Des modèles océaniques réalistes nécessitent une puissance de calcul importante, d'autant plus que la résolution passe d'échelles de dizaines de kilomètres à un seul kilomètre. Ces modèles sont utilisés pour les prévisions météorologiques à court terme et saisonnières, ainsi que dans les simulations climatiques à long terme, qui sont tous utilisés régulièrement pour la prise de décision. Meilleure est la résolution, mieux les dangers potentiels peuvent être compris et atténués, résultant en une meilleure situation pour tous… n'est-ce pas ?

C'est la question qu'Eric P. Chassignet et Xu Xiaobiao du Center for Ocean-Atmospheric Prediction Studies de la Florida State University ont posée dans une étude publiée le 31 juillet dans Avancées des sciences de l'atmosphère .

"L'augmentation de la résolution vous permet de résoudre de plus en plus de caractéristiques océaniques à petite échelle, et la question qui se pose alors est de savoir s'il y a une amélioration correspondante de la représentation globale de la circulation océanique et à quel prix, " dit Chassignet, qui dirige le centre. "En d'autres termes, quel est le rapport optimal de résolution et de ressources de calcul qui mène vraiment à une meilleure compréhension de la physique des océans et du climat de la Terre ? »

Modèles à résolution grossière, avec une résolution horizontale de l'ordre de 100 kilomètres, sont principalement utilisés pour des applications climatiques et les courants océaniques dans cette classe de modèles ont tendance à être larges et stables. Lorsque la résolution du modèle est augmentée à environ 10 kilomètres, les courants deviennent instables, formant des tourbillons océaniques tourbillonnants à mésoéchelle, un peu comme des tempêtes dans l'atmosphère. Tout comme les tempêtes, ils ont un impact sur les autres composants du système terrestre.

Cependant, la résolution des tourbillons à mésoéchelle ne suffit pas pour modéliser avec précision la circulation océanique, selon Chassignet. Son équipe a déterminé qu'augmenter la résolution à environ un kilomètre, ce qui rend le modèle capable de simuler plus petit, tourbillons sous-méso-échelle, ont déplacé leur modèle du Gulf Stream vers une interprétation réaliste qui ressemble davantage aux observations réelles.

"Nous soutenons que la résolution des caractéristiques sous-méso-échelle est un changement de régime aussi important que la résolution des tourbillons méso-échelle, " dit Chassignet.

Pourtant, la résolution a un prix et avec une préoccupation, puisqu'à chaque fois la résolution du modèle est multipliée par deux, cela nécessite d'augmenter la puissance de calcul d'un facteur 10. Selon Chassignet, des travaux supplémentaires sont nécessaires pour mieux comprendre si l'augmentation de la résolution améliore la représentation globale des masses d'eau océaniques.

"La prochaine étape est d'avoir une routine, des modèles océaniques mondiaux à résolution sub-méso-échelle afin que nous puissions évaluer pleinement leur capacité à modéliser l'océan et quantifier leur impact dans les modèles climatiques, " Chassignet dit, notant que des collaborations étroites avec les informaticiens sont essentielles pour garantir des systèmes informatiques capables de gérer plus efficacement les besoins de modélisation des systèmes terrestres.