Un commentaire dans Changement climatique soulève des inquiétudes quant à la manière dont le financement scientifique affecte les modèles du système terrestre, en particulier dans la modélisation des émissions du pergélisol pour les prévisions climatiques. L’article souligne la nécessité d’un financement à plus long terme et de ressources avancées pour améliorer la précision des modèles et relever les défis de la modélisation climatique complexe. Crédit : Issues.fr.com
Les problèmes de financement et la complexité ont tenu les processus du pergélisol en dehors des modèles qui éclairent les objectifs climatiques mondiaux.
La manière dont la science est financée entrave les modèles du système terrestre et pourrait fausser d’importantes prévisions climatiques, selon un nouveau commentaire publié aujourd’hui (18 janvier) dans Changement climatique par le Woodwell Climate Research Center et une équipe internationale d’experts en modèles.
Émissions du pergélisol et défis de modélisation
Les émissions provenant du dégel du pergélisol, un sol gelé dans le Nord qui contient deux fois plus de carbone que l’atmosphère et qui fond en raison du réchauffement climatique d’origine humaine, constituent l’une des plus grandes incertitudes des projections climatiques futures. Mais une représentation précise de la dynamique du pergélisol est absente des principaux modèles qui projettent les émissions futures de carbone.
Seuls deux des onze modèles du système terrestre (MES) utilisés dans le dernier rapport du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) incluent le cycle du carbone du pergélisol, et ceux qui le font utilisent actuellement des approximations trop simplifiées qui ne capturent pas les manières entièrement dynamiques. que le carbone du pergélisol peut être libéré dans l’atmosphère à mesure que le climat se réchauffe. Les processus que les chercheurs ont observés sur le terrain, tels que la manière dont le dégel brutal du pergélisol peut créer des étangs et des lacs et modifier l’hydrologie de surface, vont à l’encontre de ces approximations mais ont d’importantes implications sur le carbone du pergélisol et son impact potentiel sur le climat mondial.
Carte illustrant l’étendue actuelle du pergélisol dans l’hémisphère Nord (bleu clair) et l’étendue projetée du pergélisol en 2070 (bleu foncé) selon le scénario RCP 4.5. Crédit : Greg Fiske / Centre de recherche sur le climat de Woodwell
La nécessité d’une modélisation climatique précise
« Ce qui arrive au carbone dans le pergélisol est l’une des plus grandes inconnues de notre climat futur », a déclaré Christina Schaedel, chercheuse scientifique principale au Woodwell Climate Research Center et auteur principal du rapport. « Les modèles du système terrestre sont essentiels pour prédire où, comment et quand ce carbone sera libéré, mais les équipes de modélisation ne disposent actuellement pas des ressources nécessaires pour décrire le pergélisol avec précision. Si nous voulons des prévisions climatiques plus précises, cela doit changer.
Défis liés au développement et au financement de modèles
Les modèles du système terrestre, les programmes pilotés par des superordinateurs qui peuvent prévoir les futures émissions de carbone et la dynamique climatique, ne peuvent prédire que les processus qu’ils représentent. Et à mesure que les scientifiques en apprennent davantage sur les interactions physiques et biogéochimiques complexes qui composent le système terrestre, les MES gagnent en complexité, englobant de plus en plus de processus. En pratique, cela signifie des années de développement de code hautement technique, d’intégration de données d’observation, ainsi que de paramétrage et de test du modèle.
Mais la plupart des financements de la recherche scientifique fonctionnent selon un cycle de financement de trois ans et sont structurés autour de projets qui abordent de nouvelles questions scientifiques. Selon les auteurs, ce cycle relativement court est trop bref pour former les développeurs de modèles ou pour terminer les étapes clés et complexes de développement de modèles avant le renouvellement des équipes.
« À mesure que ces systèmes de modélisation deviennent de plus en plus complexes, il est difficile – et cela devient de plus en plus difficile – pour un étudiant diplômé ou un postdoctorant de « se mettre au courant » assez rapidement pour vraiment comprendre l’étendue complète des besoins de développement du modèle et conclure un projet de développement. sur le calendrier typique de trois ans d’une proposition », a déclaré David Lawrence, qui codirige le modèle des systèmes terrestres communautaires au Centre national de recherche atmosphérique.
« Malheureusement, cela laisse de nombreux projets inachevés. » Lawrence, co-auteur du rapport, a déclaré que même si les équipes de modélisation collaborative avec lesquelles il travaille progressent dans la représentation des processus complexes du pergélisol, un financement limité signifie que « le rythme auquel les améliorations sont réintégrées dans la base de code principale du CTSM est relativement lent. »
Appel à un financement et une collaboration accrus
« Un financement important, de l’ordre de plusieurs millions de dollars par ESM, est nécessaire pour fournir l’infrastructure et le soutien nécessaires au développement du modèle », écrivent les auteurs. Un tel financement ciblé et des développeurs et programmeurs de logiciels hautement qualifiés, affirment-ils, peuvent contribuer à accélérer l’amélioration du modèle en cours.
« Ces dernières années, la recherche dans l’Arctique est devenue très collaborative et complexe : les scientifiques n’étudient plus seulement une plante dans un seul endroit », a déclaré Schaedel. « Et même si le besoin de données à long terme et de développement de modèles complexes est devenu de plus en plus évident, la disponibilité des financements n’a pas suivi. Nous aimerions voir les opportunités de financement correspondre aux défis climatiques auxquels nous sommes confrontés.
« Notre compréhension de la manière dont le pergélisol fond et émet du carbone s’est considérablement améliorée au cours des 15 dernières années », a déclaré Brendan Rogers, scientifique associé au Woodwell Climate Research Center et co-responsable du projet Permafrost Pathways. « Financer des modèles du système terrestre pour représenter le dégel du pergélisol garantirait que ces gains soient réalisés dans les modèles et que les objectifs climatiques critiques et les budgets carbone soient basés sur les meilleures connaissances scientifiques dont nous disposons. »
Ce commentaire a été rédigé par des scientifiques du Woodwell Climate Research Center, du National Center for Atmospheric Research, du Lawrence Berkeley National Laboratory, de l’Institut Max Planck de météorologie, du Met Office Hadley Center, de l’Université d’Alaska Fairbanks et de l’Université Northern Arizona. Les auteurs ont reçu un financement du Département américain de l’énergie et des voies du permafrost dans le cadre du projet TED Audacious.
