Ouvrir les portes de la découverte
Faire progresser la modélisation du climat
Andre Erler, climatologue chez Aquanty, attend avec impatience les résultats des simulations de Canada1Water - et est tout aussi impatient de voir ce que d'autres chercheurs en feront une fois qu'ils seront accessibles au public.
RÉDUCTION D'ÉCHELLE D'UN MODÈLE CLIMATIQUE RÉGIONAL - L'équipe du C1W a basé son modèle climatique régional sur le modèle Weather Research and Forecasting (WRF) - avec une correction importante des biais pour une précision maximale. Source de l'image : Agence spatiale canadienneL'équipe de C1W a utilisé le modèle WRF, basé sur un graphique développé pour un article de la revue, Sensors.
Alors que la phase de R&D du C1W devrait s'achever au printemps 2024, Andre Erler réfléchit aux nombreuses questions "pourquoi" auxquelles il espère avoir le temps de répondre une fois les simulations terminées.
"J'espère que nous aurons l'occasion d'examiner la neige avant la fin", déclare Erler. Nous espérons que nous pourrons étudier la neige avant la fin", déclare Erler. "Et les lacs aussi - les changements de la couverture de glace et la façon dont ils affectent les précipitations à effet lacustre. Nous savons que les températures de surface des lacs ont augmenté davantage que les températures de l'air. Nous pensons que cela est probablement dû à la façon dont les couches d'eau réagissent à la température de l'air à la surface. De nombreuses questions intéressantes se posent : pourquoi cela se produit-il, quels sont les moteurs de ces changements ?
Alors que lui et ses collègues continueront à travailler avec les résultats de C1W, Erler sait que de nombreuses réponses viendront d'autres chercheurs qui reprendront les données de C1W.
"Beaucoup de chercheurs en climatologie se concentrent sur l'analyse des données", explique M. Erler. "Avec Canada1Water, ils pourraient obtenir toutes sortes d'informations inattendues. On ne sait jamais vraiment ce que contient une simulation une fois qu'on l'a construite - pourquoi les choses se produisent et quelles en sont les implications. Je m'attends à ce que les équipes chargées de l'analyse des données découvrent des choses dont nous n'avons même pas idée".
"Nous fournissons essentiellement un ensemble de données de forçage qui peut être utilisé pour la modélisation hydrologique ou la modélisation d'impact, évitant ainsi à d'autres chercheurs d'avoir à passer par le processus laborieux de construction de leur propre base de données. J'ai hâte de voir ce que les gens en feront".
Donner aux chercheurs un point de départ plus précis
En construisant le modèle climatique C1W, Erler et ses coéquipiers savaient qu'ils voulaient adopter une approche dynamique (c'est-à-dire une modélisation régionale du climat) lors de la réduction d'échelle à partir des modèles climatiques mondiaux pour "zoomer" sur le Canada.
"Deux possibilités s'offrent à vous", explique M. Erler. "Vous pouvez utiliser la modélisation régionale du climat ou opter pour la réduction d'échelle statistique, qui est plus courante parce qu'elle est plus rapide et plus facile. Mais l'approche statistique se limite à la température et aux précipitations, et tous les processus modélisés ne dépendent pas de ces facteurs."
Il donne l'exemple de l'évapotranspiration, qui est causée par la combinaison de la température et du rayonnement solaire.
"Le changement climatique n'a aucune incidence sur le rayonnement, mais si vous paramétrez votre modèle en utilisant uniquement la température, vous sous-entendez que c'est le cas", explique M. Erler. "Ce n'est pas un problème pour nous, car nous utilisons un modèle climatique régional qui intègre le rayonnement. Il en va de même pour l'humidité. Seule la modélisation du climat régional permet d'obtenir une description physique complète de la surface et de l'atmosphère.
Cela signifie que les chercheurs qui travaillent avec le modèle C1W auront plus de chances d'obtenir des informations précises sur les effets du changement climatique.
Sauter la case départ
Si de nombreux chercheurs choisissent l'analyse de données plutôt que la modélisation, c'est en partie parce que la construction et l'exploitation de modèles climatiques sont coûteuses, prennent beaucoup de temps et nécessitent de nombreuses ressources.
Andre Erler est climatologue principal à Aquanty et responsable du climat dans le cadre du projet Canada1Water, où il coordonne toutes les activités liées au climat, à la neige et au pergélisol.
"Vous pouvez exécuter un modèle hydrologique assez rapidement sur une station de travail locale ou sur un gros nœud de calcul", explique Erler. "Un bassin unique peut prendre quelques jours sur un nœud dans HydroGeoSphere™. Pour un modèle climatique tel que WRF, il peut s'agir de 10 nœuds et de plusieurs mois d'exécution. C'est un tout autre ordre de grandeur."
Canada1Water donnera aux scientifiques la possibilité de lancer leurs propres initiatives de modélisation.
"Nous fournissons essentiellement un ensemble de données de forçage qui peut être utilisé pour la modélisation hydrologique ou la modélisation d'impact, évitant ainsi à d'autres chercheurs de passer par le processus laborieux de construction de leurs propres données", explique M. Erler. "J'ai hâte de voir ce que les gens en feront.