CLIMATOLOGIE

La climatologie (encore appelée science du climat) étudie les différents climats de la Terre ainsi que le climat global (moyenne de tous ces climats). Elle les décrit, tente de les comprendre et, dans une certaine mesure, peut prévoir leur évolution sur de longues périodes (mois, décennies, siècles).[...]

La démarche des climatologues 

Les climats résultent des échanges d’énergie et de matière (air, eau, roches, formes vivantes) qui, à la surface de notre planète, se produisent avec le Soleil, ainsi qu’entre les différentes composantes du « système Terre » : l’océan, la cryosphère (les glaces), la lithosphère (enveloppe solide comprenant les continents), l’atmosphère et la biosphère. Ces échanges obéissent aux lois de la physique, de la chimie et de la biologie. Pour les appliquer dans[...]

Utiliser les lois de la nature et observer la Terre

La compréhension détaillée des échanges entre les différentes composantes du système Terre fait donc intervenir diverses disciplines scientifiques. Par exemple, la physique étudie la plus ou moins grande absorption de l’énergie solaire par les nuages, selon leur altitude ; la chimie analyse la dissolution du dioxyde de carbone (CO₂) atmosphérique dans l’océan ; la biologie explore la destruction des coraux soumis à une eau de plus en plus acide.

Faisant appel à ces différents domaines, la climatologie s’appuie sur une connaissance, aussi précise que possible, des phénomènes se déroulant à la surface de la Terre. Cette connaissance repose principalement sur un ensemble d’observations et de mesures concernant différents[...]

Calculer avec les modèles climatiques, outils indispensables de la climatologie

Les climatologues conçoivent des programmes informatiques très élaborés, occupant pendant des mois entiers de puissants ordinateurs, qui simulent au mieux le comportement des composantes terrestres. Pour décrire le climat à un moment donné et son évolution, ces simulations numériques utilisent les lois de la physique et de la chimie, ainsi que les données provenant des satellites et des stations de mesure au sol. Le but du modèle climatique ainsi réalisé est de fournir les valeurs de divers éléments du climat au cours du temps.

Pour effectuer ces calculs, le modèle climatique recouvre la surface de la sphère terrestre d’un quadrillage aussi serré que possible. Il peut également découper verticalement l’atmosphère ou l’océan en tranches, produisant alors des boîtes à trois dimensions. Chaque boîte issue de ce double découpage (horizontal et vertical) est appelée « maille ». Celle-ci peut être aussi petite que quelques dizaines de kilomètres de côté, afin de décrire précisément les échanges d’énergie et de matière. Le calcul informatique fournit alors, pour toute la surface terrestre, ou une partie seulement selon[...]

Peut-on faire confiance aux modèles climatiques ?

Comment peut-on être raisonnablement certain que cette simulation numérique représente bien la réalité ? Et qu’elle est suffisamment fiable pour que l’on puisse faire confiance à la description de l’avenir qu’elle propose et que l’on appelle une projection climatique (au sens de « se projeter dans l’avenir »).

Tout d’abord, il est possible de vérifier que les modèles climatiques reproduisent bien le climat ayant existé dans le passé et qui est connu par des mesures ou les traces qu’il a laissées. Appelées archives climatiques, ces traces sont, par exemple, les bulles d’air fossile emprisonnées dans les glaciers, les cernes des troncs d’arbre, le pollen des plantes, qui apportent de nombreuses informations… Ainsi, les modèles climatiques montrent que la Terre a subi des glaciations au cours de son histoire, à des époques où l’on sait qu’elle absorbait moins l’énergie reçue du Soleil à cause des variations dans sa trajectoire autour de celui-ci.

On peut également s’assurer qu’un modèle climatique prévoit correctement une légère et temporaire baisse de la température moyenne de la Terre dans le cas où une violente éruption volcanique se produirait. Ce type d’événement émet en effet dans l’atmosphère un volume important de poussières qui réduit pendant quelques années la quantité d’énergie solaire absorbée par la Terre. C’est ce qui s’est passé, par exemple,[...]

Climatologie et météorologie

Comment se fait-il que la météorologie, qui utilise également des modèles, lesquels reposent fondamentalement sur les mêmes principes, soit incapable de prévoir le temps qu’il fera dans trois semaines en un lieu donné, alors que la climatologie fournit des projections à l’horizon de plusieurs décennies ? Cette apparente contradiction s’explique en partie par l’existence de situations qui reviennent régulièrement. Ainsi, l’été est plus chaud que l’hiver ; dans les pays méditerranéens, il pleut davantage au printemps et à l’automne, etc. Mais cela n’implique pas qu’à Noël l’on puisse prédire qu’il pleuvra à coup sûr[...]