Analyse d'expériences de modifications climatiques liées à l'augmentation des gaz à effet de serre : sensibilité de la réponse à la formulation du modèle et aux forçages utilisés

par Bertrand Timbal

Thèse de doctorat en Physique et chimie de l'environnement

Sous la direction de Daniel Cariolle.

Soutenue en 1994

à Toulouse, INPT .


  • Résumé

    La reponse du climat a un scenario d'evolution de la concentration des gaz a effet de serre est etudiee a l'aide des deux modeles de circulation generale de l'atmosphere de meteo-france: emeraude et arpege. L'originalite de ces modeles est de resoudre les equations de la circulation atmospherique jusqu'au sommet de la stratosphere, et de calculer l'evolution de la concentration d'ozone. Prealablement, la capacite des modeles a reproduire le climat actuel a ete verifiee en comparant les simulations de reference avec les observations. Dans un premier temps, la sensibilite des modeles a ete testee a l'aide d'experiences simples de sensibilite a une anomalie uniforme de temperature de surface de la mer dans le cadre d'un projet international de comparaison entre modeles. Trois experiences de doublement du co#2 ont, ensuite, ete conduites, une avec emeraude et deux avec arpege. Ces deux dernieres simulations different par les conditions imposees a la limite inferieure du modele. Afin de tenir compte de l'influence de l'ocean, les temperatures de surface de la mer imposees dans le modele lors des experiences de reference, sont modifiees par l'ajout d'anomalies calculees par des modeles couples ocean-atmosphere lors d'experiences transitoires, ainsi que par l'utilisation des extensions de banquise. Nous avons utilise les resultats du mpi de hambourg, dans l'experience avec emeraude ainsi que dans la premiere avec arpege ; dans la seconde, ce sont les resultats du hadley-centre qui ont ete utilises. On a pu ainsi etudier, d'une part, la sensibilite de la reponse a la formulation du modele et d'autre part, l'influence du forcage oceanique impose. Les resultats obtenus montrent que la repartition geographique du forcage oceanique ne se fait pas sentir en dehors des basses couches de l'atmosphere. Par contre, les anomalies obtenues dans la troposphere (rechauffement croissant avec l'altitude, acceleration des jets d'ouest et hausse de la nebulosite) sont sensibles a l'intensite du forcage. Enfin, dans la stratosphere, en dehors des modifications de la dynamique liees a la propagation d'ondes forcees dans la troposphere, les anomalies obtenues, en particulier l'augmentation de l'ozone, sont uniquement dues aux modifications radiatives. Le rechauffement global au-dessus du sol est compris entre 1,4c et 1,9c ; il montre des structures coherentes entre les experiences: il croit avec la latitude et est tres important sur les zones continentales des moyennes latitudes nord. L'intensification du cycle hydrologique obtenu est proportionnelle au rechauffement en surface: il est de l'ordre de 2,5%. K#-#1 pour les precipitations liquides (tandis que les precipitations neigeuses diminuent fortement) et de 2%. K#-#1 pour l'evaporation. On observe avec arpege une diminution de la nebulosite totale (croissante avec l'intensite du forcage oceanique). Toutes ces modifications du climat sont discutees sur l'ensemble du globe. Une analyse plus detaillee est effectuee sur des regions limitees afin d'identifier les zones continentales les plus sensibles a l'influence oceanique. Une autre etude est menee, a l'aide d'un outil synthetique simple (la classification de koppen), pour visualiser en terme de modification climatique l'impact sur la vegetation des anomalies obtenues pour les precipitations et les temperatures. Enfin au cours de la discussion, nous aborderons des etudes plus specifiques, portant sur des modifications climatiques particulieres, ou des analyses locales d'impact basees sur les sorties des modeles de circulation generale, en particulier, une etude sur les frequences de blocage, ainsi que des etudes locales portant sur les precipitations et l'enneigement sur les alpes, realisees a partir des experiences presentees ici

  • Titre traduit

    Analyses of numerical experiments of climate changes due to the increase of greenhouse gases : sensitivity of the response to the model formulation and the oceanic forcing


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Informations

  • Détails : VI-213 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 203-213

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : École nationale supérieure d'électrotechnique, d'électronique, d'informatique, d'hydraulique et des télécommunications. Bibliothèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 94INPT047H/1
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