Paramétrage d'EdGCM pour des simulations intégrant des projections en gaz à effet de serre correspondant à des scénarios GIEC
La réalisation de simulations à partir de projections de concentrations en gaz à effet de serre issues de scénarios du GIEC nécessite un certain nombre d'étapes. Il faut tout d'abord disposer de fichiers comportant les variations des concentrations en gaz à effet de serre afin de les faire prendre en compte par le modèle. Des choix sont également à effectuer à propos de différents paramètres de simulation. Les conditions aux limites (topographie, végétation...) peuvent être conservées. Les choix portent essentiellement sur le mode océanique et le GCM restart file.
Le choix du mode océanique
Des informations détaillées sur la modélisation du climat sont accessibles dans la rubrique "modéliser le climat". D'autres concernant les modes océaniques utilisables avec EdGCM sont fournies au niveau du guide de prise en main du modèle. On retiendra qu'EdGCM étant un modèle simplifié pour fonctionner sur des ordinateurs personnels, l'océan n'est pas modélisé de manière dynamique. Il affiche 5 modes océaniques se rapprochant plus ou moins de ce type d'océan.
En résumé, le mode Dynamic Ocean n'est en fait pas disponible. Dans le mode Specified SST, les températures de surface océaniques (SST pour Sea Surface Temperature) varient au cours d'une année mais sont fixes d'une année sur l'autre. Les échanges ne se font pas de l'atmosphère vers l'océan mais existent de l'océan vers l'atmosphère. Le mode Observed SST (1871-2002) présente des températures océaniques de surface mensuelles observées de 1871 à 2002 et qui varient donc d'une année sur l'autre. Le mode Mixed-Layer Ocean ou Qflux prend en compte une couche de mélange océanique en interaction avec l'atmosphère et au niveau de laquelle des échanges de chaleurs sont possibles. Le modèle océanique d'EDGCM n'intégrant pas les transferts de matière, un coefficient de transfert thermique (Qflux) est attribué à chaque maille de la grille. Il permet de se rapprocher des échanges d'énergie qui ont lieu dans un océan dynamique. Le mode Mixed-Layer+DeepDiffusion comporte en plus des échanges de chaleur avec un océan profond.
Dans le cas de simulations intégrant des projections de concentrations en gaz à effet de serre correspondant à des scénarios du GIEC, c'est donc le mode Mixed-Layer+DeepDiffusion qui, se rapprochant le plus d'un océan dynamique, est préférable à utiliser pour réaliser et étudier les projections climatiques associées à ces différents scénarios d'émission. On pourra néanmoins également, pour étudier l'influence du mode océanique et donc celle de l'océan sur les projections climatiques, comparer ces simulations avec celle obtenues avec les autres modes, à savoir Specified SST et Mixed-Layer Ocean (Qflux). Il sera alors important d'effectuer les bons choix au niveau des différents GCM restart file disponibles.
Le choix du GCM restart file
Il existe un fichier GCM restart file (rsf) pour chaque mode océanique utilisable avec EdGCM: NOV1910.rsfModern.ocean, NOV1911.rsfModern_Qflux et NOV1960.rsfModern_DeepOcean. Deux choix sont possibles dans le cas de NOV 1910.rsfModern.Ocean, mais ils correspondent en fait au même fichier.
Ces fichiers décrivent, entre autres, les conditions initiales concernant l'état de l'atmosphère. L'utilisation de GCM restart file différents, lors de simulations utilisant les 3 modes océaniques , est susceptible de fausser leur comparaison, du fait des différences au niveau de ces fichiers.
Les modalités du paramétrage d'EdGCM
Dans une première approche
Les fichiers comportant les projections des concentrations en gaz à effet de serre associées aux scénarios du GIEC et qui sont nécessaires au paramétrage d'EdGCM sont présentés ci-dessous. Les modalités de leur prise en compte par le modèle avec le mode océanique Mixed-Layer+DeepDiffusion sont également indiquées.
Pour aller plus loin
L'importance du choix du GCM restart file ainsi que l'influence des différents modes océaniques sont ensuite présentées. Les modes Qflux et Mixed-Layer+Deep Diffusion ne sont normalement pas utilisables directement avec EdGCM. Ils nécessitent en effet des fichiers qui décrivent le comportement de l'océan dans les conditions de la simulation et qui doivent être créés à partir d'une collecte préalable du comportement de cet océan (voir pour plus de détail le tutoriel simplifié pour utiliser le mode Qflux dans EdGCM). Des fichiers étant fournis avec EdGCM pour les conditions actuelles, cette étape n'est à priori pas nécessaire pour des simulations actuelles et futures. La validité des résultats obtenus sans cette collecte a été évaluée.
On retiendra qu'il peut y avoir des écarts dans les résultats des simulations lorsque l'on utilise des fichiers GCM restart file différents avec le même mode océanique. Il convient donc de prendre le même fichier si l'on effectue des simulations avec des modes océaniques différents, comme par exemple NOV1960.rsfModern_DeepOcean (fichier proposé avec le mode mixed Layer + Deep Diffusion).
Concernant la collecte préalable du comportement de l'océan, on retiendra que les modifications climatiques sont proches pour les deux simulations en mode Qflux, avec et sans collecte préalable du comportement de l'océan. Il peut y avoir néanmoins des écarts plus ou moins importants selon les indicateurs. La collecte du comportement de l'océan compliquant l'utilisation d'EdGCM, on peut choisir de ne pas l'effectuer. Il sera alors important, comme pour le fichier GCM restart file, de faire le même choix pour toutes les simulations effectuées et ce, afin de ne pas fausser les comparaisons.