Une discussion a commencé sur la question des conditions initiales / conditions aux limites des modèles météo ou climato. Je suggère qu'elle se poursuive ici, dans le cadre d'un débat plus large sur les modèles.
Début de la précédente discussion (post 58 de miniTAX) :
http://forums.infoclimat.fr/index.php?s=&a...st&p=388310
Ce n'est pas seulement ce point que je souhaite aborder dans cette discussion. Un débat sur les modèles est toujours un débat sur leur fiabilité prédictive. En météo comme en climato, on ne fait pas seulement de la prévi pour le plaisir de la prévi, mais aussi parce que son employeur (privé ou public) a besoin d'anticiper sur les situations à venir. Dans le cadre du climat, le GIEC a un cahier des charges assez précis, évaluer une perturbation anthropique dangereuse. Et donc notamment voir à quoi peut ressembler le climat en 2100 en prenant en compte cette perturbation anthropique, c'est-à-dire les GES, les aérosols et les usages des sols.
A mes yeux, les 19 modèles GCM ne disent pas grand chose de fiable concernant le climat terrestre en 2100. Et les variantes régionales (RCM) encore moins. Donc, le GIEC ne remplit pas son cahier des charges et nous ne savons pas aujourd'hui si les activités humaines aboutiront à une situation dangereuse ou non, ni pour qui au juste sur le planète. Notez bien : je ne prétends pas qu'il n'y a pas de danger, simplement que nous ne savons rien de précis sur ce supposé "danger".
Voici les impressions provisoires que je retire de mes lectures. Ce ne sont que des impressions, je précise, c'est-à-dire sans commune mesure avec l'appréciation d'un homme de l'art sachant distinguer l'important du secondaire dans son travail quotidien de modélisation. Je précise aussi qu'elles ne sont pas issues de la seule lecture de sceptiques acharnés, mais aussi bien (et même surtout) de publications "mainstream", comme le récent Frontiers of climate modeling édité par Kiehl et Ramanathan.
Limites physiques (ou intrinsèques) :
- les rétroactions nébulosité / vapeur d'eau / gradient thermique aux forçages sont encore mal appréciées (et/ou très paramétrisées, c'est-à-dire dépendant plus de contraintes issus de mesures locales que d'un calcul purement physique du phénomène)
- le cycle biogéochimique, incluant notamment la réponse de la biosphère, de la lithosphère et de l'hydrosphère au surcroît de GES, est dans l'enfance et n'est pas réellement couplé aux GCM ;
- la circulation océanique reste mal modélisée (aussi bien les évolutions de la MOC / THC que les échanges convectifs / turbulents en couche supérieure)
- les évaluations des changements de la circulation générale atmosphérique sont souvent très médiocres (voir les comparaisons intermodèles / réanalyses assez désastreuses sur l'ENSO, le géopotentiel 500 hPa, etc.)
- les usages des sols (le budget énergétique de surface terrestre en général) sont implémentés de manière assez rudimentaire
- le couplage stratosphère / troposphère (donc forçage solaire UV et photochimie) est encore en étude sur des modèles spécifiques, donc pas vraiment couplé aux modèles GCM
- les modèles du comportement des glaces (Groenland, glaciers, banquise arctique, plateformes antarctiques) ne semblent pas prendre en compte de nombreux phénomènes de petite échelles influant probablement sur la dynamique réelle (donc l'albedo et les rétroactions en Arctique, zone du plus fort réchauffement attendu cf. discussion en cours sur RC et notamment le comment 24 de Judith Curry)
- les forçages ne sont même pas clairement connus (effets directs et indirects des aérosols notamment, mais la plupart en dehors des GES sont en low level of understanding)
- et, bien sûr, le débat mené dans l'autre discussion sur le poids exact des conditions initiales dans l'exercice de modélisation climatique
Limites contingentes (ou extrinsèques) :
- la puissance de calcul des ordinateurs est imitée (imposant des grilles encore grossières, donc la paramétrisation des phénomènes "sub-grid")
- les incertitudes sont encore importantes sur bon nombre de mesures, de même que leur manque de profondeur avant les satellites (or, ces mesures sont celles qui servent justement à paramétriser)
- les SRES (émissions) ne sont qu'une fourchette des possibles énergétiques/démographiques/économiques ;
- les forçages naturels (volcan, soleil) sont ignorés dans la période 2000-2100 (parfois même dans le reconstruction 1900-2000 pour le soleil);
- la variabilité intrinsèque / chaotique sur les divers échelles de temps est inconnue ou mal contrainte (les runs de contrôle "sans forçage" sont autoréférentiels, leur valeur présuppose que la modélisation est correcte ou que les conditions initiales choisies sont bonnes quand on fait de la rétrovalidation).
Ces limites (les premières surtout) font précisément l'objet du travail de chercheurs. Elles sont donc progressivement repoussées et c'est la marche normale de la science.
Mais, et c'est un grand mais, les discussions habituelles sur le climat en dehors de la communauté des chercheurs ne portent nullement sur ces points précis. 90% des gens disent simplement : "vous avez vu ce que le GIEC prévoit pour 2100?" Or, cette phrase n'a aucune portée : ce que le GIEC prévoit pour 2100 a peu de chances de représenter l'état réel de la température globale 2100. Même les limites extrinsèques suffisent à conclure à cela. A fortiori les limites intrinsèques. Et ce qui est vrai pour les Tm globales l'est encore plus pour les autres facteurs (hydrologiques par exemple) et pour l'état régional du climat, là où sont conçues les politiques d'adaptation.
Le climat étant ce qu'il est, c'est-à-dire quand même assez stable malgré tout, on ne doit sans doute pas s'attendre à un refroidissement de 3°C ni à une hausse de 8°C. Mais on sait très bien que la notion de perturbation anthropique dangereuse (le cahier des charges initial) se joue à moins que cela, dans la fourchette 0-3°C 2100 où les incertitudes sont justement maximales. Sans parler de l'au-delà 2100, bien sûr.
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Nota
> J'ai insisté sur les modèles climato., mais l'avis des modélisateurs météo est le bienvenu. Après tout, ils savent beaucoup mieux ce qui se passe à petite échelle et ils ont forcément une idée de la fiabilité que l'on peut accorder à certains points (je pense surtout au principal : nébulosité, VE, gradient thermique, liens radiatifs-convectifs sur la colonne atmo.) lorsque l'on passe du calcul conditions initiales dépendant au calcul conditions limites dépendant.
> Cette critique des modèles actuels peut très bien satisfaire une position "alarmiste" (je crois qu'Alain la partage en partie ici ; des auteurs comme Overpeck ou Otto-Bliesner ont publié en ce sens récemment, etc.). Elle est donc neutre sur ce qui se passera vraiment en 2050 ou 2100.

