Données de pilotage d'un MRC
Les modèles régionaux de climat (MRC) sont des modèles physiques de climat dits à aire limitée, car leur domaine d’intégration ne couvre qu’une sous-région du globe afin de produire des simulations climatiques à une résolution spatiale plus fine (p.ex. 25 km au lieu de 250 km comme dans un modèle du système Terre (ESM selon l’acronyme anglais de Earth System Model)).
Les conditions météorologiques aux frontières latérales de son domaine doivent lui être fournies à partir d’une source externe de données globales, pour lui permettre, en tout temps, de rester en lien avec le climat du reste du globe. C’est ce que l’on appelle le pilotage d’un MRC.
Les simulations climatiques régionales se regroupent en trois principales catégories d’égale importance selon l’origine des données de pilotage utilisées aux frontières latérales du domaine avec des objectifs d’utilisation distincts :
1. Simulations MRC pilotées par des réanalyses
Les simulations climatiques régionales pilotées par des réanalyses sont réservées à l’étude du climat passé et ne sont pas utilisées pour les études de changement climatique.
Étant une représentation du climat global réel, les réanalyses offrent au MRC le meilleur cadre pour tenter de simuler la réalité. Lorsqu'un MRC est piloté par des réanalyses, on s’attend à ce qu’il puisse simuler avec fidélité la plupart des caractéristiques annuelles ou saisonnières de grande échelle. Par contre, vu la nature chaotique du système climatique, il est irréaliste d’espérer reproduire dans la simulation régionale la séquence exacte de tous les phénomènes météorologiques observés.
Pour les équipes de modélisation, ce type de simulation sert principalement à valider un MRC afin de l’améliorer mais également à approfondir la compréhension du système climatique. Il sert aussi à ce que l’on appelle la reconstruction de données du passé récent car un MRC génère des séries cohérentes dans le temps et dans l'espace, sans donnée manquante pour plus d’une centaine de variables et ce, à une résolution plus fine que celle de la réanalyse utilisée pour le piloter. Il offre alors un plus grand choix de variables que les divers réseaux d’observations. C’est un avantage attrayant pour les usagers qui souhaitent alimenter leurs propres modèles, en développer de nouveaux ou approfondir leur compréhension des aspects du climat passé liés à leur champ d’expertise.
2. Simulations MRC pilotées par une simulation climatique globale provenant d’un modèle du système Terre (ESM) basée sur les concentrations historiques observées de gaz à effet de serre et d'aérosols
Ce genre de simulations permet de tester la capacité d’un couple MRC/ESM à reproduire les diverses statistiques du climat d’une période historique donnée récente (ex. 1950-2015), sans calibration ni recours à des observations. Si cette combinaison de modèles était parfaite, le climat obtenu d’une telle simulation serait semblable à celui calculé directement à partir des réanalyses. C’est du moins l’objectif à atteindre pour les modèles climatiques. Toutefois, même si les GES et les aérosols sont bien réels, la chronologie d’évènements météorologiques simulés à partir d’un ESM est totalement virtuelle et n'a rien à voir avec la chronologie observée dans la réalité. De ce fait, les séries temporelles simulées et observées ne seront pas les mêmes mais les différents moments statistiques de leur distribution devraient être semblables. En aucun cas, il n’est permis de comparer un événement, un mois, une saison, ou une année en particulier provenant d’une simulation climatique d’un MRC piloté par un ESM avec les observations. Seules les statistiques calculées sur plusieurs années de simulation peuvent être comparées aux statistiques calculées sur plusieurs années d’observations de la même période. Cette comparaison entre les statistiques simulées et observées n’est possible que parce que le couple MRC/ESM a utilisé des concentrations observées de GES et d’aérosols.
Ces simulations climatiques régionales historiques pilotées par des ESM servent de référence dans les études de changement climatique réalisées tant par les usagers que par les équipes de modélisation.
3. Simulations MRC pilotées par une projection climatique d’un ESM pouvant aller jusqu’à la fin du 21ième siècle et même au-delà
Une projection climatique réalisée par un ESM est basée sur des scénarios futurs d'émissions ou de concentrations de gaz à effet de serre (GES) et d’aérosols. Une projection climatique produite par un couple MRC/ESM permet de voir comment pourrait évoluer le climat régional dans le futur en réponse à un certain forçage par les GES et les aérosols. La différence entre les résultats provenant des catégories de simulations 2 et 3 est utilisée pour estimer les changements climatiques projetés par un couple MRC/ESM. Il est aussi possible de calculer des changements climatiques en comparant deux périodes futures, par exemple 2071-2100 vs 2041-2070, seulement si elles sont basées sur le même scénario de GES. À noter que pour identifier une projection climatique, il est essentiel de spécifier le scénario de GES utilisé de même que la période couverte en plus des modèles climatiques utilisés (p.ex. projection climatique du MRCC5 piloté par le membre 1 du CanESM5 basée sur le scénario de GES SSP3-7.0 pour la période 2041-2070). Cela est dû au fait que plus on progresse dans le 21ième siècle, plus les scénarios futurs de GES s’écartent les uns des autres. Cette nomenclature peut sembler rébarbative mais il est très important pour chaque usager de s’y conformer afin d’identifier avec précision toutes les projections climatiques utilisées dans ses travaux.
