La sensibilité climatique à l'équilibre (à quel point le climat de la Terre est sensible aux changements du dioxyde de carbone atmosphérique) peut être sous-estimée dans les modèles climatiques individuels, selon une équipe de climatologues.

« Les estimations probabilistes des propriétés du système climatique reposent souvent sur la comparaison de la simulation du modèle avec les enregistrements de température observés et une estimation de la variabilité climatique interne, " rapportent les chercheurs dans Lettres de recherche géophysique . Si la variabilité interne du climat est fausse, alors les estimations probabilistes seront fausses et les prévisions climatiques pourraient manquer la cible.

"Nous examinons les changements de température dans les tropiques et dans l'hémisphère nord tempéré à des latitudes plus élevées, " a déclaré Chris E. Forest, professeur de dynamique climatique à Penn State. « Nous nous concentrons sur des équations simples simples et utilisons une analyse de séries chronologiques car pour que cela fonctionne, nous devons faire des milliers de séries de modèles."

Cette exigence de milliers d'exécutions de modèles nécessite également de grandes quantités de puissance de calcul, et Forest est un associé du Penn State Institute for Computational and Data Sciences.

La façon dont les changements dans la façon dont le climat réagit aux changements de dioxyde de carbone dans l'atmosphère est important car le dioxyde de carbone, en tant que gaz à effet de serre piégeant la chaleur, provoque le réchauffement de l'atmosphère et de la Terre.

"Globalement, nous avons deux choix :nous pouvons nous adapter ou commencer à réduire les émissions, " a déclaré Forest. "Nous allons devoir faire mieux pour fournir des prévisions à long terme, car le réchauffement accru fera monter les océans en raison de la fonte des glaces. Nous voyons déjà les résultats du réchauffement des cultures et de la santé et de la disponibilité de l'eau. Tous ces risques guident déjà nos décisions, nos choix. Nous devons être capables de planifier pour les 20 prochaines années ou les 50 prochaines années."

Ce que Forest et son équipe veulent faire, c'est pouvoir faire une déclaration de ce à quoi nous pouvons nous attendre dans 50 ans.

Ce type de prédiction n'est pas simple car la Terre ne se réchauffe pas au même rythme de manière égale autour du globe. Ce qui se passe sous les tropiques n'est pas ce qui se passe aux latitudes septentrionales.

Les chercheurs ont utilisé le modèle du système terrestre du Massachusetts Institute of Technology pour tester la sensibilité des distributions de probabilité pour trois propriétés du système climatique, y compris la sensibilité climatique à l'équilibre. Ils comprenaient les résultats de 25 modèles différents de l'état de la science du système Terre, où chacun est configuré différemment.

"Chaque groupe de modélisation doit déterminer les critères qu'il utilise pour évaluer la qualité d'un modèle, et c'est souvent pas clair, " dit Forest. " Dans un, les commentaires sur le cloud peuvent être plus élevés, dans un autre, ils pourraient envisager d'autres composants.

Tous les modèles ne fonctionnent pas pendant la même durée à des fins d'étalonnage ou pendant la phase de configuration. La plupart sont testés avec un intervalle de 200 à 300 ans et seuls quelques groupes ont effectué des simulations pendant plus de 1, 000. Les résultats du modèle individuel diffèrent tous, et aucun modèle unique ne couvre l'ensemble de la variabilité interne.

Les chercheurs ont pris la variabilité climatique interne estimée à partir de ces 25 modèles et ont comparé le changement climatique observé de la période historique avec les simulations MESM. Ils ont ensuite utilisé des résultats similaires, estimations combinées de la variabilité climatique interne dans le même modèle du système terrestre.

Ils ont constaté que l'incertitude des modèles individuels conduit généralement à une estimation étroite non robuste de la sensibilité climatique, tandis que la combinaison de l'incertitude de plusieurs modèles fournit des distributions plus larges.

Les chercheurs veulent utiliser ces nouveaux résultats et examiner les scénarios du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat et voir toute l'incertitude inhérente à ces estimations du climat futur.

"Nous aimerions pouvoir demander ce qui se passe si nous ne faisons rien, à quoi peut-on s'attendre, ", a déclaré Forest. "Dans quelle mesure les scénarios seront-ils efficaces pour nous amener à atteindre les objectifs de 1,5 ou 2 degrés Celsius (2,7 ou 3,6 degrés Fahrenheit) pour un réchauffement maximal?"