masa kageyama

Modélisation du climat

CLIM

Comprendre les variations climatiques, de la Terre boule-de-neige au climat du futur

Les enregistrements paléo-environnementaux montrent que le climat de la Terre a beaucoup varié au cours de son histoire. Etre capable de représenter ces variations climatiques à l’aide de modèles de climat, c’est en comprendre les mécanismes. La modélisation des paléoclimats constitue donc :

Une évaluation de notre compréhension du système climatique, telle que « résumée » dans nos modèles, en se basant sur des climats différents de ceux utilisés pendant la phase de développement des modèles (principalement le climat actuel)
Une aide à l’interprétation des enregistrements paléo-climatiques en proposant des mécanismes pour les changements reconstruits

Notre équipe consacre ses travaux de recherche à la modélisation des paléoclimats, des climats très anciens comme les épisodes de Terre « boule de neige » au Néoprotérozoïque (1 000 à 540 Millions d'années avant le présent ou Ma) ou les climats chauds de l’Eocène (56 - 34 Ma) aux climats du Quaternaire (depuis 2,6 Ma), oscillant entre périodes glaciaires (plus froides) et interglaciaires (plus chaudes). L'équipe met en regard ces changements climatiques passés et les changements climatiques projetés pour le futur.

Plusieurs membres de l'équipe sont également impliqués dans le projet PMIP (Paleoclimate Modelling Intercomparison Project), projet international de comparaison de simulations paléoclimatiques (site internet).

Outils

Notre équipe utilise des modèles de climat existants et en développe d’autres. Au fil des années, nous avons ainsi développé une hiérarchie de modèles climatiques allant des modèles conceptuels aux modèles de circulation générale généralement utilisés pour les projections climatiques.

Une spécificité de notre équipe est d’utiliser ou de développer des outils permettant de modéliser les variables mesurées dans les archives climatiques comme les carottes de glace ou de sédiments. Les données mesurées sont par exemple les isotopes de l’eau ou du carbone. Inclure ces variables est indispensable pour réaliser une comparaison directe des résultats de modèle aux données mesurées et les interpréter.

Nos modèles s'exécutent sur des ordinateurs de bureau pour les plus simples, sur des serveurs de calcul plus puissants installés au LSCE pour les modèles de complexité intermédiaire et sur les super-calculateurs du TGCC (site internet) pour les modèles les plus complexes.

Pour simuler des climats différents de l’actuel, nous procédons en général par modification des forçages tels que l'insolation reçue du soleil ou la teneur en gaz à effet de serre comme le CO₂. Pour les périodes passées éloignées nous modifions également la position des continents.

Les modèles développés et/ou utilisés dans l’équipe

Modèles conceptuels : ex. Maximum de Production Entropie
iLOVECLIM : site internet
FOAM avec LMDZ et GRISLI
IPSL_CM5, IPSL-CM6 les modèles de l'IPSL
MIT-GCM

Thématiques et mots clés

Climats pré-quaternaire : Pliocène Moyen, Miocène, Terre boule de neige
Climats Quaternaire : périodes glaciaires (plus froides), interglaciaires (plus chaudes) et transitions entre elles
projet PMIP: Holocène, Dernier Maximum Glaciaire, Dernier interglaciaire
Relation paléontologie/archéologie
Cycle du carbone court et long terme (en lien avec l'érosion et l'atération)
Calottes de glace
Liens entre le climat et la vie
Cycles biogéochimiques

Membres permanents

Chefs d'équipe

Jean-Claude Dutay : biogéochimie, Quaternaire, modèle NEMO

Pierre Sepulchre : liens climat-vie, pre-Quaternaire, IPSL-CM

Autres membres

Nathaelle Bouttes : cycle du carbone, Quaternaire, iLOVECLIM

Patrick Brockmann : data analysis and visualisation

Sylvie Charbit : calottes de glace, Quaternaire, GRISLI et IPSL-CM

Christophe Dumas : calottes de glace, GRISLI

Sebastien Fromang : IPSL-CM

Masa Kageyama : Quaternaire, IPSL-CM, PMIP

Jean-Baptiste Ladant : deep past, IPSL-CM