Depuis des décennies, Les scientifiques qui étudient un phénomène climatique clé sont aux prises avec des données contradictoires qui menacent de saper la confiance dans la fiabilité des modèles climatiques en général. Une nouvelle étude, publié aujourd'hui dans Géosciences de la nature , règle ce débat sur la circulation atmosphérique tropicale.

La circulation Hadley, ou la cellule de Hadley - un modèle de circulation atmosphérique tropicale mondiale qui se produit en raison du chauffage solaire inégal à différentes latitudes entourant l'équateur - fait monter l'air autour de l'équateur à environ 10-15 kilomètres, flux vers le pôle (vers le pôle Nord au-dessus de l'équateur, le pôle Sud sous l'équateur), descendre dans les régions subtropicales, puis refluent vers l'équateur le long de la surface de la Terre. Cette circulation est largement étudiée par les climatologues car elle contrôle les précipitations dans les régions subtropicales et crée également une région appelée zone de convergence intertropicale, produire un groupe de major, orages très violents.

L'étude, dirigé par Rei Chemke, un chercheur postdoctoral Columbia Engineering, avec le climatologue Lorenzo Polvani, traite d'un écart majeur entre les modèles climatiques et les réanalyses concernant le renforcement ou l'affaiblissement potentiel de la circulation de Hadley dans l'hémisphère nord en raison des émissions anthropiques.

Historiquement, les modèles climatiques ont montré un affaiblissement progressif de la cellule de Hadley dans l'hémisphère nord. Au cours des quatre dernières décennies, les réanalyses, qui combinent des modèles avec des données d'observation et satellitaires, ont montré tout le contraire :un renforcement de la circulation de Hadley dans l'hémisphère nord. Les réanalyses fournissent la meilleure approximation de l'état de l'atmosphère pour les scientifiques et sont largement utilisées pour s'assurer que les simulations des modèles fonctionnent correctement.

La différence de tendances entre les modèles et les réanalyses pose un problème qui va bien au-delà de savoir si la cellule de Hadley va s'affaiblir ou se renforcer; l'incohérence elle-même est une préoccupation majeure pour les scientifiques. Les réanalyses sont utilisées pour valider la fiabilité des modèles climatiques - si les deux ne sont pas d'accord, cela signifie que les modèles ou les réanalyses sont défectueux.

Auteur principal Chemke, un boursier postdoctoral NOAA sur le climat et le changement global, explique le danger de cette situation, "C'est un gros problème si les modèles sont faux parce que nous les utilisons pour projeter notre climat et envoyer nos résultats au GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat) et aux décideurs politiques, etc."

Pour trouver la cause de cet écart, les scientifiques ont examiné de près les différents processus qui affectent la circulation, déterminer que le chauffage latent est la cause de l'incohérence. Pour comprendre quelles données étaient correctes - les modèles ou les réanalyses - ils devaient comparer les systèmes à l'aide d'une métrique purement observationnelle, sans aucun modèle ou simulation. Dans ce cas, les précipitations ont servi d'indicateur d'observation pour le chauffage latent puisqu'elles sont égales au chauffage latent net dans la colonne atmosphérique. Ces données d'observation ont révélé que l'artefact, ou défaut, est dans les réanalyses, confirmant que les projections du modèle pour le climat futur sont, En réalité, correct.

Les résultats de l'article corroborent les conclusions précédentes tirées d'une variété de modèles :la circulation Hadley s'affaiblit. C'est essentiel à comprendre, dit Polvani, professeur de physique appliquée et de mathématiques appliquées et de sciences de la terre et de l'environnement qui étudie le système climatique à l'Observatoire de la Terre de Lamont-Doherty. "L'un des plus grands signaux climatiques associés au réchauffement climatique est l'assèchement des régions subtropicales, une région qui reçoit déjà peu de précipitations, " at-il expliqué. " La cellule de Hadley est un contrôle important sur les précipitations subtropicales. D'où, tout changement dans la force de la cellule de Hadley entraînera un changement dans les précipitations dans cette région. C'est pourquoi il est important de déterminer si, à la suite d'émissions anthropiques, la cellule de Hadley s'accélérera ou ralentira dans les décennies à venir."

Mais ces résultats résonnent bien au-delà de l'étude en question. Résoudre les résultats contradictoires de la recherche scientifique est essentiel pour maintenir l'exactitude et l'intégrité de la communauté scientifique. Grâce à cette nouvelle étude, les scientifiques sont désormais convaincus que les modèles sont des outils fiables pour les prévisions climatiques.