Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Modèle de climat global“
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Zeitschriftenartikel zum Thema "Modèle de climat global"
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Decharme, Bertrand, Christine Delire und Aaron Boone. „La représentation des surfaces continentales dans la modélisation du climat à Météo-France“. La Météorologie, Nr. 108 (2020): 067. http://dx.doi.org/10.37053/lameteorologie-2020-0018.
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Les surfaces continentales jouent un rôle non négligeable dans le système climatique de la Terre. Elles occupent d'ailleurs une place majeure dans les cycles globaux de l'eau et du carbone. Elles ont été prises en compte dès les premiers modèles numériques de climat et, avec l'évolution des connaissances, des capacités de calcul et de la demande sociétale, leur représentation s'est aujourd'hui considérablement complexifiée. Nous présentons ici une brève histoire de l'évolution du modèle de surfaces Isba (Interactions sol-biosphère-atmosphère) de Météo-France dans son utilisation à l'échelle du globe en la replaçant dans le contexte international de la modélisation climatique. Land surfaces play a significant role in the Earth climate system, and they are a major component of the global carbon and water cycles. The first numerical climate models took them into account in very simple ways. Through time the complexity of their representation has increased a lot owing to improved knowledge, larger computational resources and changing societal demands. We present here a brief history of the ISBA (Interactions Soil-Biosphere-Atmosphere) land surface model developed at Météo-France when used at the global scale and how it evolved in the context of international climate modelling.
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Herrera, Edgar, Taha B. M. J. Ouarda und Bernard Bobée. „Méthodes de désagrégation appliquées aux Modèles du Climat Global Atmosphère-Océan (MCGAO)“. Revue des sciences de l'eau 19, Nr. 4 (17.01.2007): 297–312. http://dx.doi.org/10.7202/014417ar.
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Résumé La littérature scientifique de la dernière décennie contient un grand nombre de travaux qui détaillent le développement des méthodes de « désagrégation » (downscaling) de l’échelle globale à l’échelle hydrologique pour tenter d’estimer les impacts du changement global sur la disponibilité et la distribution des ressources en eau. Cet article présente une revue et une synthèse des méthodologies de « désagrégation climatique » présentées dans la littérature afin de simuler les réponses régionales au changement global du climat. L’accent est mis sur les avancées récentes et sur les problèmes reliés à l’application pratique des modèles dans les études d’impact. L’article présente également une discussion des avantages et limites des différentes approches, ainsi que quelques suggestions pour l’étude future des impacts du changement global sur les ressources en eau.
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Meyssignac, Benoît, Jonathan Chenal, Robin Guillaume-Castel, Alejandro Blazquez und Sébastien Fourest. „Mesurer le déséquilibre énergétique de la planète pour évaluer la sensibilité du climat aux émissions de gaz à effet de serre“. La Météorologie, Nr. 122 (2023): 023. http://dx.doi.org/10.37053/lameteorologie-2023-0069.
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La sensibilité climatique à l'équilibre (SCE) est définie comme le réchauffement de la surface terrestre en réponse à un doublement de la concentration du CO2 dans l'atmosphère par rapport au climat préindustriel. Estimer la SCE revient à estimer au premier ordre la réponse du bilan d'énergie de la planète aux émissions de gaz à effet de serre, ce qui permet ensuite de caractériser le changement climatique actuel. Pour cette raison, l'évaluation de la SCE est devenue depuis 40 ans un des objectifs majeurs de la recherche sur le climat. Face à un tel enjeu, il est apparu nécessaire d'utiliser les observations actuelles du bilan d'énergie pour contraindre de manière indépendante les estimations de la SCE qui jusqu'à récemment étaient essentiellement tirées des simulations des modèles de climat et des observations paléoclimatiques. Nous retraçons ici les progrès récents qui permettent désormais de déterminer la SCE grâce aux observations du bilan d'énergie de la Terre du réseau de profileurs océaniques Argo, l'altimétrie satellitaire et la gravimétrie spatiale. The equilibrium climate sensitivity (ECS) is defined as the equilibrium annual global mean temperature response to a doubling of atmospheric CO2 from preindustrial level. Estimating the ECS amounts to estimating the first-order response of the global energy balance to greenhouse gases emissions, which characterizes current climate change. For this reason, the assessment of the ECS has become one of the major objectives of climate research over the last 40 years. Faced with such a challenge, it appeared necessary to use current energy balance observations to independently constrain ECS estimates, which until recently were mainly derived from climate model simulations and paleoclimate observations. We trace here the recent progress which now makes it possible to determine the SCE thanks to the observations of the Earth energy imbalance with Argo oceanic profilers, satellite altimetry and space gravimetry.
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Treiner, Jacques, und François-Marie Bréon. „Les scénarios les plus extrêmes considérés par le Giec sont-ils réalistes ?“ La Météorologie, Nr. 121 (2023): 048. http://dx.doi.org/10.37053/lameteorologie-2023-0042.
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L'anticipation du changement climatique et le choix des politiques climatiques reposent en partie sur les scénarios d'émissions de gaz à effet de serre utilisés par le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (Giec). Dans le présent article, nous évaluons les émissions possibles de dioxyde de carbone au cours du XXIe siècle à l'aune des réserves mondiales de combustibles fossiles provenant de deux sources : d'une part, le World energy outlook de l'Agence internationale de l'énergie et le Statistical review of world energy de British Petroleum ; d'autre part, l'extrapolation des données de production passées à l'aide du modèle de Hubbert. Dans les deux cas, le volume de ces réserves n'est pas compatible avec les trajectoires les plus émissives considérées par le Giec et limite le réchauffement global à un maximum d'environ 3 °C d'ici à 2100. En outre, la diminution attendue de la disponibilité en pétrole et en gaz naturel rend crucial, du point de vue de la dynamique économique de nos sociétés, le développement de ressources énergétiques non carbonées. The anticipation of climate change as well as climate policies are partly based on the greenhouse gas emission scenarios used by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). In this study, we assess the potential emissions of carbon dioxide over the 21st century against the world's fossil fuel reserves coming from two sources: first, International Energy Agency's World energy outlook and BP's Statistical review of world energy; second, an extrapolation of production data using Hubbert's model. In both cases, the volume of these estimated reserves is not compatible with the most emissive trajectories considered by the IPCC and limits global warming to a maximum of about 3 °C by 2100. Besides, the expected decrease in the availability of oil and natural gas makes the development of decarbonated energy resources crucial for the economic dynamics of our societies.
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Adorni-Braccesi, A., M. Acutis, S. Merlo und G. M. Zuppi. „Application des techniques physiques, géochimiques et isotopiques pour l'évaluation de l'infiltration sous climat tempéré“. Revue des sciences de l'eau 14, Nr. 3 (12.04.2005): 243–63. http://dx.doi.org/10.7202/705419ar.
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Depuis plusieurs années, la Zone Non Saturée d'une parcelle expérimentale au nord de l'Italie (plaine du Pô) a fait l'objet de nombreuses études sur les caractéristiques physiques et géologiques du milieu, ainsi que sur les modalités du mouvement des eaux d'infiltration. Le site a été équipé de 6 tensiomètres à mercure, 6 bougies poreuses pour l'échantillonnage de l'eau et d'un tube d'accès pour la sonde à neutrons. L'application des différentes méthodes d'évaluation a fourni, pour la période d'étude (Septembre 1994-Août 1995), des valeurs de l'infiltration sensiblement différentes. La méthode physique, basée sur le calcul du bilan hydrique annuel, et considérant le sol comme un unique réservoir monocouche, a indiqué que 19% du total des précipitations arrive à s'infiltrer. D'autre part, un modèle de simulation intégrant les caractéristiques hydrodynamiques du sol a permis d'évaluer la recharge à 29% des précipitations annuelles. Le calcul de la répartition de la teneur en eau sur le profil porte sur la description des fluctuations temporelles du plan de flux nul, en relation avec les épisodes pluvieux et l'intensité de l'évaporation. La méthode géochimique du "profil en ions conservés" entre l'eau de pluie et du sol a permis, quant à elle, d'évaluer la lame d'eau infiltrée à environ 12% des précipitations annuelles. La composition isotopique des eaux extraites du sol manifeste un enrichissement global en isotopes lourds (2H et 18O) par rapport aux eaux météoriques, conséquence d'une évaporation intense. L'infiltration semble être de type "piston flow" dispersif. Elle suit, seulement pendant l'hiver, un flux où la composante convective dans la microporosité est prédominante sur la composante diffusive qui a lieu, de préférence, dans la macroporosité.
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Hanchane, Mohamed. „Simulation de l’effet de la date de semis sur la satisfaction des besoins en eau de l’orge par le modèle CERES en climat semi-aride marocain“. Sécheresse 20, Nr. 4 (Oktober 2009): 354–59. http://dx.doi.org/10.1684/sec.2009.0206.
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ALIX, Thecle, Gregory ZACHAREWICZ und Nicolas PERRY. „Modèle d’analyse de la valeur de l’innovation des systèmes de produit-service“. Revue Française de Gestion Industrielle 33, Nr. 3 (01.09.2014): 23–39. http://dx.doi.org/10.53102/2014.33.03.782.
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L'économie traditionnelle basée sur la vente d'un produit à un client est actuellement remise en question par l'intérêt grandissant de ce dernier pour la valeur d'usage du produit au-delà de sa valeur d'échange. En conséquence, les industriels doivent dorénavant considérer la satisfaction d'un besoin par la proposition d'un couple produit et service (PSS). Le traitement simultané de ces enjeux permettra d'améliorer le potentiel d'innovation de l'entreprise productrice de la solution PSS. Le challenge se situe donc dans l'optimisation du ratio valeur d'usage/prix de l'offre PSS pour le client et également pour l'industriel. Nous proposons dans cette contribution les prémices d'un modèle d'analyse de la valeur de l'innovation des systèmes de produits et services. Nous avons pour cela identifié les fonctions attendues d'un PSS pour le client et celles attendues par le fournisseur de la solution. Ces fonctions rapportées au coût global du système permettent de déterminer la valeur de l'offre pour les protagonistes et d'aider à la décision du développement effectif de l'offre.
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Boucher, Olivier. „Utilisation d'un modèle de climat simplifié“. La Météorologie 8, Nr. 87 (2014): 13. http://dx.doi.org/10.4267/2042/54330.
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Chagnaud, Guillaume, Hubert Gallée, Thierry Lebel, Gérémy Panthou und Théo Vischel. „A Boundary Forcing Sensitivity Analysis of the West African Monsoon Simulated by the Modèle Atmosphérique Régional“. Atmosphere 11, Nr. 2 (11.02.2020): 191. http://dx.doi.org/10.3390/atmos11020191.
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The rainfall regime of West Africa is highly variable over a large range of space and time scales. With rainfall agriculture being predominent in the region, the local population is extremely vulnerable to intraseasonal dry spells and multi-year droughts as well as to intense rainfall over small time steps. Were this variability to increase, it might render the area close from becoming unhabitable. Anticipating any change is thus crucial from both a societal and a scientific perspective. Despite continuous efforts in Global Climate Model (GCM) development, there is still no agreement on the sign of the future rainfall regime change in the region. Regional Climate Models (RCMs) are used for more accurate projections of future changes as well as end-user-oriented impact studies. In this study, the sensitivity of the Modèle Atmosphérique Régional (MAR) to homogeneous perturbations in boundary forcing air temperature and/or SST is assessed with the aim to better understand (i) the thermodynamical imprint of the recent rainfall regime changes and (ii) the impact of errors in driving data on the West African rainfall regime simulated by an RCM. After an evaluation step where the model is proved to satisfactorily simulate the West African Monsoon (WAM), sensitivity experiments display contrasted, sizable and robust responses of the simulated rainfall regime. The rainfall responses to the boundary forcing perturbations compare in magnitude with the intrinsic model bias, giving support for such an analysis. A physical interpretation of the rainfall anomalies provides confidence in the model response consistency and shows the potential of such an experimental protocol for future climate change downscalling over this region.
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Brun, Eric, Eric Martin und Valery Spiridonov. „Couplage d'un modèle de neige avec un modèle de climat“. La Houille Blanche, Nr. 7 (Oktober 1997): 69–75. http://dx.doi.org/10.1051/lhb/1997067.
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Guilbon, Sabrina. „Développement d'un modèle microphysique de nuages pour un modèle de climat global vénusien“. Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLV006/document.
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Les conditions à la surface de Vénus sont infernales : température de plus de 400 C, pression atmosphérique 90 fois celle sur Terre dans une atmosphère composée à 96 % de dioxyde de carbone. Une particularité de cette planète est la couche opaque nuageuse de 20 km d'épaisseur qui couvre toute la planète. Les nuages ont un rôle crucial pour le transfert de rayonnement, la dynamique atmosphérique, dans le cycle de certaines espèces chimiques comme le soufre et plus généralement pour le climat de Vénus. Malgré de nombreuses missions spatiales consacrées à cet astre depuis 1961, il y a peu de mesures in-situ. Les couches basses des nuages sont diciles à étudier par satellite, par conséquent il existe encore de nombreuses questions au sujet des nuages : leurs propriétés et leurs impacts radiatifs, dynamiques et chimiques sont mal contraints. Composées majoritairement d'acide sulfurique en solution, les particules sont supposées sphériques et liquides et composent des nuages étalés verticalement entre 50 et 70 km d'altitude environ, entourés par des brumes entre 30 et 50 km et au-dessus de 70 km. Les gouttelettes ont été classées, d'après des observations, en trois modes en fonction de leur taille et de leur composition : les modes 1 et 2 respectivement pour les petites (r = 0.2 μm) et moyennes particules (r = 1.0 μm), et un troisième mode qui contiendrait les plus grandes particules (r = 3.5 μm). Ce dernier mode, qui a été détecté par la sonde Pioneer Venus, demeure de composition et d'existence incertaines, et il n'est pas pris en compte dans notre étude. Afin de compléter et de mieux comprendre les données obtenues par l'observation spatiale, un modèle modal de microphysique, nommé MADMuphy (Modal Aerosol Dynamics with Microphysics), a été développé. L'objectif est d'intégrer MAD-Muphy dans le modèle de climat global vénusien (IPSL-VGCM), il faut donc limiter le nombre de variables que le VGCM doit suivre dans le temps et l'espace (également appelé traceurs). La méthode des moments est déjà utilisée dans les GCM de Titan et de Mars et constitue un bon compromis entre la précision des résultats et le temps de calcul. MAD-Muphy est donc basé sur cette représentation pour une pression et une température dé nies pour une couche de l'atmosphère (ou 0D). La thèse présentée ici détaille le développement des expressions mathématiques des équations de la microphysique avec les moments, présente le nouveau modèle MAD-Muphy ainsi que les hypothèses qui ont été nécessaires pour son développement. Tout d'abord, nous déterminerons le temps caractéristique de chaque processus microphysique et nous étudierons leur comportement en 0D. Ensuite, nos résultats seront comparés avec ceux du modèle sectionné SALSA en 0DThe conditions on the surface of Venus are infernal: temperature of more than 400 C, 90 times the Earth's atmospheric pressure in an atmosphere composed of 96 % of carbon dioxide. A distinctive characteristic of this planet is the 20 km thick opaque cloud layer, which enshrouds the planet. Clouds have a crucial role in radiative transfer, atmospheric dynamics, in the cycle of some chemical species like sulphur and more generally in the climate of Venus. Despite the numerous space missions devoted to this object since 1961, there are few in-situ measurements. The lower cloud layers are di cult to study by satellite, so there are still many questions about clouds: their properties and their radiative, dynamic and chemical impacts are poorly constrained. Predominantly composed of sulphuric acid solution, the particles are supposed to be spherical and liquid and compose the clouds that are vertically spread between approximately 50 and 70 km of altitude, surrounded by hazes between approximately 30 and 50 km and above 70 km. Based on observations the droplets have been classied into three modes according to their size and composition: modes 1 and 2 respectively for small (r = 0.2 μm) and medium particles (r = 1.0 μm), and a third mode that would contain the largest particles (r = 3.5 μm). The latter mode, which has been detected by the Pioneer Venus probe, remains uncertain in composition and existence, and is not taken into account in our study. To complete and better understand the observational data, a modal microphysical model, called MAD-Muphy (Modal Aerosol Dynamics with Microphysics), has been developed. The goal is to integrate MAD-Muphy into the venusian global climate model (IPSL-VGCM), so we must limit the number of variables that the VGCM must follow in time and space (also called tracers). The moment method is already used in the Titan and Mars GCMs and is a good compromise between the accuracy of the results and the computation time. MAD-Muphy is the refore based on this representation for a pressure and a temperature of one atmospheric layer (or 0D). The thesis presented here details the derivation of the mathematical expressions of the microphysical equations with moments, presents the new MAD-Muphy model as well as the hypotheses that were necessary for its development. We will first determine the characteristic timescale of each microphysical process and we will study their behaviour in 0D. Then, our results will be compared with those of the SALSA sectional model in 0D
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Beaumet, Julien. „Changement climatique en Antarctique : études à l'aide d'un modèle atmosphérique de circulation générale à haute résolution régionale“. Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAU050/document.
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L'augmentation du bilan de masse en surface de la calotte polaire Antarctique causée par celle des chutes de neige est la seule contribution négative à l'élévation du niveau de mer attendue dans le courant du 21ème siècle dans le cadre du réchauffement climatique causé par les activités humaines. La régionalisation dynamique de projections climatiques issues de modèles couplés océans-atmosphère est la méthode la plus couramment utilisée pour estimer les variations futures du climat Antarctique. Néanmoins, de nombreuses incertitudes subsistent suite à l'application de ces méthodes, en particulier en raison des biais conséquents sur les conditions océaniques de surface et sur la circulation atmosphérique aux hautes latitudes de l’Hémisphère Sud dans les modèles couplés.Dans la première partie de ce travail, différentes méthodes de corrections de biais des conditions océanique de surface ont été évaluées. Les résultats ont permis de retenir une méthode quantile-quantile pour la température de surface de l'océan et une méthode d'analogues pour la concentration en glace de mer. En raison de la forte sensibilité du climat future Antarctique aux variations de couverture de glace de mer dans l'Océan Austral, les conditions océaniques issues de deux modèles couplés, NorESM1-M et MIROC-ESM, présentant des diminutions d’étendues de glace de mer hivernales largement différentes (-14 et -45%) ont été retenues. Les conditions océaniques provenant d'un scénario RCP8.5 de ces deux modèles ont été corrigées afin de forcer le modèle atmosphérique global ARPEGE.Par la suite, ARPEGE a été utilisé dans une configuration grille-étirée, permettant d'atteindre une résolution horizontale de 40 kilomètres sur l'Antarctique. Il a été contraint aux limites par les conditions océaniques de surface observées et celles issues des simulations historiques des modèles NorESM1-M et MIROC-ESM pour la période récente (1981-2010). Pour la fin du 21ème siècle (2071-2100), les forçages océaniques originaux et corrigés issus de ces deux derniers modèles ont été utilisés. L'évaluation pour le présent a permis de mettre en évidence, la capacité du modèle ARPEGE de reproduire le climat et le bilan de masse de surface Antarctique ainsi que la persistance d'erreurs substantielles sur la circulation atmosphérique y compris dans la simulation forcée par les conditions océaniques observées. Pour le climat futur, l'utilisation des forçages océaniques MIROC-ESM corrigés a engendré des augmentations supplémentaires significatives à l'échelle continentale pour les températures hivernales et le bilan de masse annuel.Enfin, ARPEGE a été corrigé en ligne, à l'aide d'une climatologie des termes de rappel du modèle issus d'une simulation guidée par les réanalyses climatologiques. L'application de cette méthode sur la période récente a très largement amélioré la modélisation de la circulation atmosphérique et du climat de surface Antarctique. L'application pour le climat futur suggère des augmentations de températures (+0.7 à +0.9 C) et de précipitations (+6 à +9%) supplémentaires par rapport à celles issues des scénarios réalisés sans correction atmosphérique. Le forçage de modèles climatiques régionaux ou de dynamique glaciaire avec les scénarios ARPEGE corrigés est à explorer au regard des impacts potentiellement importants pour la calotte Antarctique et sa contribution à l'élévation du niveau des mersThe increase of the Antarctic ice-sheet surface mass balance due to rise in snowfall is the only expected negative contribution to sea-level rise in the course of the 21st century within the context of global warming induced by mankind. Dynamical downscaling of climate projections provided by coupled ocean-atmosphere models is the most commonly used method to assess the future evolution of the Antarctic climate. Nevertheless, large uncertainties remain in the application of this method, particularly because of large biases in coupled models for oceanic surface conditions and atmospheric large-scale circulation at Southern Hemisphere high latitudes.In the first part of this work, different bias-correction methods for oceanic surface conditions have been evaluated. The results have allowed to select a quantile-quantile method for sea surface temperature and an analog method for sea-ice concentration. Because of the strong sensitivity of Antarctic surface climate to the variations of sea-ice extents in the Southern Ocean, oceanic surface conditions provided by two coupled models, NorESM1-M and MIROC-ESM, showing clearly different trends (respectively -14 and -45%) on winter sea-ice extent have been selected. Oceanic surface conditions of the ``business as usual" scenario (RCP8.5) coming from these two models have been corrected in order to force the global atmospheric model ARPEGE.In the following, ARPEGE has been used in a stretched-grid configuration, allowing to reach an horizontal resolution around 40 kilometers on Antarctica. For historical climate (1981-2010), the model was driven by observed oceanic surface conditions as well as by those from MIROC-ESM and NorESM1-M historical simulation. For late 21st century (2071-2100), original and bias corrected oceanic conditions from the latter two model have been used. The evaluation for present climate has evidenced excellent ARPEGE skills for surface climate and surface mass balance as well as large remaining errors on large-scale atmospheric circulation even when using observed oceanic surface conditions. For future climate, the use of bias-corrected MIROC-ESM oceanic forcings has yielded an additionally significant increase in winter temperatures and in annual surface mass balance at the continent-scale.In the end, ARPEGE has been corrected at run-time using a climatology of tendency errors coming from an ARPEGE simulation driven by climate reanalyses. The application of this method for present climate has dramatically improved the modelling of the atmospheric circulation and antarctic surface climate. The application for the future suggests significant additional warming (~ 0.7 to +0.9 C) and increase in precipitation (~ +6 to +9 %) with respect to the scenarios realized without atmospheric bias correction. Driving regional climate models or ice dynamics model with corrected ARPEGE scenarios is to explored in regards of the potentially large-impacts on the Antarctic ice-sheet and its contribution to sea-level rise
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Van, Aalderen Victor. „Modéliser l'évolution du climat global et de la calotte eurasienne pendant la dernière déglaciation“. Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2023. http://www.theses.fr/2023UPASJ029.
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La calotte marine de l'Antarctique de l'Ouest présente la particularité d'être en grande partie en contact avec l'océan. Les dernières observations révèlent une accélération de sa perte de masse sur les dernières décennies, essentiellement provoquée par l'augmentation de la fonte sous les plateformes de glace flottante. En revanche, son évolution future reste très incertaine, du fait de notre mauvaise compréhension des processus physiques mis en jeu entre la calotte et l'océan.La dernière déglaciation (-21 000 - -11 000 ans), constitue l'un des changements climatiques majeurs les plus récents de notre histoire. Cette période est marquée par une augmentation des températures atmosphériques globales et la disparition des calottes nord-américaine et eurasienne. L'étude de la calotte marine de Barents-Kara (BKIS), qui couvrait les mers de Barents et de Kara au Dernier Maximum Glaciaire (DMG, -21 000 ans) et faisait partie intégrante de la calotte eurasienne, revêt un intérêt particulier en raison de ses caractéristiques communes avec l'Antarctique de l'Ouest actuel. Identifier les mécanismes responsables de son recul permet de fournir des informations pour mieux comprendre le comportement de l'Antarctique de l'Ouest dans des contextes climatiques actuel et futur.L'impact du climat sur l'évolution d'une calotte marine dépend de deux processus principaux : le bilan de masse de surface, influencé par les températures atmosphériques et précipitations, ainsi que la fonte sous la glace flottante, liée aux températures océaniques et la salinité. Pour identifier les mécanismes ayant initié la fonte de BKIS, j'ai utilisé le modèle de glace GRISLI2.0 afin d'analyser la réponse de cette calotte à des perturbations du climat au DMG. Cette étude a mis en évidence le rôle déterminant des températures atmosphériques dans le déclenchement de la fonte de la calotte via la fonte de surface, tandis que les températures océaniques n'ont eu qu'un impact limité malgré une grande partie de la calotte BKIS en contact avec l'océan. J'ai aussi identifié que la fonte totale BKIS pouvait être attribuée à une instabilité mécanique à la ligne d'échouage, provoquée par une diminution de l'épaisseur de glace dû à une augmentation de la fonte de surface. Afin de mieux comprendre l'impact des calottes sur le climat global, j'ai également réalisé la première simulation transitoire de la dernière déglaciation avec le modèle IPSL-CM5A2 en modifiant à certaines périodes clés la géométrie des calottes de glace donnée par la reconstruction GLAC-1D. Les simulations montrent une tendance du réchauffement en accord avec les reconstructions, notamment lors du MWP1A caractérisé par une augmentation abrupte des températures atmosphériques. A partir d'expériences de sensibilité, j'ai mis en évidence que les changements de géométrie des calottes glaciaires ont participé à l'augmentation des températures atmosphérique via les rétroactions température-altitude et l'effet d'albédo. Par ailleurs, j'ai aussi montré que la dynamique océanique a été notablement perturbée par les flux d'eau douce issus de la fonte des calottes. Ce phénomène a conduit à une atténuation de l'intensité de la circulation méridienne de retournement de l'Atlantique et à une réduction de sa profondeur de plongée, entraînant un ralentissement du réchauffement, principalement dans l'Atlantique Nord. De plus, les expériences IPSL-CM5A2 simulent toutes un arrêt de la circulation des eaux de fond antarctiques au début du MWP1A, entraînant un refroidissement significatif d'une centaine d'années dans la mer d'Amundsen, suivi d'une réactivation de cette même circulation. Ces travaux contribuent ainsi à une meilleure compréhension des mécanismes complexes régissant la dynamique des calottes glaciaires et de leur interaction avec le climat, tout en offrant des éléments de réponse pour anticiper les conséquences des changements climatiques actuels et futurs, notamment en ce qui concerne l'Antarctique de l'OuestThe marine West Antarctic ice sheet is characterized by being largely in contact with the ocean. The latest observations reveal an acceleration in its mass loss over the last few decades, mainly due to increased melting under floating ice shelves. However, its future evolution remains highly uncertain, due to our poor understanding of the physical processes at play between the ice sheet and the ocean.The last deglaciation (21 ka-11 ka) is one of the most recent major climatic changes in our history. This period is marked by an increase in global atmospheric temperatures and the melting of the North American and Eurasian ice sheets. The study of the Barents-Kara Ice Sheet (BKIS), which covered the Barents and Kara Seas during the Last Glacial Maximum (LGM, 21 ka) and was an integral part of the Eurasian Ice Sheet, is of particular interest because of its common features with present-day West Antarctica. Identifying the mechanisms responsible for its retreat allows to provide information to better understand the West Antarctic behavior within under present and future climatic conditions.The impact of climate on the evolution of a marine ice sheet depends on two main processes: The surface mass balance, depending on atmospheric temperatures and precipitation, and melting under floating ice, related to oceanic temperatures and salinity. In order to identify the mechanisms triggering the BKIS retreat, I used the GRISLI2.0 ice-sheet model to analyse the ice-sheet response to climate perturbations at the LGM. This study highlighted the key role of atmospheric temperatures in triggering the melting of the ice sheet via surface melting, while ocean temperatures had only a limited impact despite a large part of BKIS being in contact with the ocean. I also identified that the total retreat of BKIS could be attributed to a mechanical instability at the grounding line, caused by a decrease in ice thickness resulting from an increase in surface melting.In order to better understand the impact of ice sheets on the global climate, I have also carried out the first transient simulation of the last deglaciation with the IPSL-CM5A2 model, modifying the geometry of the ice sheets provided by the GLAC-1D reconstruction at some key periods. The simulations show a warming trend in line with the reconstructions, particularly during MWP1A, which was characterised by an abrupt rise in atmospheric temperatures. Using sensitivity experiments, I have shown that changes in the ice sheet geometry have contributed to the increase in atmospheric temperatures via temperature-altitude feedbacks and the albedo effect. Moreover, I have shown that ocean dynamics have been significantly altered by freshwater fluxes from the melting ice sheets. This has led to a weakening of the strength of the Atlantic Meridional Overturning Circulation and a reduction of its deepening, resulting in a warming slowdown, mainly located in the North Atlantic Ocean. In addition, the IPSL-CM5A2 experiments all simulate a shutdown of the Antarctic bottom water circulation at the onset of MWP1A, leading to a significant cooling of about 100 years in the Amundsen Sea, followed by a restart of this circulation.This work is contributing to a better understanding of the complex mechanisms governing the dynamics of the ice sheets and their interaction with the climate, while also providing a basis for anticipating the consequences of current and future climate change, particularly in West Antarctica
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Qasmi, Saïd. „Sensibilité du climat européen à la variabilité multidécennale de l'Atlantique Nord“. Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30367.
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La tendance au réchauffement d'origine anthropique observée au cours du XXè siècle en Europe est ponctuée par des fluctuations expliquées en partie par la variabilité interne du climat. Les mécanismes physiques entre la Variabilité Atlantique Multidécennale (AMV), dont la composante interne module une partie de la variabilité atmosphérique, et le climat européen sont étudiés dans cette thèse. Une étude des modèles climatiques montre une grande diversité dans la simulation de la téléconnexion entre l'AMV et la température estivale en Europe. La sous-estimation moyenne de son intensité par rapport aux observations contribue notamment à expliquer les incertitudes qui entachent les prévisions décennales du climat. Des expériences numériques utilisées pour isoler les mécanismes d'influence de l'AMV sur le climat européen indiquent que l'AMV est susceptible de significativement moduler la température, les précipitations et l'occurrence d'événements extrêmes, en hiver et en étéThe anthropogenic warming trend observed during the 20th century in Europe is characterized by fluctuations, which are partly explained by internal climate variability. The physical mechanisms between the Atlantic Multidecadal Variability (AMV, whose internal component contributes to shape atmospheric variability), and the European climate are investigated in this thesis. A comprehensive study of climate models shows a great diversity in the simulation of the teleconnection between the AMV and European summer temperature. The underestimation of its intensity relative to the observations contributes to explain the uncertainties within the decadal climate predictions. Numerical experiments used to assess the mechanisms of influence of the AMV on the European climate indicate that the AMV is likely to significantly modulate temperature, precipitation and the occurrence of extreme events in winter and summer
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Peaucelle, Marc. „Utilisation des traits fonctionnels au sein d'un modèle global de végétation : analyse de trois approches complémentaires axées sur les écosystèmes forestiers“. Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2016. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2016PA066238.pdf.
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Dans les modèles globaux de la biosphère continentale, toute la végétation mondiale est généralement représentée par une dizaine de grand groupes fonctionnels (PFT-Plant Functional Type), dont les caractéristiques (traits) sont fixes. Cette rigidité ne permet pas de représenter correctement l'évolution de la végétation face aux pressions environnementales et anthropiques grandissantes, et est à l'origine de nombreuses incertitudes pour l'estimation des cycles bio-géochimiques associés. Trois approches complémentaires axées sur l'utilisation des traits fonctionnels ont été explorées à l'aide du modèle dynamique global de végétation ORCHIDEE afin d'améliorer la représentation des PFTs forestiers. La première approche consiste à augmenter le nombre de PFTs à partir d'une classification hiérarchique des espèces. La seconde approche permet d'extrapoler les traits observés pour chaque PFT existant grâce à des relations empiriques calibrées à partir de plusieurs variables environnementales. La dernière approche utilise la théorie de la coordination de la photosynthèse afin d'estimer des distributions continues de traits en conditions optimales de photosynthèse. En parallèle, cette étude s'interroge sur les capacité d'un modèle global à représenter correctement les traits fonctionnels lorsqu'il est optimisé pour un flux de carbone. L'augmentation du nombre de PFTs permet d'améliorer significativement les caractéristiques et la représentativité spatiale des peuplements simulés de plus de 50 %. Les deux autres approches permettent d'estimer des distributions de traits réalistes et mettent en évidence un rôle ``tampon'' important de la plasticité des traits sur les flux de carbone futurs. Les trois approches abordées ont mis en évidence certaines faiblesses du modèle liées à la représentation de la phénologie, de l'allocation de la biomasse ou encore du stress hydrique pour les conifères. Ces résultats ont menés à la mise en place d'une représentation explicite des processus phénologiques pour les conifères sempervirents dans ORCHIDEE, qui à présent reproduit les dynamiques de LAI observées par télédétection. Enfin, le modèle ORCHIDEE ne peux pas être paramétré avec des observations directes de traits, privilégiant l'approche théorique pour simuler les distributions de traits. Cependant, l'assimilation de données d'observations de flux de carbone permet de faire le lien entre les traits mesurés à l'échelle foliaire et leur intégration à l'échelle de la canopée. Elle permet de retrouver des distributions de traits cohérentes avec les observations, ainsi que des relations trait-trait et trait-environnement qui sont observées à l'échelle foliaireEarth system models currently use a discretized representation of vegetation, grouping together the whole world species into a dozen of Plant Functional Types (PFT), whose characteristics (traits) are fixed. This rigidity does not allow to accurately represent the evolution of ecosystems and their associated bio-geochemical cycles, while vegetation is facing stronger environnemental and anthropogenic pressures. Three complementary approaches based on functional traits were tested in order to improve the representation of forests in the dynamic global vegetation model ORCHIDEE. Based on a hierarchical classification of species, the first approach is to increase the number of PFTs. The second approach extrapolates observed traits for each PFT from empirical relationships calibrated against different environmental variables. The last one uses the photosynthesis coordination theory which allows the estimation of functional traits in optimal photosynthesis conditions. In addition, this study explores the capacity of a global model to represent functional traits when optimized against a given carbon flux. Increasing the number of PFTs significantly improves the estimations of stand characteristics and their spatial distribution by more than 50 %. The two other approaches managed to reproduce realistics traits distributions and higlighted the ``buffer'' role of traits plasticity on futur carbon fluxes. Some weaknesses of the model linked to phenological processes, biomass allocation or hydric stress, emerged for conifers species. This led to the implementation of an explicit representation of the phenology for evergreen needleleaves PFTs in ORCHIDEE, which can now reproduce the LAI dynamic observed from remote sensing data. Finally, the ORCHIDEE model cannot be calibrated with in situ observations, emphasizing the theoretical approach to simulate continuous traits distributions. However, the assimilation of observed carbon fluxes allows to bridge the gap between traits measured at the leaf scale and the canopy. It reproduced consistent trait distributions with observations, and led to trait-trait and trait-environment relationships similar to those observed at the leaf scale
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Rajaud, Amélie. „Reforester les tropiques semi-arides ? : Enjeux, contraintes et opportunités climatiques dans la perspective du changement global“. Electronic Thesis or Diss., Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLV066.
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De nombreux projets de protection et de reforestation sont mis en place à l'échelle internationale pour enrayer la déforestation croissante. L'objectif de ce travail de thèse est de mieux caractériser les contraintes et les opportunités de projets de reboisement, pour les régions tropicales semi-arides, particulièrement vulnérables, dans le contexte duchangement climatique global. La revue de littérature (chapitre 1) confirme que les projets de reforestation ayant vocation à atténuer le réchauffement climatique ont plus de chances de réussite sous les latitudes tropicales, où les différents effets de la végétation sur le climat convergent dans ce sens. Entreprise pour satisfaire divers services écosystémiques, la reforestation dans les zones tropicales semi-arides est ainsi porteuse d'effets bénéfiques tant globalement que localement. Cependant, dans ce contexte très limité en eau, l'implantation d'un couvert arboré trop dense pourrait avoir des effets opposés à ceux recherchés à long terme. Dans le chapitre 2, une approche «bioclimatique » est appliquée à un ensemble multi-modèle de projections, pour suivre l'évolution du domaine tropicalsemi-aride global sous l'effet de plusieurs scénarios (RCP) de changement climatique. Ce domaine se maintient en majeure partie dans les conditions futures. Une certaine proportion évolue toutefois vers des conditions soit plus arides (jusqu'à +25% du domaine global) soit plus humides (jusqu'à 11%). Malgré cela, le domaine étudié s'accroît entre ledébut et la fin du 21e siècle, jusqu'à 13% en moyenne (RCP 8.5). Ceci résulte d'un élargissement progressif en-dehors de la ceinture tropicale, corrélé avec le réchauffement global, et cohérent avec l'hypothèse d'un élargissement de la circulation de Hadley. La méthodologie proposée au chapitre 3 a pour objectif d'analyser les implications de cetteévolution sur le potentiel climatique de maintien d'un couvert arboré. L'utilisation d'un modèle global de végétation (ORCHIDEE, développé à l'IPSL) pour simuler ce potentiel permet de prendre en compte de manière mécaniste les facteurs climatiques de la croissance des plantes. Une typologie des profils de résultats délimite des sous-régionscaractérisées chacune par une relation distincte du développement des arbres à la densité du couvert. Les cinq "régimes" de la typologie sont ainsi classés du plus défavorable (régime 1) au plus favorable (régime 5). L'expérience de référence est réalisée à partir de données d'observation (CRU). Le régime 1, caractérisé par l'absence de maintiend'un couvert pour les plus hautes densités arborées, occupe près de la moitié du domaine étudié. Le second régime le plus représenté est le régime 4 (28% du domaine). Plus favorable, il est défini par un développement des arbres élevé, sans être maximal, pour toutes les densités arborées. Le potentiel arboré de chaque régime est caractérisé par sonoptimum : fraction arborée réalisant le meilleur compromis entre productivité du peuplement et développement des arbres. L'application de cette méthodologie à des projections climatiques futures, pour le RCP 8.5, fait l'objet du chapitre 4. Le modèle ORCHIDEE est forcé avec des sorties de modèles de climat, pour le début et la fin du 21esiècle. A la fin du siècle, le régime 1 ne représente plus que 25% du domaine total, en moyenne, tandis que le régime 4 devient prépondérant (49% du domaine). La stabilité du potentiel arboré intrinsèque à chaque régime permet d'interpréter une évolution vers un régime plus ou moins favorable comme une augmentation ou une diminution de cepotentiel. Or celui ne subit pas la diminution générale que l'augmentation de l'aridité laissait présager. Une expérience complémentaire montre que la raison en tient principalement à l'effet de fertilisation du CO2 atmosphérique. L'interprétation de ces résultats montre ainsi que les zones du domaine tropical semi-aride dans lesquelles unereforestation serait à déconseiller sont assez peu étenduesIn the face of evergrowing global deforestation, numerous forest protection and restoration projects have been deployed at the international scale. The goal of this thesis is to provide adaptation planning in the vulnerable tropical semi-arid regions with scientific material about reforestation project constraints and opportunities at the global scale, inthe context of climate change. The literature review (chapter 1) confirms that reforestation projects aimed at warmingmitigation hold a better chance of success under tropical lattitudes. Indeed, both biochemical and biophysical effects of the vegetation on climate converge toward a global cooling effect. As reforestation in tropical semi-arid regions aims at satisfying various ecosystemic services, it holds beneficial promises at both the global and the local scale. However, due to scarce water resources, implementing a tree cover in semi-arid conditions could turn out unsustainable in the long run. A bioclimatological is applied, in chapter 2, to a multimodel ensemble of projections in order to draw the evolution of global tropical semi-arid territory under several climate change scenarios (RCP). The present tropical semi-arid territory is expected to remain mostly so in future conditions. However, up to 25% of the this territory on average will evolve towards arider conditions, and up to 11% towards wetter conditions. Nevertheless, the tropical semi-arid territory will increase by the end of the 21st century, by up to 13% on average (RCP 8.5). This increase results from a migration outside of the tropical belt, consistent with the Hadley circulation widening hypothesis under climate change. Chapter 3 proposes a methodology aimed at analysing the implications of this evolution for the climatic potential of tree cover sustainability. The global vegetation model (ORCHIDEE, developed at IPSL), used to simulate this potential, accounts mechanistically for all the climatic factors of the plant's growth. A typology of result profiles from the simulation experiments partitions the territory into subregions characterized by a specific relation between the tree development and the tree cover density: five types range from the least (Type 1) to the most (Type 4) favourable ones. A reference experiment is performed using observational climate data (from the Climatic Research Unit). Covering almost half of the territory, Type 1 is characterized by the impossibility to maintain a tree cover for the highest cover densities. The second type in order of surface occupation is Type 4 (28% of the territory). More favourable, it is characterized by high tree development for any tree cover density. The "tree cover potential" of each type is characterized by its optimum: the tree cover density that realises the best compromise between tree development and total productivity. In Chapter 4, the same methodology is applied to future climate projections for RCP 8.5. The ORCHIDEE model is thus forced with global climate model outputs, for the beginning and the end of the 21st century. By the end of the century, Type 1 represents no more than 25% of the tropical semi-arid territory on average, while Type 4 becomes the dominant one (49% of the territory). Because of the stability of the tree cover potential whithin each type, the evolution toward a more or less favourable type can be directly interpreted in terms of an increasing or a decreasing potential. The results show that the tree cover potential in the tropical semi-arid territory does not systematically suffer from the general decrease that could be expected from increasing aridity. A complementary experiment suggests that the main reason for this result lies is the atmospheric CO2 fertilization effect. Interpreting these results for reforestation strategy recommandations, suggests that, for the long term, areas of the tropical semi-arid territory where reforestation would be advised against are overall relatively small
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Tang, Chao. „Model estimations of possible climate changes of surface solar radiation at regional scales over Southern Africa and the South West Indian Ocean“. Thesis, La Réunion, 2017. http://www.theses.fr/2017LARE0055/document.
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Les variations du rayonnement solaire en surface (SSR) peuvent avoir un impact significatif sur divers aspects du système climatique, et notamment sur le développement socio-économique d’un pays. Pour identifier les impacts possibles du changement climatique sur le rayonnement solaire en surface à l'échelle régionale (~ 50 km) en Afrique australe jusqu'à la fin du 21ème siècle, on a analysé les données mensuelles produites dans le cadre du projet CORDEX-Afrique sur la période 1979-2099. Ces données sont issues des sorties de 5 modèles régionaux de climat (RCM) forcés par 10 modèles globaux de climat (GCM) CMIP5, pour deux scénarios d’émissions, RCP4.5 et RCP8.5, en Afrique australe (SA) et sur une partie du SWIO (0-40°S ; 0- 60°E). Pour contribuer au projet futur proposé qui vise à approfondir l'étude des changements de SSR à l'échelle locale (~ 1 km de résolution horizontale) à l'île de la Réunion et à l'île Maurice, situées dans le Sud-ouest de l'océan Indien (SWIO), près du bord d’Est du domaine CORDEX-Afrique, des simulations climatiques ont été réalisées sur trois fenêtres temporelles de 10 ans : a) le passé 1996-2005 ; et b) le futur 2046-2055 et 2090-2099, en utilisant la version 4 du RCM RegCM (RegCM4), forcé par : 1) les réanalyses climatiques ERA-Interim (ERAINT) du centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (ECMWF) pour simuler un passé récent seulement ; et 2) deux GCMs (HadGEM2-ES et GFDL-ESM2M) de l’exercice CMIP5 de simulations du climat passé et futur pour le scénario d’émissions RCP8.5 à l’échelle régionale de 50km en Afrique australe et dans le sud-ouest de l’océan Indien (0-40°S ; 0- 100°E). L’analyse de l’impact du changement climatique sur le SSR sur la base de ces simulations reste cependant limitée, à cause de leur couverture temporelle (3 périodes de 10 ans) et du nombre de modèles (2 GCMs, 1 RCM) et de scénarios (1 RCP) utilisés. Il ressort de l’analyse des simulations de l’ensemble CORDEX-Afrique que : 1) sur la période passée récente, les GCMs forceurs surestiment généralement SSR d'environ 1 W/m2 en été austral (DJF : Décembre-Janvier-Février), et de 7,5 W/m2 en hiver austral (JJA : Juin-Juillet-Août), tandis que les RCMs, forcés par ces GCMs, sous-estiment SSR d'environ -32 W/m2 et de -14 W/m2 en été et en hiver, respectivement. 2) Les projections multi-modèles de changement de SSR simulées par les RCMs et leurs GCMs forceurs sont assez cohérentes. Les GCMs prévoient, en moyenne multi-modèles, une augmentation statistiquement significative de SSR d'environ 8 W/m2 en 2099 selon le scénario RCP4.5 et de 12 W/m2 en 2099 selon le scénario RCP8.5 sur le Centre de l’Afrique australe (SA-C), et une diminution de SSR, avec un degré de confiance élevé, d'environ -5 W/m2 en 2099 selon le scénario RCP4.5 et de -10 W/m2 en 2099 selon le scénario RCP8.5, pendant la saison DJF, en Afrique équatoriale (EA-E). Dans ces deux régions, les RCMs produisent, en moyenne multi-modèles, des tendances similaires (avec un degré de confiance élevé) à celles des GCMs, mais sur des zones d’extension spatiale plus faible que celle des GCMs. Cependant, pour la saison JJA, une augmentation de SSR, d'amplitude similaire dans les simulations GCMs et RCMs (~5 W/m2 en 2099 selon le scénario RCP4.5 et 10 W/m2 selon le scénario RCP8.5), est attendue dans la région EA-E. 3). Une diminution significative de la nébulosité (environ -6% en 2099) est attendue sur le continent sud-africain pour les GCMs comme pour les RCMs. 4) Le scénario RCP8.5 produit des changements d’amplitude supérieure de 2.5W/m2 pour les GCMs forceurs et de 5W/m2 pour les RCMs en 2099 à celle pour le scénario RCP4.5. 5). Comme pour les sorties du modèle RegCM4, les structures des biais ou des changements de SSR issu des RCMs du programme CORDEX-Afrique sont globalement corrélées avec celles de couverture nuageuse totale des RCMs. L’analyse des sorties du modèle RegCM4 indique que :Changes in Surface Solar Radiation (SSR) have the potential to significantly impact diverse aspects of the climate system, and notably the socio-economic development of any nation. To identify the possible impacts of climate change on SSR at regional scales (~50 km) over Southern Africa and the South West Indian Ocean (SA-SWIO; 0-40°S ; 0- 100°E) up to the end of the 21st century, a slice downscaling experiment consisting of simulations covering three temporal windows: a) the present 1996-2005; b) the future 2046-2055 and 2090-2099 conducted with the Regional Climate Model (RCM) RegCM version 4, driven by the European Center for Medium-range Weather Forecasting (ECMWF) ERA-Interim reanalysis (ERAINT, only present) and 2 Global Climate Model (GCMs: HadGEM2-ES and GFDL-ESM2M) from the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5) under RCP8.5 scenario, are performed and evaluated. Since the slice simulation is of limited temporal coverage, number of regional and driven global models and climate change forcings, mainly because of the limit of available computational resources, the study towards a comprehensive knowledge of SSR changes in context of climate change is thus extended: an ensemble consisting of outputs from 20 regional climate downscaling realisations based on 5 RCMs that participated in the Coordinated Regional Downscaling Experiment (CORDEX) program (CORDEX-Africa) along with their 10 driving GCMs from CMIP5 covering southern Africa (0-40°S; 0- 100°E) during the period of 1990-2099 is analyzed under RCP4.5 and RCP8.5 up to 2099.The slice experiment indicates that 1) RegCM4 simulates present-day seasonal climatology, (surface air temperature, precipitation and SSR) quite well, but has a negative total cloud cover bias (about -20% in absolute percentage) when forced by the ERAINT and the two GCMs. 2) Internal variability of RegCM4-simulated annual means SSR (about 0.2 W/m2) is of one order smaller than the model bias compared with reference data. 3) RegCM4 simulates SSR changes in opposite signs when driven by the different GCMs under RCP8.5 scenario. 4) Electricity potential calculated using first-order estimation based on the RegCM simulations indicates a change less then 2% to 2099 with respect on present level.It is also found from the ensemble study that: 1) GCMs ensemble generally overestimates SSR by about 1 W/m2 in austral summer (December, January, and February, short as DJF) and 7.5 W/m2 in austral winter (June, July and August, short as JJA), while RCMs ensemble mean shows underestimations of SSR by about -32 W/m2 and -14 W/m2 in summer and winter seasons respectively when driven by GCMs. 2) Multi-model mean projections of SSR change patterns simulated by the GCMs and their embedded RCMs are fairly consistent. 3) GCMs project, in their multi-model means, a statistically significant increase of SSR of about 8 W/m2 in RCP4.5 and 12 W/m2 in RCP8.5 by 2099 over Centre Southern Africa (SA-C) and a highly confident decreasing SSR over Eastern Equatorial Africa (EA-E) of about -5 W/m2 in RCP4.5 and -10 W/m2 in RCP8.5 during the DJF season. RCMs simulate SSR change with statistical confidence over SA-C and EA-E area as well with a little spatial extension compared to GCMs. However, in the JJA season, an increase of SSR is found over EA-E of about 5 W/m2 by 2099 under RCP4.5 and 10 W/m2 under RCP8.5, of similar amplitudes in both the GCMs and RCMs simulations. 4) Significant cloudiness decrease (about -6 % to 2099) is found over continent of SA for GCMs and also shown in RCMs. 5) Larger SSR changes are found in the RCP8.5 scenario than in the RCP4.5 scenario in 2099, with about 2.5 W/m2 enhanced changes in GCMs and about 5 W/m2 in RCMs. 6) Either the biases or the changes pattern of SSR are overall correlated with the patterns of total cloud cover from RCMs in CORDEX-Africa program (for RegCM4 as well). The slice experiment indicates that
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Le, Clainche Yvonnick. „Etude du couplage océan-glace-atmosphère et de l'impact de la glace de mer sur le climat des hautes latitudes“. Paris 6, 2000. http://www.theses.fr/2000PA066274.
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Peaucelle, Marc. „Utilisation des traits fonctionnels au sein d'un modèle global de végétation : analyse de trois approches complémentaires axées sur les écosystèmes forestiers“. Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066238/document.
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Dans les modèles globaux de la biosphère continentale, toute la végétation mondiale est généralement représentée par une dizaine de grand groupes fonctionnels (PFT-Plant Functional Type), dont les caractéristiques (traits) sont fixes. Cette rigidité ne permet pas de représenter correctement l'évolution de la végétation face aux pressions environnementales et anthropiques grandissantes, et est à l'origine de nombreuses incertitudes pour l'estimation des cycles bio-géochimiques associés. Trois approches complémentaires axées sur l'utilisation des traits fonctionnels ont été explorées à l'aide du modèle dynamique global de végétation ORCHIDEE afin d'améliorer la représentation des PFTs forestiers. La première approche consiste à augmenter le nombre de PFTs à partir d'une classification hiérarchique des espèces. La seconde approche permet d'extrapoler les traits observés pour chaque PFT existant grâce à des relations empiriques calibrées à partir de plusieurs variables environnementales. La dernière approche utilise la théorie de la coordination de la photosynthèse afin d'estimer des distributions continues de traits en conditions optimales de photosynthèse. En parallèle, cette étude s'interroge sur les capacité d'un modèle global à représenter correctement les traits fonctionnels lorsqu'il est optimisé pour un flux de carbone. L'augmentation du nombre de PFTs permet d'améliorer significativement les caractéristiques et la représentativité spatiale des peuplements simulés de plus de 50 %. Les deux autres approches permettent d'estimer des distributions de traits réalistes et mettent en évidence un rôle ``tampon'' important de la plasticité des traits sur les flux de carbone futurs. Les trois approches abordées ont mis en évidence certaines faiblesses du modèle liées à la représentation de la phénologie, de l'allocation de la biomasse ou encore du stress hydrique pour les conifères. Ces résultats ont menés à la mise en place d'une représentation explicite des processus phénologiques pour les conifères sempervirents dans ORCHIDEE, qui à présent reproduit les dynamiques de LAI observées par télédétection. Enfin, le modèle ORCHIDEE ne peux pas être paramétré avec des observations directes de traits, privilégiant l'approche théorique pour simuler les distributions de traits. Cependant, l'assimilation de données d'observations de flux de carbone permet de faire le lien entre les traits mesurés à l'échelle foliaire et leur intégration à l'échelle de la canopée. Elle permet de retrouver des distributions de traits cohérentes avec les observations, ainsi que des relations trait-trait et trait-environnement qui sont observées à l'échelle foliaireEarth system models currently use a discretized representation of vegetation, grouping together the whole world species into a dozen of Plant Functional Types (PFT), whose characteristics (traits) are fixed. This rigidity does not allow to accurately represent the evolution of ecosystems and their associated bio-geochemical cycles, while vegetation is facing stronger environnemental and anthropogenic pressures. Three complementary approaches based on functional traits were tested in order to improve the representation of forests in the dynamic global vegetation model ORCHIDEE. Based on a hierarchical classification of species, the first approach is to increase the number of PFTs. The second approach extrapolates observed traits for each PFT from empirical relationships calibrated against different environmental variables. The last one uses the photosynthesis coordination theory which allows the estimation of functional traits in optimal photosynthesis conditions. In addition, this study explores the capacity of a global model to represent functional traits when optimized against a given carbon flux. Increasing the number of PFTs significantly improves the estimations of stand characteristics and their spatial distribution by more than 50 %. The two other approaches managed to reproduce realistics traits distributions and higlighted the ``buffer'' role of traits plasticity on futur carbon fluxes. Some weaknesses of the model linked to phenological processes, biomass allocation or hydric stress, emerged for conifers species. This led to the implementation of an explicit representation of the phenology for evergreen needleleaves PFTs in ORCHIDEE, which can now reproduce the LAI dynamic observed from remote sensing data. Finally, the ORCHIDEE model cannot be calibrated with in situ observations, emphasizing the theoretical approach to simulate continuous traits distributions. However, the assimilation of observed carbon fluxes allows to bridge the gap between traits measured at the leaf scale and the canopy. It reproduced consistent trait distributions with observations, and led to trait-trait and trait-environment relationships similar to those observed at the leaf scale
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Rajaud, Amélie. „Reforester les tropiques semi-arides ? : Enjeux, contraintes et opportunités climatiques dans la perspective du changement global“. Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLV066/document.
Der volle Inhalt der QuelleAnnotation:
De nombreux projets de protection et de reforestation sont mis en place à l'échelle internationale pour enrayer la déforestation croissante. L'objectif de ce travail de thèse est de mieux caractériser les contraintes et les opportunités de projets de reboisement, pour les régions tropicales semi-arides, particulièrement vulnérables, dans le contexte duchangement climatique global. La revue de littérature (chapitre 1) confirme que les projets de reforestation ayant vocation à atténuer le réchauffement climatique ont plus de chances de réussite sous les latitudes tropicales, où les différents effets de la végétation sur le climat convergent dans ce sens. Entreprise pour satisfaire divers services écosystémiques, la reforestation dans les zones tropicales semi-arides est ainsi porteuse d'effets bénéfiques tant globalement que localement. Cependant, dans ce contexte très limité en eau, l'implantation d'un couvert arboré trop dense pourrait avoir des effets opposés à ceux recherchés à long terme. Dans le chapitre 2, une approche «bioclimatique » est appliquée à un ensemble multi-modèle de projections, pour suivre l'évolution du domaine tropicalsemi-aride global sous l'effet de plusieurs scénarios (RCP) de changement climatique. Ce domaine se maintient en majeure partie dans les conditions futures. Une certaine proportion évolue toutefois vers des conditions soit plus arides (jusqu'à +25% du domaine global) soit plus humides (jusqu'à 11%). Malgré cela, le domaine étudié s'accroît entre ledébut et la fin du 21e siècle, jusqu'à 13% en moyenne (RCP 8.5). Ceci résulte d'un élargissement progressif en-dehors de la ceinture tropicale, corrélé avec le réchauffement global, et cohérent avec l'hypothèse d'un élargissement de la circulation de Hadley. La méthodologie proposée au chapitre 3 a pour objectif d'analyser les implications de cetteévolution sur le potentiel climatique de maintien d'un couvert arboré. L'utilisation d'un modèle global de végétation (ORCHIDEE, développé à l'IPSL) pour simuler ce potentiel permet de prendre en compte de manière mécaniste les facteurs climatiques de la croissance des plantes. Une typologie des profils de résultats délimite des sous-régionscaractérisées chacune par une relation distincte du développement des arbres à la densité du couvert. Les cinq "régimes" de la typologie sont ainsi classés du plus défavorable (régime 1) au plus favorable (régime 5). L'expérience de référence est réalisée à partir de données d'observation (CRU). Le régime 1, caractérisé par l'absence de maintiend'un couvert pour les plus hautes densités arborées, occupe près de la moitié du domaine étudié. Le second régime le plus représenté est le régime 4 (28% du domaine). Plus favorable, il est défini par un développement des arbres élevé, sans être maximal, pour toutes les densités arborées. Le potentiel arboré de chaque régime est caractérisé par sonoptimum : fraction arborée réalisant le meilleur compromis entre productivité du peuplement et développement des arbres. L'application de cette méthodologie à des projections climatiques futures, pour le RCP 8.5, fait l'objet du chapitre 4. Le modèle ORCHIDEE est forcé avec des sorties de modèles de climat, pour le début et la fin du 21esiècle. A la fin du siècle, le régime 1 ne représente plus que 25% du domaine total, en moyenne, tandis que le régime 4 devient prépondérant (49% du domaine). La stabilité du potentiel arboré intrinsèque à chaque régime permet d'interpréter une évolution vers un régime plus ou moins favorable comme une augmentation ou une diminution de cepotentiel. Or celui ne subit pas la diminution générale que l'augmentation de l'aridité laissait présager. Une expérience complémentaire montre que la raison en tient principalement à l'effet de fertilisation du CO2 atmosphérique. L'interprétation de ces résultats montre ainsi que les zones du domaine tropical semi-aride dans lesquelles unereforestation serait à déconseiller sont assez peu étenduesIn the face of evergrowing global deforestation, numerous forest protection and restoration projects have been deployed at the international scale. The goal of this thesis is to provide adaptation planning in the vulnerable tropical semi-arid regions with scientific material about reforestation project constraints and opportunities at the global scale, inthe context of climate change. The literature review (chapter 1) confirms that reforestation projects aimed at warmingmitigation hold a better chance of success under tropical lattitudes. Indeed, both biochemical and biophysical effects of the vegetation on climate converge toward a global cooling effect. As reforestation in tropical semi-arid regions aims at satisfying various ecosystemic services, it holds beneficial promises at both the global and the local scale. However, due to scarce water resources, implementing a tree cover in semi-arid conditions could turn out unsustainable in the long run. A bioclimatological is applied, in chapter 2, to a multimodel ensemble of projections in order to draw the evolution of global tropical semi-arid territory under several climate change scenarios (RCP). The present tropical semi-arid territory is expected to remain mostly so in future conditions. However, up to 25% of the this territory on average will evolve towards arider conditions, and up to 11% towards wetter conditions. Nevertheless, the tropical semi-arid territory will increase by the end of the 21st century, by up to 13% on average (RCP 8.5). This increase results from a migration outside of the tropical belt, consistent with the Hadley circulation widening hypothesis under climate change. Chapter 3 proposes a methodology aimed at analysing the implications of this evolution for the climatic potential of tree cover sustainability. The global vegetation model (ORCHIDEE, developed at IPSL), used to simulate this potential, accounts mechanistically for all the climatic factors of the plant's growth. A typology of result profiles from the simulation experiments partitions the territory into subregions characterized by a specific relation between the tree development and the tree cover density: five types range from the least (Type 1) to the most (Type 4) favourable ones. A reference experiment is performed using observational climate data (from the Climatic Research Unit). Covering almost half of the territory, Type 1 is characterized by the impossibility to maintain a tree cover for the highest cover densities. The second type in order of surface occupation is Type 4 (28% of the territory). More favourable, it is characterized by high tree development for any tree cover density. The "tree cover potential" of each type is characterized by its optimum: the tree cover density that realises the best compromise between tree development and total productivity. In Chapter 4, the same methodology is applied to future climate projections for RCP 8.5. The ORCHIDEE model is thus forced with global climate model outputs, for the beginning and the end of the 21st century. By the end of the century, Type 1 represents no more than 25% of the tropical semi-arid territory on average, while Type 4 becomes the dominant one (49% of the territory). Because of the stability of the tree cover potential whithin each type, the evolution toward a more or less favourable type can be directly interpreted in terms of an increasing or a decreasing potential. The results show that the tree cover potential in the tropical semi-arid territory does not systematically suffer from the general decrease that could be expected from increasing aridity. A complementary experiment suggests that the main reason for this result lies is the atmospheric CO2 fertilization effect. Interpreting these results for reforestation strategy recommandations, suggests that, for the long term, areas of the tropical semi-arid territory where reforestation would be advised against are overall relatively small
Bücher zum Thema "Modèle de climat global"
1
Hengeveld, Henry. Projections for Canada's climate future : a discussion of recent simulations with the Canadian Global Climate Model =: Projections du climat futur du Canada : discussion de simulations récemment effectuées avec le modèle canadien du climat du globe. Ottawa, Ont: Environment Canada = Environnement Canada, 2000.
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2
Managing the global commons: The economics of climate change. Cambridge, Mass: MIT Press, 1994.
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3
1948-, Watanabe Tadashi, Hrsg. Chikyū ondankaron no uso to wana: Shijō saiaku no kagaku sukyandaru = Lies and traps in "global warming affairs". Tōkyō: Besutoserāzu, 2008.
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4
NASA Scientific Forum on Climate Variability and Global Change (1999 Vienna, Austria). NASA Scientific Forum on Climate Variability and Global Change: 20 July 1999 : UNISPACE III. [Washington, DC]: Published by National Aeronautics and Space Administration as a contribution to United Nations Office of Outer Space Affairs for UNISPACE III, 1999.
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5
Canada, Canada Environment. Modelling the global climate system. Ottawa: Environment Canada, 1994.
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6
1943-, Solomon Allen M., und Shugart H. H, Hrsg. Vegetation dynamics & global change. New York: Chapman & Hall, 1993.
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7
Guy, Laval, Hrsg. Incertitudes sur le climat. Paris: Belin-Pour la science, 2013.
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8
Cédis (Organization : Montreuil, France) und Réseau action climat-France, Hrsg. Plans climat-énergie territoriaux. Paris: Passager clandestin, 2009.
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9
Changer de modèle économique. Paris: Economica, 2011.
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10
Pierre, Lefèvre, Hrsg. Un nouveau climat. Paris: Éditions de La Martinière, 2003.
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1
Gottinger, Hans W. „Global Climate Change Models“. In Encyclopedia of Operations Research and Management Science, 645–49. Boston, MA: Springer US, 2013. http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4419-1153-7_388.
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2
Srinivasa Raju, Komaragiri, und Dasika Nagesh Kumar. „Selection of Global Climate Models“. In Springer Climate, 27–75. Singapore: Springer Singapore, 2017. http://dx.doi.org/10.1007/978-981-10-6110-3_2.
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3
Gettelman, Andrew, und Richard B. Rood. „Climate Change and Global Warming“. In Earth Systems Data and Models, 23–35. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2016. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-662-48959-8_3.
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4
Robinson, Walter A. „Models of the Global Climate“. In Modeling Dynamic Climate Systems, 11–51. New York, NY: Springer New York, 2001. http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4613-0113-4_2.
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5
Tapiador, Francisco J. „Validation of Climate Models“. In Advances in Global Change Research, 1073–86. Cham: Springer International Publishing, 2020. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-030-35798-6_30.
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6
Neal, Jeffrey. „Recent Innovations in Flood Hazard Modelling Over Large Data Sparse Regions“. In Springer Climate, 121–27. Cham: Springer International Publishing, 2022. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-030-86211-4_15.
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AbstractThis opinion piece summarises recent progress in the development of global flood models (GFMs) in support of flood impact modelling and identifies potential areas for model improvement over the next 5–10 years. In many parts of the world, flood hazard data are absent or lack the accuracy and precision required for most practical applications, including climate change impact assessment. With the hydrological cycle expected to intensify due to climate change, better modelling of flood hazard is needed as a prerequisite to understanding how flood risk might change in the future with climate. The past decade has seen substantial advances in the modelling of flood inundation in data scarce areas along with the emergence of global flood models that could form the foundation of global impact assessments. In summarising these advances, four key themes emerge linked to topography, extreme flow estimation, river network parameterisation and numerical modelling of inundation. Progress in each of these themes will be needed to deliver the next generation of global flood hazard data.
7
Shishov, Vladimir V., Alberto Arzac, Margarita I. Popkova, Bao Yang, Minhui He und Eugene A. Vaganov. „Experimental and Theoretical Analysis of Tree-Ring Growth in Cold Climates“. In Advances in Global Change Research, 295–321. Cham: Springer International Publishing, 2023. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-031-15988-6_11.
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AbstractThe medium- and long-term projections of global climate models show the effects of global warming will be most pronounced in cold climate areas, especially in the high latitudes of the Northern Hemisphere. The consequences could involve a higher probability of global natural disasters and a higher uncertainty as to plant response to climate risk. In this chapter, we describe life under a cold climate, particularly in relation to forest ecosystems, species distribution, and local conditions in the Northern Hemisphere. We analyze recent climate trends and how the ongoing and future climate changes can affect the sensitivity of conifer species, the most common tree form in the boreal regions. We combine experimental data and theoretical process-based simulations involving tree-ring width, tree-ring density, and wood anatomy. This combined approach permits assessing a longer tree-ring record that overlaps with direct instrumental climate observations. The latter are currently experiencing the divergence problem in which tree-ring growth has diverged from the trends of the main climatic drivers. Given that most process-based models are multidimensional, the parameterization described in this chapter is key for obtaining reliable tree growth simulations connected with a site-specific climate, tree species, and the individual trajectory of tree development. Our approach combining experimental and theoretical approaches in xylogenesis is of interest to forest ecologists, physiologists, and wood anatomists.
8
Wagener, Thorsten. „On the Evaluation of Climate Change Impact Models for Adaptation Decisions“. In Springer Climate, 33–40. Cham: Springer International Publishing, 2022. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-030-86211-4_5.
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AbstractDetailed understanding of the potential local or regional implications of climate change is required to guide decision- and policy-makers when developing adaptation strategies and designing infrastructure solutions suitable for potential future conditions. Impact models that translate potential future climate conditions into variables of interest (such as drought or flood risk) are needed to create the required causal connection between climate and impact for scenario-based analyses. Recent studies suggest that the main strategy for the validation of such models (and hence the justification for their use) still heavily relies on the comparison with historical observations. In this short paper, the author suggests that such a comparison alone is insufficient and that global sensitivity analysis provides additional possibilities for model evaluation to ensure greater transparency and better robustness of model-based analyses. Global sensitivity analysis can be used to demonstrate that the parameters defining intervention options (such as land use choices) adequately control the model output (even under potential future conditions); it can be used to understand the robustness of model outputs to input uncertainties over different projection horizons, the relevance of model assumptions, and how modelled environmental processes change with climatic boundary conditions. Such additional model evaluation would strengthen the stakeholder confidence in model projections and therefore into the adaptation strategies derived with the help of these model outputs.
9
Johnson, Leigh, und Costanza Rampini. „Are Climate Models Global Public Goods?“ In The Routledge Handbook of the Political Economy of Science, 263–74. Abingdon, Oxon ; New York, NY : Routledge, 2017.: Routledge, 2017. http://dx.doi.org/10.4324/9781315685397-23.
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10
Diro, Gulilat Tefera, Thomas Toniazzo und Len Shaffrey. „Ethiopian Rainfall in Climate Models“. In Advances in Global Change Research, 51–69. Dordrecht: Springer Netherlands, 2011. http://dx.doi.org/10.1007/978-90-481-3842-5_3.
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1
HILALI, Farah, Ibtissam KARA und Hicham ElYousfi. „Enjeux et perspectives de l’amélioration du climat des affaires à l’ère du Nouveau Modèle de Développement“. In Quelles politiques économiques en faveur de l’investissement et de l’emploi en période de crises et de reconstitution de l’économie mondiale ? Francisco Baptista Gil, 2023. http://dx.doi.org/10.23882/eb.23.0535-03.
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2
Randall, David A. „Global climate models: What and how“. In Global warming: physics and facts. AIP, 1992. http://dx.doi.org/10.1063/1.41932.
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3
Stone, Peter H. „Forecast cloudy: The limits of global warming models“. In The world at risk: Natural hazards and climate change. AIP, 1992. http://dx.doi.org/10.1063/1.43901.
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4
Croce, Pietro, Paolo Formichi, Filippo Landi und Francesca Marsili. „Evaluating the effect of climate change on snow load on structures“. In IABSE Symposium, Guimarães 2019: Towards a Resilient Built Environment Risk and Asset Management. Zurich, Switzerland: International Association for Bridge and Structural Engineering (IABSE), 2019. http://dx.doi.org/10.2749/guimaraes.2019.0666.
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<p>As consequence of global warming extreme weather events might become more frequent and severe across the globe. The evaluation of the impact of climate change on extremes is then a crucial issue for the resilience of infrastructures and buildings and is a key challenge for adaptation planning. In this paper, a suitable procedure for the estimation of future trends of climatic actions is presented starting from the output of regional climate models and taking into account the uncertainty in the model itself. In particular, the influence of climate change on ground snow loads is discussed in detail and the typical uncertainty range is determined applying an innovative algorithm for weather generation. Considering different greenhouse gasses emission scenarios, some results are presented for the Italian Mediterranean region proving the ability of the method to define factors of change for climate extremes also allowing a sound estimate of the uncertainty range associated with different models.</p>
5
Savin, Cristina, Florica Moldoveanu und Alin Moldoveanu. „SIMULATION AND VISUALIZATION TOOL TO EXPLORE THE IMPACTS OF COMPLEX AND CROSS-RELATED ENVIRONMENT CHANGES“. In eLSE 2015. Carol I National Defence University Publishing House, 2015. http://dx.doi.org/10.12753/2066-026x-15-083.
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The current trend concerning global climate conditions is one of change and is negatively affecting all major sectors of society and environment at all levels, from the national to the local and continental. As a consequence of the strong impact that climate change has on future society, the need of an e-learning tool to raise awareness on the effects of these changes appears more than necessary. The solution presented in this paper (CLIMSAVE IAP - Integrated Assessment Platform) is a user friendly interactive web-based tool intended for free use that simulates an extensive range of impact indicators at European and local scale (Scotland) based on a series of interactive climatic and socio-economic scenarios. The simulated impact indicators cover a wide range of sectors: agriculture, biodiversity, coasts, forests, water and urban and are displayed as a geospatial map that allows users to evaluate and understand the climate impacts. The tool is a web software based on the Client/Server architecture having on the Client side the Client Interface Module that collects the input information needed to run the user's simulation and displays the outputs on interactive geospatial maps. The Server Side is comprised of the project's main database, a series of 12 meta-models to simulate the above mentioned sectors and a main Running Module that links the Client and the Server side. The tool was developed with the help of representative stakeholders that have also contributed to its calibration and testing. The novelty of this platform is that it allows users to explore and understand the interactions between various sectors rather than viewing a sectorial area in isolation.
6
Kamworapan, Suchada, und Chinnawat Surussavadee. „Performance of CMIP5 global climate models for climate simulation in Southeast Asia“. In TENCON 2017 - 2017 IEEE Region 10 Conference. IEEE, 2017. http://dx.doi.org/10.1109/tencon.2017.8227954.
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7
„Consistent Climate Scenarios: projecting representative future daily climate from global climate models based on historical climate data“. In 20th International Congress on Modelling and Simulation (MODSIM2013). Modelling and Simulation Society of Australia and New Zealand (MSSANZ), Inc., 2013. http://dx.doi.org/10.36334/modsim.2013.l11.ricketts.
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8
Chen, Taoyue, Zhaoyue Zhang, Zilu Yi, Wenxi Xu und Kai Yang. „A Hybrid Mathematical Models for Predicting Global Climate Change“. In 2023 3rd Asia-Pacific Conference on Communications Technology and Computer Science (ACCTCS). IEEE, 2023. http://dx.doi.org/10.1109/acctcs58815.2023.00052.
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9
Chaudhary, Junaid Rafi, Husain und Tahir. „Uncertainty Analysis of Humidity and Precipitation Changes using Data from Global Climatic Models with a Case Study“. In 2006 IEEE EIC Climate Change Conference. IEEE, 2006. http://dx.doi.org/10.1109/eicccc.2006.277180.
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10
Conry, Patrick, H. J. S. Fernando, L. S. Leo, Ashish Sharma, Mark Potosnak und Jessica Hellmann. „Multi-Scale Simulations of Climate-Change Influence on Chicago Heat Island“. In ASME 2014 4th Joint US-European Fluids Engineering Division Summer Meeting collocated with the ASME 2014 12th International Conference on Nanochannels, Microchannels, and Minichannels. American Society of Mechanical Engineers, 2014. http://dx.doi.org/10.1115/fedsm2014-21581.
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Over the past half century, burgeoning urban areas such as Chicago have experienced elevated anthropogenic-induced alteration of local climates within urbanized regions. As a result, urban heat island (UHI) effect in these areas has intensified. Global climate change can further modulate UHI’s negative effects on human welfare and energy conservation. Various numerical models exist to understand, monitor, and predict UHI and its ramifications, but none can resolve all the relevant physical phenomena that span a wide range of scales. To this end, we have applied a comprehensive multi-scale approach to study UHI of Chicago. The coupling of global, mesoscale, and micro-scale models has allowed for dynamical downscaling from global to regional to city and finally to neighborhood scales. The output of the Community Climate System Model (CCSM5), a general circulation model (GCM), provides future climate scenario, and its coupling with Weather Research and Forecasting (WRF) model enables studies on mesoscale behavior at urban scales. The output from the WRF model at 0.333 km resolution is used to drive a micro-scale model, ENVI-met. Through this coupling the bane of obtaining reliable initial and boundary conditions for the micro-scale model from limited available observational records has been aptly remedied. It was found that the performance of ENVI-met improves when WRF output, rather than observational data, is supplied for initial conditions. The success of the downscaling procedure allowed reasonable application of micro-scale model to future climate scenario provided by CCSM5 and WRF models. The fine (2 m) resolution of ENVI-met enables the study of two key effects of UHI at micro-scale: decreased pedestrian comfort and increased building-scale energy consumption. ENVI-met model’s explicit treatment of key processes that underpin urban microclimate makes it captivating for pedestrian comfort analysis. Building energy, however, is not modeled by ENVI-met so we have developed a simplified building energy model to estimate future cooling needs.
Berichte der Organisationen zum Thema "Modèle de climat global"
1
BOSLOUGH, MARK B. E. Massively Parallel Global Climate Model for Paleoclimate Applications. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), Juni 2002. http://dx.doi.org/10.2172/805884.
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2
Eickhout, Bas, Hans van Meijl, Andrzej Tabeau und Elke Stehfest. The Impact of Environmental and Climate Constraints on Global Food Supply. GTAP Working Paper, April 2008. http://dx.doi.org/10.21642/gtap.wp47.
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*Chapter 9 of the forthcoming book "Economic Analysis of Land Use in Global Climate Change Policy," edited by Thomas W. Hertel, Steven Rose, and Richard S.J. Tol The goal of this Chapter is to study the complex interaction between agriculture, economic growth and the environment, given future uncertainties. We combine economic concepts and biophysical constraints in one consistent modeling framework to be able to quantify and analyze the long-term socio-economic and environmental consequences of different scenarios. Here, we present the innovative methodology of coupling an economic and a biophysical model to combine state of the art knowledge from economic and biophysical sources. First, a comprehensive representation of the agricultural and land markets is required in the economic model. Therefore we included a land demand structure to reflect the degree of substitutability of types of land-use types and we included a land supply curve to include the process of land conversion and land abandonment. Secondly, the adapted economic model (LEITAP) is linked to the biophysical-based integrated assessment model IMAGE allowing to feed back spatially and temporarily varying land productivity to the economic framework. Thirdly, the land supply curves in the economic model are parameterized by using the heterogeneous information of land productivity from IMAGE. This link between an economic and biophysical model benefits from the strengths of both models. The economic model captures features of the global food market, including relations between world regions, whereas the bio-physical model adds geographical explicit information on crop growth within each world region. An illustrative baseline analyses shows the environmental consequences of the default baseline and a sensitivity analyses is performed with regard to the land supply curve. Results indicate that economic and environmental consequences are very dependent on whether a country is land scarce or land abundant.
3
Kao, C. Y. J., S. Elliott, R. P. Turco und X. Zhao. Integrating chemistry into 3D climate models: Detailed kinetics in the troposphere and stratosphere of a global climate model. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), November 1997. http://dx.doi.org/10.2172/548668.
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4
Zhang, Y. ARM Cloud Radar Simulator Package for Global Climate Models. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), April 2017. http://dx.doi.org/10.2172/1557052.
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5
Kukla, G., und J. Gavin. Global climate change model natural climate variation: Paleoclimate data base, probabilities and astronomic predictors. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), Mai 1994. http://dx.doi.org/10.2172/145219.
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6
Johannesson, G. Accounting for Global Climate Model Projection Uncertainty in Modern Statistical Downscaling. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), März 2010. http://dx.doi.org/10.2172/974391.
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7
Li, Tim, Shian-Jiann Lin und Melinda S. Peng. Toward Seamless Weather-Climate Prediction with a Global Cloud Resolving Model. Fort Belvoir, VA: Defense Technical Information Center, September 2012. http://dx.doi.org/10.21236/ada574133.
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8
Li, Tim, Shian-Jiann Lin und Melinda S. Peng. Toward Seamless Weather-Climate Prediction with a Global Cloud Resolving Model. Fort Belvoir, VA: Defense Technical Information Center, September 2013. http://dx.doi.org/10.21236/ada597976.
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9
Li, Tim, Shian-Jiann Lin und Melinda S. Peng. Toward Seamless Weather-Climate Prediction with a Global Cloud Resolving Model. Fort Belvoir, VA: Defense Technical Information Center, Januar 2016. http://dx.doi.org/10.21236/ada626666.
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10
Zhang, Yuying, und Shaocheng Xie. ARM Cloud Radar Simulator Package for Global Climate Models Value-Added Product. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), Mai 2017. http://dx.doi.org/10.2172/1353477.
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