[2015] Interactions entre nuages, circulation et climat

Notre compréhension du système climatique est limitée par la connaissance des interactions entre nuages, circulation et climat. Il est ainsi encore difficile de produire des évaluations robustes des changements globaux et régionaux. Cependant, les avancées actuelles dans notre capacité à observer, simuler et conceptualiser le système climatique permet de progresser dans notre compréhension de ces interactions. Ainsi, nous proposons que des progrès importants peuvent être faits en concentrant nos efforts sur la compréhension de : (1) le rôle des rétroactions liées aux nuages et à l’organisation de la convection dans le système climatique et (2) les facteurs contrôlant la position, la force et la variabilité des ceintures de pluie tropicales ainsi que des trajectoires de tempête extratropicales. 

Bien que les modèles de circulation générale constituent un des piliers des sciences du climat, des simplifications dans la manière de représenter les nuages, les précipitations et la circulation persistent sur plusieurs générations de modèles. Ces simplifications ont causé des problèmes récurrents. Pour obtenir un maximum d’information de l’approche de modélisation, il faut déployer des efforts de développement de modèle autour des processus qui affectent la simulation des tempêtes extratropicales, des ceintures de pluie tropicales et la sensibilité du climat. 4 questions majeures ont été identifiées:

- Quel rôle joue la convection dans les rétroactions des nuages ?

- Qu’est ce qui contrôle la position, la force et la variabilité des tempêtes extratropicales ?

- Qu’est ce qui contrôle la position, la force et la variabilité des ceintures de pluie tropicales?

- Quel rôle joue l’agrégation de la convection dans le système climatique ?

Dans le long terme, cette approache permettra aussi d’augmenter l’utilité de la modélisation globale sur des sujets puisque le futur des couches de pergélisol, la dynamique des puits de carbone océaniques et terrestres dépendent largement de l’amplitude du réchauffement ainsi que de la distribution prédite des précipitations dans le futur/

De plus, la diversité des processus à traiter par les approches de modélisation doit aussi être abordée par les systèmes d’observation. Une meilleure compréhension de ces processus doit impliquer des priorités à mettre en évidence pour de nouveaux types d’observations, des nouvelles campagnes de terrains ou des synthèses et interprétation d’enregistrements paléoclimatiques. Un consensus autour de quelques questions clefs doit permettre d’identifier les besoins et opportunités dans le domaine du paléoclimat et des enregistrements satellites.

Référence : Bony, S., Stevens, B., Frierson, D.M.W., Jakob, C., Kageyama, M., Pincus, R., Shepherd, T.G., Sherwood, S.C., Siebesma, A.P., Sobel, A.H., et al. (2015). Clouds, circulation and climate sensitivity. Nat. Geosci. 8, 261–268.

Figure : Qu’est-ce qui contrôlent la position, la force et la variabilité des tempêtes extratropicales ? a- le rayonnement infrarouge permet d’identifier le système de nuages dans une tempête en cours de formation ; la ligne rouge montre la limite entre les masses d’air dans le haut de la troposphère. b- Mouvements des nuages (code couleur dérivé de la pression en haut des nuages) ; c- dessin conceptuel illustrant les espèces majeures de nuages sur une coupe d’un système de tempête.