer un réseau de proxies climatiques (température, hydrologie, végétation) avec quantification des incertitudes et modèles de proxies permettant de relier observations et variables simulées.

Explorer et contraindre les paramètres du modèle de l’IPSL.

Explorer l’espace des paramètres via ensembles de simulations et assimilation de données paléoclimatiques afin d’identifier des configurations physiques cohérentes avec les observations.

Intégrer une végétation dynamique réaliste dans le modèler le modèle et quantifier sensibilité et variabilité.

Implémenter des modèles de végétation dynamique (ORCHIDEE, PHENOFIT) intégrant traits fonctionnels et biodiversité pour améliorer les interactions climat-biosphère.

Analyser les rétroactions biosphère-climat.

Étudier les effets de la végétation sur les flux d’énergie, l’hydrologie et le cycle du carbone afin d’évaluer leur impact sur la variabilité et la sensibilité climatique.

Analyser les climats passés et la variabilité naturelle.

Comparer simulations et données paléoclimatiques pour identifier les mécanismes de variabilité climatique et mieux comprendre les événements extrêmes.

Construire des scénarios climatiques futurs robustes.

Développer des trajectoires climatiques intégrant variabilité naturelle et forçages anthropiques, incluant des scénarios extrêmes (sécheresses, volcans) pour soutenir l’adaptation.