MORCE MED
Objectifs
Ce projet visait à mettre au point une plate-forme de modélisation régionale (bassin méditerranéen) qui, en se basant sur les prévisions globales de réchauffement, permettrait d'en évaluer les impacts (ressources en eau, productivité des terres, événements extrêmes). Elle reposerait sur le couplage de modèles régionaux - déjà développés - des différents compartiments du système Terre (océan, surface continentale, composition atmosphérique) et sur l'interfaçage avec les modèles globaux de l'IPSL.
Résultats majeurs
Le projet a permis le développement d'une première version de la plate-forme de modélisation régionale sur le bassin méditerranéen. Cette plateforme a largement été utilisée dans le cadre des programmes HyMeX et MED-CORDEX et a permis de conduire des études sur le rôle des processus couplés air/mer sur les processus dynamiques contrôlant le cycle de vie des précipitations intenses sur toute la Méditerranée nord-occidentale, et sur la variabilité spatiale et temporelle du bilan d'eau de la mer Méditerranée. Le projet MORCE-MED a permis d'analyser en détail les processus de rétroaction végétation/humidité des sols/atmosphère sur la formation des sécheresses et des canicules. Le projet MORCE-MED a permis d'essaimer de nouveaux projets pour intégrer la biogéochimie marine et faire évoluer la plateforme vers une version 2, incluant l'usage systématique du coupleur OASIS-MCT pour le couplage avec ORCHIDEE, NEMO et CHIMERE (GIS MED-ICCBIO et HUMBOLDT, LABEX BASC, ANR REMEMBER) et de positionner fortement l'IPSL sur les grands programmes de régionalisation du climat (CORDEX).
Thèse
Canicules et sécheresses en Méditerranée: contributions des processus couplés surface-atmosphère à méso-echelle.
Marc Stéfanon.
Thèse de l'Ecole Polytechnique soutenue le 1er octobre 2012.
Dimension interdisciplinaire
Dans le projet MORCE-MED, la dimension interdisciplinaire est restée faible. Il a essentiellement fait intéragir des spécialistes de la modélisation de l'atmosphère, de l'océan, de la surface continentale, de la chimie atmosphérique et de la biogéochimie marine. En revanche, la plate-forme MORCE-MED a permis d'initier une collaboration fructueuse avec les écologues du GIS Climat au travers du projet GIS HUMBOLDT et du LABEX BASC.
Figure clé
(a) Champ moyen de température de surface de la mer (°C) issu de produit satellite (SAT) sur la période 1999-2007. (b) Différence moyenne entre la simulation de contrôle (CTL) avec SST prescrite (ERA-interim) et SAT. (c) Différence moyenne entre la simulation couplée (CPL) obtenue avec la plate-forme MORCE-MED et SAT. (d) Champ moyen de température de surface de la mer (°C) issu de la simulation de contrôle (CTL) sur la période 1989-2008. (e) Différence moyenne entre la simulation couplée (CPL) et la simulation de contrôle (CTL) avec SST prescrite (ERA-interim).
Source: Lebeaupin-Brossier et al. (2015)
Projets induits / implications
Projet européen FP7 IMPACT2C (Quantifier les impact d’un réchauffement global de 2°C).
2013-2016 - Porteur : D. Jacob
Programme international INSU-MISTRALS HyMeX (HYdrological cycle in the Mediterranean Experiment).
Programme WCRP MED-CORDEX (Mediterranean Coordinated Downscaling Experiment).
Projet ANR Modèles Numériques (MN) 2011 PULSATION (Simulation multi-échelle couplée océan-atmosphère sur calculateur peta scale).
2012-2015 - Porteur : S. Masson
Projet GIS Climat HUMBOLDT (Les impacts de l'homme sur la biodiversité et le climat au cours de l'anthropocène).
2009-2013 - Porteur : P. Leadley
Projet GIS Climat MEDICCBIO (Changement climatique, évènements extrêmes et cycles biogéochimiques en Méditerranée).
2011-2013 - Porteurs : JC. Dutay et S.Bastin
Projet ANR 2012 REMEMBER (Compréhension et modélisation du système climatique régional couplé pour la prévention des risques hydrométéorologiques en Méditerranée dans un contexte de changement global).
2013-2016 - Porteur : P. Drobinski.
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• Définition du principe des modèles climatiques (Jean-Marc Jancovici)
• MedClivar (Mediterranean climate variability and predictability) : projet international visant à coordonner et promouvoir l’étude du climat méditerranéen.
• Projets du chantier Méditerranée
HyMex (Hydrologic cycle in Mediterranean experiment) a pour objectif d'améliorer la caractérisation et la compréhension du cycle de l'eau sur le bassin Méditerranéen, en considérant les différents compartiments (océan, atmosphère, surface et hydrosystèmes continentaux, biogéochimie) et leurs couplages aux différentes échelles de temps.
CharMex (Chemistry Aerosol Mediterranean Experiment) vise à étudier la chimie troposphérique et les aérosols en région Méditerranée, et à évaluer leurs impacts sur le bilan radiatif, le cycle hydrologique, la qualité de l’air et la biogéochimie marine.
MerMex (Marine Ecosystems Response in the Mediterranean Experiment programme) vise à approfondir la compréhension des écosystèmes marins méditerranéens, afin de mieux anticiper leur évolution. Les chercheurs impliqués étudient la réponse des écosystèmes aux modifications des forçages physico-chimiques causées par les changements des conditions environnementales et l’accroissement de la pression anthropique.
• Le projet CICLE (Calcul Intensif pour le Climat et l’Environnement) a pour objet de développer une nouvelle génération de modèles capables de tirer pleinement parti des supers calculateurs actuels et futurs afin de réaliser des « simulations frontières » qui permettront des avancées majeures tant dans la compréhension des phénomènes physiques que dans nos capacités de prédiction. Il prévoit dans sa partie finale la réalisation de trois simulations dont une simulation du climat régional méditerranéen sur la période 1950-2050 à partir d’un modèle couplé à aire limitée imbriqué dans un modèle couplé global.
• CIRCE (Climate Change and Impact Research : the Mediterranean Environment) est un projet européen visant à identifier les impacts du changement climatique et les actions d’adaptation possibles pour la région Méditerranée (incluant l’Europe, l’Afrique du Nord et le Moyen-Orient).
Téléconnexion climatique : on parle de téléconnexion lorsqu’une modification climatique locale a des impacts (similaires ou différents) sur une ou plusieurs autres régions du globe. Ainsi, le phénomène de l’oscillation australe El Nino, un grand courant marin qui se forme une ou deux fois par décennie le long des côtes péruviennes à la fin de l’hiver, entraîne des modifications climatiques dans le monde entier.
Maille : pour construire un modèle climatique, on recouvre notre planète d'un filet imaginaire dont la maille (comme pour un filet de pêche, c'est la distance qui sépare deux fils) mesure de quelques centaines de kilomètres à quelques kilomètres de côté. Plus la taille des mailles est petite, plus la résolution des modèles est élevée. Cependant, les temps de calcul étant d’autant plus longs que les mailles sont petites, les modèles de résolution élevée (appelés modèles régionaux) ne peuvent être utilisés qu’à des petites échelles de temps et d’espace.
Forçage : Pour faire fonctionner un modèle, on doit lui fournir des données d’entrée pour les différents paramètres qui le caractérisent (température, couverture végétale, composition atmosphérique...). Lorsque qu’une donnée est fixe (obtenue à partir d’observations ou issue des résultats d’un autre modèle), on parle de forçage. Dans ce cas, les rétroactions possibles (pour le paramètre considéré) ne sont pas prises en compte.
Couplage : modéliser un processus, c’est établir un code informatique traduisant les équations chimiques et/ou physiques qui le caractérisent. On peut coupler, c'est-à-dire faire fonctionner ensemble, plusieurs modèles représentatifs de différents processus (océan, atmosphère, cycle du carbone...), afin que les interactions/rétroactions naturelles entre les différents processus puissent être prises en compte.
Photochimie : intervention de la lumière dans une réaction chimique.
| Dynamique de l'atmosphère | Philippe Drobinski Chargé de Recherche CNRS au LMD philippe.drobinski @ lmd.polytechnique.fr |
