QUINTET
Quantification des incertitudes, tuning et mise à l’équilibre des modèles de climat

Aperçu

Prendre en compte les incertitudes des modèles climatiques dans les simulations du climat actuel et les projections futures.

Responsable :
Julie DESHAYES (CNRS – LOCEAN-IPSL)

Co-responsables :
Aurore VOLDOIRE (Météo-France – CNRM)
Romain ROEHRIG (Météo-France – CNRM)

Le projet ciblé QUINTET s’intéresse aux questions scientifiques et techniques relatives aux incertitudes des modèles climatiques (calibration des paramètres, initialisation des simulations, et les incertitudes liées à la résolution spatiale des modèles), et à leur prise en compte dans les simulations du climat actuel et les projections futures.

La quantification des incertitudes dans les simulations climatiques demeure un défi malgré les efforts déployés, notamment dans le projet CMIP6. Il devient urgent d’adopter des techniques de quantification des incertitudes moins coûteuses en main-d’œuvre et en ressources informatiques, tout en répondant aux besoins sociétaux en matière de services climatiques. La calibration des paramètres est cruciale, mais jusqu’à présent réalisée principalement de manière empirique.

Un nouveau cadre semi-automatique développé par la communauté française de la modélisation climatique intègre des méthodes de quantification de l’incertitude et l’intelligence artificielle pour explorer différentes configurations acceptables. Cependant, l’application de ce cadre à des échelles de temps variées reste un défi, tout comme la validation des modèles sur des périodes transitoires.

Le PC6 QUINTET vise à explorer ces questions, l’objectif général étant de faciliter l’exploration de l’incertitude paramétrique (en produisant des ensembles physiques perturbés, et en évaluant des scénarios à faible probabilité et à haut risque) et de se préparer à des configurations à plus haute résolution. L’accent sera mis sur la représentation du climat actuel, l’équilibration de longues échelles de temps et la prise en compte de ces incertitudes dans les simulations transitoires, c’est-à-dire le changement climatique passé, présent et futur.

Mots-clefs : quantification des incertitudes, calibration de paramètres, accélération de l’équilibrage jusqu’à l’état stationnaire, ensembles de physique perturbée (PPE)

Les tâches

Nos recherches

Améliorer les ESM : calibration et sensibilité paramétrique sur le climat actuel (échelles de temps de 1 à 50 ans)

Identifier les métriques pertinentes pour valider les modèles du climat actuel.

Développer les outils existants pour mieux estimer la sensibilité paramétrique des modèles pour ces métriques.

Évaluer la représentation des mécanismes de variabilité dans les modèles du climat actuel.

Aborder l’équilibration de longues échelles de temps (>100 ans)

Identifier les informations à extraire des tendances des modèles de climat aux longues échelles de temps.

Réduire le temps de calcul (et le coût associé) pour mettre à l’équilibre les modèles.

Séparer les dérives numériques des modèles, des mécanismes de variabilité climatique, pour les projections futures.

Aborder le climat transitoire actuel (échelles de temps : environ 100 ans de changement climatique)

Identifier les contraintes tirées des observations à utiliser pour réduire l’incertitude sur la base des tendances climatiques disponibles.

Étendre le champ d’application des projections climatiques à de nouvelles variables et à des échelles spatiales plus fines.