Une meilleure représentation de la réponse climatique aux éruptions pourrait rendre les prévisions décennales plus précises
12 avril 2023 – par Laura Snider
Selon une nouvelle étude publiée dans Avancées scientifiques.
La recherche, dirigée par le National Center for Atmospheric Research (NCAR), révèle que la façon dont les éruptions volcaniques sont représentées dans les modèles climatiques peut masquer la capacité des modèles à prédire avec précision les variations des températures de surface de la mer dans le Pacifique tropical qui se déroulent sur plusieurs années. à une décennie.
Ces variations décennales des températures de surface de la mer dans le Pacifique tropical sont liées aux impacts climatiques à travers le monde, y compris les variations des précipitations et les phénomènes météorologiques violents. Des prévisions précises pourraient donc fournir aux dirigeants communautaires, aux agriculteurs, aux gestionnaires de l’eau et à d’autres des informations climatiques essentielles leur permettant de planifier des années à l’avance.
“La prévision climatique à court terme sur des échelles de temps annuelles à décennales est un domaine en croissance rapide et important dans la communauté climatique, car il comble le fossé entre les prévisions saisonnières existantes et les projections climatiques centennales”, a déclaré Xian Wu, qui a dirigé l’étude en tant que chercheur postdoctoral à NCAR. « Lorsque nous nous appuyons sur des modèles pour faire ces prédictions, il est important d’examiner attentivement la fidélité du modèle. Dans ce cas, nous avons constaté que les erreurs de modèle dans la simulation de la réponse aux éruptions volcaniques dégradaient notre capacité de prédiction. »
Cette recherche a été financée par la US National Science Foundation, qui est le sponsor du NCAR, le US Department of Energy et la NOAA.
Pour l’étude, Wu et ses collègues se sont appuyés sur deux collections parallèles de simulations climatiques du Decadal Prediction Large Ensemble, un ensemble de données produit à l’aide du modèle de système terrestre communautaire basé sur le NCAR. Ces simulations ont été exécutées en rétrospective et couvrent les années de 1954 à 2015, permettant aux scientifiques de comparer les simulations avec ce qui s’est réellement passé et d’évaluer leur capacité à prédire l’avenir.
Une collection de simulations comprenait les trois principales éruptions volcaniques qui se sont produites au cours de la période d’étude : Agung (1963), El Chichón (1982) et Pinatubo (1991). L’autre collection ne l’a pas fait.
Parce qu’il est bien établi que les grandes éruptions volcaniques peuvent avoir des effets de refroidissement significatifs et à long terme sur le climat, Wu et ses collègues s’attendaient à ce que la collection de simulations incluant les éruptions volcaniques produise des prévisions climatiques pluriannuelles et décennales plus précises. Au lieu de cela, ils ont constaté que l’inclusion des éruptions dégradait les capacités prédictives du modèle, du moins dans le Pacifique tropical, une zone particulièrement importante en raison des liens entre les températures de surface de la mer et les événements climatiques à court terme.
Par exemple, les simulations qui incluaient les volcans prédisaient un refroidissement ultérieur des températures de surface de la mer dans le Pacifique tropical après les éruptions. En réalité, cette région de l’océan s’est réchauffée, un changement bien prédit par les simulations qui n’incluaient pas les éruptions volcaniques.
Ces résultats mettent en évidence la difficulté de représenter avec précision les impacts climatiques complexes qui suivent une éruption volcanique dans un modèle, une tâche rendue plus difficile car les chercheurs ne disposent que de quelques exemples réels dans le dossier d’observation. Les scientifiques savent que les volcans peuvent projeter des gaz sulfureux dans la stratosphère où ils peuvent se transformer en aérosols réfléchissant la lumière du soleil. Mais comment le refroidissement qui en résulte affecte finalement l’ensemble du système terrestre, y compris les températures de surface de la mer, n’est pas bien compris.
“Nous n’avons tout simplement pas assez d’observations”, a déclaré Wu. “Et nos méthodes pour observer ce qui se passe dans la stratosphère ne sont disponibles que depuis l’ère des satellites, ce qui signifie que nous n’avons que Chichón et Pinatubo.”
Pourtant, Wu espère que les représentations des éruptions volcaniques et de leurs impacts dans les modèles pourront être améliorées au fil du temps et qu’en fin de compte, ce travail améliorera notre capacité à prévoir des événements climatiques importants des années à l’avance.
“La variabilité décennale dans le Pacifique tropical est une source importante de prévisibilité dans le monde entier”, a déclaré Wu. « Cela affecte le climat des continents environnants, ainsi que les écosystèmes marins. De meilleures prédictions fourniront des informations importantes aux parties prenantes.
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