mémoire - Centre National de Recherches Météorologiques

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Lorsqu’on s’intéresse à la variabilité basse-fréquence, il n’y a pas, là non plus, de clivage
fondamental entre les couplages continent-atmosphère et océan-atmosphère. Si l’océan apparaît de
prime abord comme une composante lente du système climatique relativement aux surfaces
continentales, il faut se méfier de cette image un peu réductrice. Nous avons vu par exemple que l’HS
ou la neige accumulée en surface peuvent montrer des fluctuations inter-annuelles importantes. A plus
longue échéance, les glaciers, le permafrost et la végétation doivent également être traités de manière
pronostique si l’on veut décrire la variabilité continentale de manière réaliste. Ainsi, selon le ratio entre
l’échelle de temps caractéristique du processus considéré et l’échéance de la prévision ou la durée de
la simulation, se pose ou non le problème de l’initialisation. A titre d’exemple, la répartition du couvert
végétal est fixée en prévision numérique, alors qu’elle doit être initialisée dans les simulations paléoclimatiques
avec végétation dynamique. Où se situe alors la limite ? On peut ainsi arguer que certains
événements météorologiques (tempêtes) ou climatiques (sécheresses) ont des effets dévastateurs sur
la végétation dont il faudrait rendre compte dans la plupart des simulations évoquées dans ce mémoire.
Il faut cependant hiérarchiser les problèmes. L’inflation des couplages et degrés de liberté mis en
œuvre dans les modèles de climat dissimule mal nos difficultés à affronter des problèmes plus
importants.
Pour conclure sur la question initialement posée, à savoir ce qui différencie fondamentalement
le couplage continental du couplage océanique du point de vue de l’atmosphère, il faut à mon avis
revenir sur le caractère dynamique des océans, qui s’oppose non pas tant au caractère statique des
continents qu’à leur relatif « déterminisme ». Ce contraste est évident, mais est-il toujours à l’esprit des
apprentis sorciers - dont je suis - lorsqu’ils prescrivent les conditions aux limites dans un modèle
atmosphérique? S’il s’agit des continents, cette expérience consiste essentiellement à couper des
rétroactions. S’il s’agit des océans, on néglige également les modes de variabilité interne à l’océan ainsi
que les modes couplés océan-atmosphère (tels que l’ENSO dont on peut légitimement douter qu’il
existe un équivalent en terme de couplage continent-atmosphère). C’est une différence essentielle, car
la variabilité résiduelle de l’atmosphère ainsi isolée est dans le second cas amputée de manière
beaucoup plus sensible. C’est d’ailleurs ce qui explique que la plupart des expériences numériques
visant à montrer l’influence des surfaces continentales aient été réalisées avec des TSM prescrites.
Rares sont les travaux où le rôle des surfaces continentales a été étudié dans un cadre plus
réaliste, incluant notamment la variabilité océanique. On peut toutefois signaler l’article de Hu et al.
(2004) dans lequel une ET climatologique est prescrite sur l’ensemble des continent dans un modèle
couplé océan-atmosphère. En dehors du voisinage immédiat des surfaces continentales, les résultats
montrent un impact très limité sur la variabilité totale du système climatique, bien que les auteurs
soulignent une légère modulation de la fréquence de l’ENSO. On peut également citer les travaux de
Bonan et al. (1992) et de Voldoire et Royer (2005) qui montrent que l’impact régional d’une
déforestation massive n’est guère différent selon que l’on travaille avec TSM prescrites ou interactives,
même si l’impact du couplage est significatif lorsqu’il s’agit d’une déforestation des régions boréales
(Bonan et al. 1992). Globalement, ces quelques expériences suggèrent que l’utilisation de TSM
prescrites n’est pas un problème pour analyser la réponse atmosphérique à une perturbation
continentale, tant que cette perturbation n’induit pas de modification importante de la circulation
atmosphérique. Elles soulignent non pas la faiblesse des rétroactions océaniques, mais l’influence
limitée des surfaces continentales sur la variabilité atmosphérique.
Ainsi, la contribution des surfaces continentales à la variabilité du système climatique est loin
d’être comparable à celle des océans. Si elle ne peut être totalement ignorée, notamment à l’échelle
régionale, il semble dans la pratique bien souvent illusoire de vouloir en rendre compte de manière fine,
tant l’évolution du système couplé océan-atmosphère est elle-même incertaine. C’est pourquoi il est
notamment si difficile de montrer l’intérêt d’une meilleure représentation et/ou initialisation des surfaces
continentales pour la prévision saisonnière (chapitre 4.2.1). De manière similaire, et même si dans ce
cas la vérification est plus problématique, une description plus sophistiquée des rétroactions
continentales n’est pas la garantie d’une projection plus réaliste du climat du 21 ème siècle (chapitre
4.2.2).