Le système terrestre modèle communautaire sera l'un des modèles climatiques primaires utilisés pour la prochaine évaluation par le Groupe d'experts intergouvernemental sur les changements climatiques.
La modélisation de la complexité du climat. Cette image, prise à partir d'une plus grande simulation de 20ème siècle Climat, illustre plusieurs aspects du système climatique de la Terre. Les températures de surface de la mer et des concentrations de glace de mer sont présentées par les deux échelles de couleurs. Le chiffre capture également la pression au niveau de la mer et des vents de faible niveau, y compris l'air chaud vers le nord sur la côte orientale des régions à basse pression et de l'air plus froid se déplaçant vers le sud sur la partie occidentale des dépressions. Ces simulations, produites par la Communauté du système climatique modèle basé NCAR, peuvent également représenter des fonctionnalités supplémentaires du système climatique, tels que les précipitations. Logiciel Companion, publié récemment que le modèle de système communautaire de la Terre, permettra aux scientifiques d'étudier le système climatique dans complexité encore plus grande.
Les scientifiques peuvent désormais étudier les changements climatiques dans beaucoup plus de détails avec le puissant nouveau logiciel informatique publié par le Centre national pour la recherche atmosphérique (NCAR).
Le modèle du système terrestre communautaire (CESM) sera l'un des modèles climatiques primaires utilisés pour la prochaine évaluation par le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC). Le CESM est la dernière d'une série de modèles globaux basés NCAR développés au cours des 30 dernières années. Les modèles sont pris en charge conjointement par le ministère de l'Énergie (DOE) et la National Science Foundation, qui est le parrain du NCAR.
Les scientifiques et les ingénieurs de NCAR, les laboratoires du DOE, et plusieurs universités ont développé le CESM.
Des fonctionnalités avancées de ce nouveau modèle aidera les scientifiques mettent en lumière quelques-uns des mystères critiques du réchauffement de la planète, y compris:
• Quel est l'impact du réchauffement des températures aura sur les calottes glaciaires massives dans Groenland et l'Antarctique?
• Comment seront les modèles dans l'océan et l'atmosphère affecter le climat régional dans les prochaines décennies?
• Comment le changement climatique va influer sur la gravité et la fréquence des cyclones tropicaux, y compris les ouragans?
• Quels sont les effets de minuscules particules en suspension, appelées aérosols, sur les nuages et les températures?
Le CESM est l'un d'une douzaine de modèles climatiques à travers le monde qui peuvent être utilisés pour simuler les nombreuses composantes du système climatique de la Terre, y compris les océans, l'atmosphère, la glace de mer, et la couverture terrestre. Le CESM et ses prédécesseurs sont uniques parmi ces modèles en ce sens qu'ils ont été développés par une large communauté de scientifiques. Le modèle est disponible gratuitement pour les chercheurs du monde entier.
«Avec le système terrestre modèle communautaire, nous pouvons poursuivre questions scientifiques que nous ne pouvions pas aborder auparavant», dit scientifique du NCAR James Hurrell, président du comité de direction scientifique qui a développé le modèle. "Merci à l'amélioration de son physique et de biogéochimie élargi, il nous donne une meilleure représentation du monde réel."
Les scientifiques comptent sur des modèles informatiques afin de mieux comprendre le système climatique de la Terre, car ils ne peuvent pas mener des expériences à grande échelle sur l'atmosphère elle-même. Les modèles climatiques, comme les modèles météorologiques, reposent sur un maillage tridimensionnel qui atteint très haut dans l'atmosphère et dans les océans. À intervalles réguliers, ou points de la grille, les modèles utilisent des lois de la physique pour calculer les variables atmosphériques et environnementales, simulant les échanges entre les gaz, les particules et l'énergie à travers l'atmosphère.
Parce que les modèles climatiques couvrent des périodes beaucoup plus longtemps que les modèles météorologiques, ils ne peuvent pas inclure autant de détails. Ainsi, les projections climatiques apparaissent à l'échelle régionale à l'échelle mondiale plutôt que locales. Cette approche permet aux chercheurs de simuler le climat mondial au cours des années, des décennies, voire des millénaires. Pour vérifier la précision d'un modèle, les scientifiques simulent généralement les conditions passées et comparer ensuite les résultats du modèle aux observations réelles.
Une vision plus large de notre système climatique
Le CESM construit sur le modèle du système climatique de la Communauté, que les scientifiques et les collaborateurs du NCAR ont régulièrement mise à jour depuis la première développer il ya plus d'une décennie. Le nouveau modèle permet aux scientifiques d'obtenir une image plus large du système climatique terrestre en incorporant des influences plus. Utilisation du CESM, les chercheurs peuvent désormais simuler l'interaction des écosystèmes marins avec l'effet de serre; l'influence climatique de l'ozone, la poussière et d'autres produits chimiques dans l'atmosphère; le cycle du carbone dans l'atmosphère, les océans et les terres émergées; et l'influence de l'effet de serre sur la haute atmosphère.
En outre, une représentation entièrement nouvelle des processus atmosphériques dans le CESM permettra aux chercheurs de poursuivre une plus grande variété d'applications, y compris des études de qualité de l'air et des mécanismes de rétroaction biogéochimiques.
Les scientifiques ont commencé à utiliser à la fois le CESM et le modèle du système climatique de la Communauté pour un ensemble ambitieux d'expériences climatiques pour être présenté dans les prochains rapports d'évaluation du GIEC, prévue pour la libération au cours 2013-14. La plupart des simulations à l'appui de cette évaluation sont programmés pour être complété et rendus publics à compter de la fin de 2010, de sorte que le milieu de la recherche peut compléter ses analyses à temps pour figurer dans l'évaluation. Le nouveau rapport du GIEC comprendra des informations sur les changements climatiques régionaux dans les prochaines décennies.
Utilisation du CESM, Hurrell et d'autres scientifiques espèrent en apprendre davantage sur les modèles océan-atmosphère, tels que l'oscillation de l'Atlantique Nord et l'oscillation décennale du Pacifique, qui affectent les températures de surface de la mer ainsi que les conditions atmosphériques. Une telle connaissance, Hurrell dit, peut éventuellement conduire à des prévisions sur plusieurs années des impacts climatiques potentiels, comme une région particulière face à une forte probabilité de sécheresse, ou une autre région susceptible face à plusieurs années de conditions froides et humides.
"Les décideurs dans divers arénas ont besoin de savoir dans quelle mesure les événements climatiques qu'ils voient sont le produit de la variabilité naturelle, et donc peuvent être censés se résorber à un certain point, ou sont le résultat de potentiellement irréversibles, le changement climatique d'origine humaine influencée, "dit Hurrell. "CESM sera un outil majeur pour répondre à ces questions."