Cycle saisonnier dans le Pacifique Sud vu par les réanalyses,6 modèles CMIP5 et une simulation Arpège forcée à 50 km

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Mathilde Leclerc
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Ateliers de Modélisation de l'atmosphère 213 Cycle saisonnier dans le Pacifique Sud vu par les réanalyses,6 modèles CMIP5 et une simulation Arpège forcée à 5 km Marania Hopuare (1,2), Marc Pontaud

1 Ateliers de Modélisation de l'atmosphère 213 Cycle saisonnier dans le Pacifique Sud vu par les réanalyses,6 modèles CMIP5 et une simulation Arpège forcée à 5 km Marania Hopuare (1,2), Marc Pontaud (2), Jean-Pierre Céron (3), Michel Déqué (2) (1) Laboratoire GePaSud, Université de Polynésie Française (2) Centre National de Recherche Météorologiques, Météo-France (3) Direction de la Climatologie, Météo-France

2 2 Introduction et contexte Contexte : thèse sur le changement climatique en Polynésie Française Cycle saisonnier : - été austral (DJF) - hiver austral (JJA) Plan : 1) Cycle saisonnier Paramètres : - précipitations - température de surface 2) CMIP5 RCP4.5 et RCP8.5 Impacts : - ressources en eau - consommation d'énergie 3) Apport de la simulation forcée Arpège à 5km Jeux de données : Données de référence : HadISST, GPCP, EraInterim, NCEP2 et 2CR Données de simulation : - Moyenne de 6 modèles CMIP5 :, IPSL, NCAR, HadGEM, MPI, GFDL - Arpège à 5km forcée par les SST du débiaisées

3 3 1) Cycle saisonnier Température de surface en été et hiver austral DJF HadISST EraI NCEP 2CR 32 Multi Multi - NCEP -4 1 CNRM - NCEP Eté austral Réanalyses : Champs de t2m cohérents avec les SST (HadlSST) Modèles : Biais froid dans le Pacifique tropical central et ouest Biais chaud à l'est du bassin et dans la partie extratropicale Hiver austral Réanalyses : Même cohérence Modèles : Biais froid plus marqué qu'en été Biais chaud réduction spatiale

4 1) Cycle saisonnier 196-25 Température de surface en été et hiver austral JJA HadISST EraI NCEP 2CR 32 Multi 1 Multi - NCEP -4 CNRM - NCEP -2 2 4 Eté austral Réanalyses : Champs de t2m cohérents

4 4 1) Cycle saisonnier Température de surface en été et hiver austral JJA HadISST EraI NCEP 2CR 32 Multi 1 Multi - NCEP -4 CNRM - NCEP Eté austral Réanalyses : Champs de t2m cohérents avec les SST (HadlSST) Modèles : Biais froid dans le Pacifique tropical central et ouest Biais chaud à l'est du bassin et dans la partie extratropicale Hiver austral Réanalyses : Même cohérence Modèles : Biais froid plus marqué qu'en été Biais chaud réduction spatiale

5 5 1) Cycle saisonnier Précipitations en été et hiver austral DJF EraI GPCP NCEP 2CR 11 Multi Multi -GPCP -5 CNRM-GPCP 5 Eté austral Réanalyses : Orientation de la SPCZ correcte Précipitations trop intenses Modèles : SPCZ trop zonale Double ITCZ à l'est du bassin Déficit de précipitations à l'équateur Hiver austral Modèles : SPCZ zonale et trop étendue vers l'est du bassin Multimodele : ITCZ trop intense CNRM : précipitations sousestimée dans la partie Est de l'itcz

6 1) Cycle saisonnier 196-25 Précipitations en été et hiver austral JJA GPCP EraI NCEP 2CR 11 Multi Modèles : SPCZ trop zonale Double ITCZ à l'est du bassin Déficit de précipitations à l'équateur

6 6 1) Cycle saisonnier Précipitations en été et hiver austral JJA GPCP EraI NCEP 2CR 11 Multi Modèles : SPCZ trop zonale Double ITCZ à l'est du bassin Déficit de précipitations à l'équateur Multi -GPCP -5 Eté austral Réanalyses : Orientation de la SPCZ correcte Précipitations trop intenses CNRM-GPCP 5 Hiver austral Modèles : SPCZ zonale et trop étendue vers l'est du bassin Multimodele : ITCZ trop intense CNRM : précipitations sousestimée dans la partie Est de l'itcz

7 7 2) Changements prévus par les scénarios RCP4.5 et RCP8.5 T2m multimodele (6 modèles) : anomalie par tranche de 3 ans DJF RCP4.5 JJA RCP4.5 RCP8.5 RCP , ,6-5,6 2 Réchauffement progressif et généralisé du Pacifique Sud Réchauffement au-dessus de la cold tongue en été et en hiver austral : se manifeste plus tôt et devient plus intense dans le scénario RCP ,6

8 8 2) Changements prévus par les scénarios RCP4.5 et RCP8.5 Précipitations (6 modèles) : anomalie par tranche de 3 ans DJF RCP4.5 JJA RCP4.5 RCP8.5 RCP Intensification progressive du biais de double ITCZ plus marqué dans le RCP8.5 Retrait vers l'ouest de la SPCZ Augmentation des précipitations au sein de l'itcz et dans la région de la warm pool Retrait vers l'ouest de la SPCZ

3) Apport de la simulation forcée Arpège à 5 km 9 Evaluation des températures sur la période historique DJF NCEP ARP5 La correction des SST permet d'améliorer les températures de surface sur l'océan.

9 3) Apport de la simulation forcée Arpège à 5 km 9 Evaluation des températures sur la période historique DJF NCEP ARP5 La correction des SST permet d'améliorer les températures de surface sur l'océan. ARP5-NCEP JJA CNRM-NCEP Le champ de température de surface est amélioré dans Arpège 5km Réduction du biais froid dans le Pacifique Central et Ouest Réduction du biais chaud dans l'est du bassin CNRM-NCEP En été et hiver austral : ARP5-NCEP

10 3) Apport de la simulation forcée Arpège à 5 km 1 Evaluation des précipitations sur la période historique DJF DJF En été et hiver austral : GPCP GPCP CNRM-GPCP ARP5 ARP5 ARP5-GPCP JJA CNRM-GPCP Précipitations plus intenses dans le modèle forcé (paramétrisation à plus haute résolution) Biais de double ITCZ amélioré SPCZ encore trop zonale au centre du Pacifique La correction des SST permet d'atténuer le biais de double ITCZ La SPCZ n'est pas améliorée en hiver austral (correction des SST ne suffit pas) ARP5-GPCP

11 3) Apport de la simulation forcée Arpège à 5 km Anomalie de température par tranche de 3 ans Été austral MULTI Peu de changement pour les températures après correction des SST : ARP_ RCP RCP Réchauffement progressif au-dessus de la cold tongue en été comme en hiver Réchauffement plus fort pour RCP8.5 Arpège 5km réchauffe moins la zone au-dessus de la warm pool que le et le multi-modele (amélioration?) 11

3) Apport de la simulation forcée Arpège à 5 km Anomalie de précipitations par tranche de 3 ans Été austral MULTI Changements apportés par la correction des SST : ARP_5 26237 RCP4.

12 3) Apport de la simulation forcée Arpège à 5 km Anomalie de précipitations par tranche de 3 ans Été austral MULTI Changements apportés par la correction des SST : ARP_ RCP RCP pas d'intensification des précipitations dans la double ITCZ - migration de l'itcz vers l'équateur - assèchement de la SPCZ audessus de la warm pool 12

13 13 Conclusions et perspectives Période : Réanalyses : en accord avec les observations Modèles CMIP5 : - double ITCZ - biais de température au niveau de l'équateur et dans l'est du bassin Arpège 5km : - amélioration du champ de température - amélioration de la localisation des précipitations (en DJF), mais surestimation de leur intensité Projections : Modèles CMIP5 : - intensification du biais de double-itcz + important pour le RCP8.5 et vers la fin du 21ème siècle - contraction vers l'ouest de la SPCZ Arpège 5km : - pas de double ITCZ - assèchement (ou modification?) de la partie ouest (warm pool) de la SPCZ Perspectives : La localisation de la SPCZ est améliorée en été austral, Arpège 5 km pourrait être utilisé pour réaliser une descente d'échelle (une par archipel) Les résultats de ces simulations pourront être confrontés aux séries de données in situ

14 Merci de votre attention!

15 15 Arpège 5 km : correction du biais de SST Sur la période historique : SST corrigées = SST () - Erreur Climatologie sur la période : Erreur = SST() SST(Era4) Hypothèse : Même Erreur dans les scénarios RCP4.5 et RCP8.5

16 16 Petite échelle Grande échelle Thèse : Changement climatique en Polynésie Française Passé/présent Futur Référence Historique? Simulations CMIP5 (hist) Arpège 5 km Rcp4.5/8.5 Observations stations? Statistiques Simulations Aladin (hist) Simulations Aladin Rcp4.5 /8.5

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