Nous savons que le CO 2 réchauffe la planète. Mais si nous voulons comprendre ses conséquences et prévenir les risques, des modèles météorologiques et climatiques plus précis sont essentiels, dit Nicolas Gruber.

Les modèles sont cruciaux pour les sciences météorologiques et climatiques. Sans les modèles actuels, des prévisions météorologiques fiables au-delà de demain seraient presque impossibles, et nous n'aurions qu'une vague idée de ce que le réchauffement climatique nous réserve.

Dans le récent projet de recherche EXCLAIM1, nous voulons tirer parti de cette réalisation et développer la prochaine génération de modèles météorologiques et climatiques. Les nouveaux modèles fourniront une résolution beaucoup plus élevée des processus clés dans l'atmosphère et les océans. Au sein du Centre de Modélisation des Systèmes Climatiques (C2SM), l'équipe de recherche créera le modèle et l'infrastructure de données qui nous permettront de simuler des tempêtes, des orages, et les nuages ​​à l'échelle mondiale. Cela conduira à des prévisions météorologiques plus fiables et à des projections climatiques plus précises.

Parions-nous sur le bon cheval ?

Bien sûr, cela soulève aussi des questions. N'en savons-nous pas déjà assez sur le changement climatique ? Quel est l'intérêt d'améliorer un peu les prévisions météo ? Est-ce que ça vaut l'énorme effort ?

En effet, nous savons déjà avec une grande certitude que les humains sont responsables de la majeure partie du réchauffement que nous observons. Nous comprenons la relation entre le CO 2 les émissions et la température de manière relativement précise, et nous avons reconnu que nous devons réduire les émissions de CO 2 à zéro net dans les prochaines décennies pour atteindre les objectifs climatiques de Paris. Notre compréhension de ces questions est déjà suffisante pour en tirer des recommandations politiques claires.

Cependant, il existe de nombreux autres aspects du changement climatique que nous ne connaissons pas bien. Par exemple, nous avons une mauvaise compréhension de la façon dont les systèmes météorologiques et orageux se développeront à l'avenir, si les cyclones tropicaux deviendront plus fréquents, et comment les nuages ​​et les précipitations vont changer. Ces limitations ont beaucoup à voir avec le fait que les modèles climatiques d'aujourd'hui, pour le dire franchement, sont tout simplement trop flous à bien des égards ; ils ne résolvent tout simplement pas de manière adéquate ces phénomènes et processus.

Faire la lumière sur les processus fondamentaux

Les modèles climatiques placent une grille sur la Terre ou l'océan et calculent l'état de l'atmosphère pour chaque cellule; cela nous aide à mieux comprendre et prévoir le temps et le climat. Plus la cellule de la grille est petite, plus la résolution est élevée. Les modèles climatiques mondiaux actuels ont généralement des mailles d'une largeur d'environ 100 km2.

Par conséquent, ces modèles ne résolvent pas les processus clés dans l'atmosphère ou l'océan, en particulier les processus qui se produisent à une échelle de quelques kilomètres seulement, tels que les nuages ​​et les tempêtes. Cela nous oblige à estimer l'influence de ces processus indirectement, à l'aide de paramétrages. Cela conduit à une incertitude dans les prévisions, car les nuages ​​et les tempêtes déterminent non seulement notre temps quotidien, mais sont également cruciaux pour le climat.

Si nous voulons quantifier plus exactement combien de précipitations tomberont un jour, et comment les nuages ​​affecteront le changement climatique, il faut alors simuler la dynamique de ces processus selon les lois de la physique, plutôt que de les paramétrer. Nous espérons pouvoir franchir ce mur de paramétrage avec les modèles à haute résolution que nous développerons dans le projet EXCLAIM.

Affiner la vue

En raison de leur résolution plus élevée, de tels modèles aiguiseront notre vision de l'avenir. Cela nous aidera de deux manières :d'abord, nous pourrons déterminer plus précisément les moyennes météorologiques pour l'avenir. Cela améliorera nos projections climatiques. Et deuxieme, nous obtiendrons des informations plus fiables sur la future variation autour de cette moyenne, c'est à dire., nous allons améliorer le temps du futur. Comme nous l'ont rappelé les tempêtes et les inondations de la mi-juillet, c'est le temps changeant, et en particulier ses extrêmes, qui nous mettra le plus au défi alors que le climat continue de se réchauffer.

De cette façon, des prévisions météorologiques plus fiables et des simulations climatiques plus précises contribueront à réduire les risques pour la société et ses infrastructures. Mieux nous comprenons les impacts climatiques, mieux nous pourrons nous y adapter. Il ne fait guère de doute qu'à côté de la réduction des émissions, nous devrons nous adapter à un climat changeant. Même si nous atteignons l'objectif de 2 degrés, des pays comme la Suisse vont continuer à se réchauffer de manière significative :d'ici la fin du siècle, il fait probablement plus de 3 degrés Celsius de plus ici qu'à l'époque préindustrielle.

Bénéfice énorme pour la société

Notre projet ne fonctionne pas en vase clos :nous développons nos modèles, et notamment leurs applications concrètes, en étroite collaboration avec nos partenaires de projet. Citons par exemple les scénarios climatiques suisses que l'ETH Zurich et MétéoSuisse créent régulièrement sous l'égide du C2SM.3 EXCLAIM développera une configuration de modèle à haute résolution pour la région alpine afin de simuler des événements extrêmes tels que de fortes précipitations, sécheresses et canicules avec plus de certitude à l'avenir. Cela signifie que ces scénarios peuvent garantir que les ressources pour les mesures d'adaptation sont déployées de manière optimale.

Bien sûr, même nos nouveaux modèles atteindront leurs limites. Mais en résolvant mieux de nombreux processus fondamentaux, on peut mieux valider ces modèles avec des observations et par conséquent les affiner dans un processus continu. Cela profitera non seulement à la recherche, mais aussi la société. C'est pourquoi je suis convaincu que notre effort en vaut la peine.