A few questions about climate models

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A few questions about climate models

• A paradox
• The patterns of global climate change predicted
  30 years ago and confirmed since then
• Continuous progress in weather forecast, oceanic
  forecast
• A lasting difficulty to quantify potential
  effects of climate change, and their regional
  properties.

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Pourquoi la modélisation climatiqueest-elle
possible?

• Henri Atlan Il y a un problème de crédibilité
  des modèles de changements climatiques et des
  prédictions qui en sont déduites. Ces modèles
  concernent en effet un domaine - le climat - où
  le nombre de données disponibles est petit par
  rapport au nombre de variables qui sont prises en
  compte dans leur construction, sans parler des
  variables encore inconnues. Cela implique qu'il
  existe un grand nombre de bons modèles, capables
  de rendre compte des observations disponibles,
  alors même qu'ils reposent sur des hypothèses
  explicatives différentes et conduisent aussi à
  des prédictions différentes, voire opposées. Il
  s'agit là d'une situation dite "des modèles par
  les observations", cas particulier de
  "sous-détermination des théories par les faits",
  bien connue des chercheurs engagés dans la
  construction de modèles de systèmes complexes
  naturels, où le nombre de données ne peut pas
  être multiplié à l'envi par des expérimentations
  répétées et reproductibles. Conséquence les
  modèles sur les changements climatiques ne
  peuvent être que des hypothèses, mises en formes
  informatiques très sophistiquées mais pleines
  d'incertitudes quant à leur relation à la réalité
  et il en va de même des prédictions qui en sont
  déduites.

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(No Transcript)
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Temperature changes
CNRM
IPSL
A2
B1
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Precipitation changes
A2
IPSL
CNRM
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(No Transcript)
7
(No Transcript)
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Two major constraints (1) Energy conservation
Earth radiative budget (W m-2)
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(2) Angular momentum conservation
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Two basic equilibriums
Geostrophic along the horizontal
Hydrostatic along the vertical
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Different types of blocking issues, all linked
with scale problems and/or multiple nature of the
climate system

• Feedback mechanisms (WV, Lapse Rate, Clouds,
  Snow, Soil Moisture, ) parameterizations
  validation using process studies (and campaign,
  satellite data)
• Natural variablity at synoptic scale monsoon,
  MJO, ENSO, QBO,
• Extreme events
• Abrupt unpredrictable events
• Link with  science of the impacts 

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Strategy
User Needs
Current Skill
10000 km
1000 km
High
Spatial Scales
Low
100 km
10 km
Unpredictable
1 km
Minute
Day
Week
Season
1 yr
100 yrs
10 yrs
Time Scales
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Gastineau, Le Treut, Li, 2008
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Uncertainty is largely associated with some key
feedbacks
. and a few more (soil mositure, state of
vegetation, )
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IPSL (2L22)
ERBE
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(No Transcript)
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Precipitation modeles, XXI-XXº change DJF
-1.50.31.5 mm/day
Unities -15315 of pp(20c3m)?
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IPSL Earth System Model (CM4)
Continents
Atmosphere
Oceans
Physics
Carbon Cycle
Chemistry
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Climate projections on regional and local scales
Performance of current AOGCMs (like those from
CMIP3) deteriorate when looking at finer temporal
and spatial scales which are needed for many
impact assessment studies.
Global
Regional
Continental



Local
Giorgi 2007
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IPCC, WG2
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Projects may

• Address model /data process studies at different
  scales
• Propose an integrated view of a given region
  (include social aspects)