Une meilleure prévision du climat de l’Atlantique Nord à l’échelle décennale

Résultat scientifique Océan Atmosphère

La quantification des signaux et des incertitudes dans les modèles climatiques est essentielle pour la détection, l'attribution et la prévision du changement climatique. Bien que l'accord inter-modèles soit élevé pour les signaux de température à grande échelle, les changements dynamiques de la circulation atmosphérique restent incertains, notamment aux échelles de temps décennales. Cela conduit à une faible confiance dans les prévisions régionales pour les prochaines décennies, en particulier pour les précipitations. Par ailleurs, les prévisions climatiques sont difficiles à vérifier jusqu'à ce que de nouvelles observations soient disponibles.

Une équipe internationale1 a analysé les prévisions climatiques rétrospectives décennales2 effectuées tous les ans sur les 60 dernières années et produites par une dizaine de grands centres de recherche internationaux. Ces simulations intègrent les conditions initiales de l’océan, ce qui leur confèrent une prévisibilité accrue du climat par rapport aux simulations dites historiques qui ne prennent en compte que les forçages externes. Ce travail a permis aux scientifiques de montrer que les variations décennales du climat hivernal de l'Atlantique Nord sont prévisibles dans ce type de simulations, malgré un manque de concordance entre les simulations des modèles individuels et la faible capacité de prédiction des résultats bruts de chacun d’eux.

Néanmoins, étant donné que les modèles actuels sous-estiment la fraction prévisible de la variabilité totale de l'oscillation nord-atlantique (le principal mode de variabilité de la circulation atmosphérique nord-atlantique), plus de 500 simulations sont nécessaires pour isoler correctement ce signal prévisible et « filtrer » le bruit (turbulence intrinsèque aux différents modèles). Des étapes de traitement sont ensuite nécessaires pour améliorer l’estimation de l’effet de ce signal sur le climat.

Cette approche permet d’améliorer considérablement les prévisions décennales du climat hivernal pour l'Europe et l'est de l'Amérique du Nord, ce qui va être très utile à nombre de gestionnaires (agences environnementales, agences de l’eau…).
Elle souligne aussi la nécessité de comprendre pourquoi le rapport signal / bruit est trop petit dans les modèles climatiques actuels et dans quelle mesure son amélioration pourrait réduire les incertitudes dans les prévisions à l’échelle régionale du changement climatique sur des échelles de temps d’une (à plusieurs) décennie(s).

Illustration scientifique
À première vue (image de gauche), les modèles semblent incapables de reproduire les variations décennales observées de la NAO (en noir), le signal moyen (en rouge gras) étant plus de 10 fois plus faible que celui des observations. Cependant, en normalisant les deux signaux et en utilisant plus de membres, il est possible d’isoler une bien meilleure rétrospective de la NAO (image de droite).

 

  • 1. Les laboratoires français impliqués sont le Laboratoire d’océanographie et du climat : expérimentations et approches numériques (LOCEAN/IPSL, Sorbonne Université / CNRS / MNHN / IRD) et le laboratoire Environnements et paléoenvironnements océaniques (EPOC/OASU, Université de Bordeaux / CNRS)
  • 2. Simulations de l’évolution climatique sur 10 ans partant d’un moment du passé récent pour lequel des observations de l’état de l’océan sont disponibles, permettant d’avoir une prévisibilité accrue et de tester la prévisibilité offerte par les modèles.

En savoir plus

North Atlantic climate far more predictable than models imply, Nature, DOI : 10.1038/s41586-020-2525-0
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2525-0

Contact

Didier Swingedouw
EPOC/OASU
Juliette Mignot
LOCEAN/IPSL