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Posté par Isabelle le Vendredi 01/06/2018 à 12:00
La réanalyse des données climatiques du passé est la clé pour comprendre les changements climatiques à venir
La pléthore de données climatiques recueillies au cours du XXe siècle est la clé qui permettra d'anticiper l'évolution future du changement climatique. Des chercheurs ont mis au point de nouveaux outils et réexaminé les anciennes données afin de mieux comprendre l'histoire du climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la météorologie qui désigne l'étude du...). Cette approche permettra de mieux prévoir l'évolution future du climat.

Il est essentiel d'examiner le passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur une échelle des temps centrée...) et de comprendre comment le climat a évolué pour pouvoir mettre en ?uvre des politiques d'atténuation (Perte d'intensité et amplitude d'un signal...) du changement climatique appropriées pour l'avenir. À cet égard, le XXe siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la durée d'une génération humaine et...) constitue un point (Graphie) de départ essentiel, et la compréhension du climat dépend de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) issues d'observations atmosphériques, terrestres, océaniques et de la glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) de mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.).




©ERA-CLIM2

La compréhension des variations climatiques du siècle dernier passe également par la modélisation du système couplé océan-terre-atmosphère et des systèmes d'assimilation à même de traiter les données. Grâce à de nombreuses initiatives de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche...), l'Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du continent...) est à l'avant-garde en la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La...).

Le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de...) ERA-CLIM2 (European Reanalysis of the Global Climate System), financé par l'UE, avait pour objectif de recueillir et de traiter les données issues des observations faites au cours du siècle dernier. Les chercheurs se sont employés à numériser les données recueillies et à les préparer en vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) de leur utilisation dans les modèles élaborés par l'équipe de recherche.

"Plus nous remontons dans le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), plus les observations sont rares et moins elles sont précises", explique le coordinateur du projet ERA-CLIM2, le Dr Roberto Buizza. "Notre approche consiste à intégrer ces données dans nos modèles tridimensionnels de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des...), en utilisant des modèles couplés qui simulent l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un...) des processus océaniques, terrestres et atmosphériques."

En utilisant très peu d'observations à l'aide des modèles qu'elle a mis au point, l'équipe de ERA-CLIM2 peut reconstruire le climat de zones pour lesquelles aucune ou très peu d'observations sont disponibles. "Le retraitement des données constitue la meilleure source d'information sur l'histoire du climat, car il fusionne toutes les sources d'information disponibles à partir des observations et des modèles", explique M. Buizza. "Les ensembles de réanalyses générés dans ERA-CLIM2 nous aident à évaluer l'incertitude du climat passé et fournissent des pistes pour faire face aux incertitudes des projets climatiques futurs (Futurs est une collection de science-fiction des Éditions de l'Aurore.)."

Atteindre les objectifs

ERA-CLIM2 a contribué à faire progresser la science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris,...) de la réanalyse grâce à des avancées dans des domaines tels que le sauvetage et le traitement subséquent des données d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la...). Les chercheurs ont appuyé un vaste effort de sauvetage des données pour les observations météorologiques historiques in situ dans le monde (Le mot monde peut désigner :) entier et ont préparé des jeux de données climatiques satellitaires.

L'équipe a mis au point et testé des méthodes d'assimilation couplée qui pourraient inclure des observations issues des différents systèmes terrestres, y compris la glace de mer. Les chercheurs ont élaboré ces méthodes afin de produire une estimation plus cohérente de l'évolution du système terrestre, en particulier à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière...) de la Terre.

ERA-CLIM2 a mis au point la première réanalyse européenne couplée océan-terre-atmosphère du XXe siècle, qui tient également compte de l'utilisation du carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.). L'équipe a permis de mieux comprendre les réanalyses découplées et couplées, ce qui l'a amenée à élaborer des méthodes d'estimation de l'incertitude dans les réanalyses.

Trois innovations

Premièrement, ERA-CLIM2 a produit une réanalyse couplée européenne inédite du système terrestre du XXe siècle. Baptisée CERA-20C, elle intègre l'océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau salée. En fait, il s'agit plutôt d'un volume, dont l'eau est en permanence renouvelée par des courants marins. Approximativement 71% de...), la glace de mer, la terre et l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :). L'équipe est allée plus loin, en utilisant le système d'assimilation CERA pour générer un deuxième ensemble de données, CERA-SAT, qui a une résolution plus élevée et couvre environ 10 ans de l'ère des satellites (Satellite peut faire référence à :).

Deuxièmement, ils ont eu recours au système d'assimilation CERA pour évaluer l'impact des observations océaniques sur la modélisation de la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant du...) de la partie inférieure de l'atmosphère, et vice-versa. "Étant donné qu'au début du XXe siècle, les observations étaient très rares, cela nous a permis de produire des ensembles de données plus précis", note M. Buizza.

La troisième innovation consistait à produire une nouvelle estimation de l'incertitude des données de réanalyse, générée à l'aide de méthodes d'ensemble. Le CERA-20C et le CERA-SAT comprenaient tous deux un ensemble de 10 analyses au lieu d'une seule. Cette particularité a permis aux chercheurs de tenir compte de l'incertitude des observations et des modèles, et d'estimer la précision de nos connaissances sur les variations climatiques historiques. Cette nouvelle approche permet de mieux comprendre le changement climatique, puisque des méthodes similaires peuvent être utilisées pour se tourner vers l'avenir.

Perspectives d'avenir

Le système CERA sera utilisé pour les futures réanalyses de données, notamment celles générées par le service Copernicus concernant le changement climatique (C3S). Les données récupérées et retraitées par l'équipe de ERA-CLIM2 seront mises à la disposition de l'ensemble de la communauté, afin qu'elles puissent être comprises dans toute réanalyse future. "C3S a fourni (Les Foúrnoi Korséon (Grec: Φούρνοι Κορσέων) appelés plus...) un moyen naturel de poursuivre certaines des activités entamées dans le cadre du projet ERA-CLIM2, en les transformant en services opérationnels durables", explique M. Buizza.

Pour plus d'information voir:
- http://www.era-clim2.eu/
- https://drive.google (Google, Inc. est une société fondée le 7 septembre 1998 dans la Silicon Valley en Californie par Larry Page et Sergey Brin, auteurs du moteur de recherche Google. Depuis 2001, Eric Schmidt en est le PDG (CEO). La société compte environ...).com/open?id=17giUqz_K4sK6yS38ShdELUfMz_p_W4_h

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Source: © Union européenne, [2018] / CORDIS
 
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