Simulations climatiques avec le MRCC5 sur l'Arctique, avec correction des températures de la surface de la mer

L’Arctique se réchauffe 2 à 3 fois plus rapidement que la moyenne du globe. Il est vital de pouvoir faire des projections du climat futur pour les études d’impact et d’adaptation; celles-ci sont réalisées avec l’aide des modèles du climat. Le modèle utilisé dans cette étude est la cinquième version du modèle régional canadien du climat (MRCC5). 

On prépare 2 séries des projections futures en utilisant, d’une part l’approche traditionnelle en 2 étapes (MCGC-MRC), et d’autre part une nouvelle approche en 3 étapes (MCGC-MCGA-MRC) avec une correction empirique des biais systématiques des températures de la surface de la mer. Avant de calculer les projections climatiques du futur, il est nécessaire d’évaluer la performance du modèle dans passé.

• Évaluer la performance du modèle MRCC5 dans le passé afin de quantifier les biais structuraux du modèle lorsque le MRCC5 est piloté par les réanalyses, ainsi que l’influence des erreurs des conditions aux frontières lorsque le MRCC5 est piloté par des simulations d’un MCGC

• Étude de sensibilité : Évaluer l’effet de la méthode du pilotage spectral des grandes échelles, lorsque le MRCC5 est piloté par les réanalyses

• Évaluer effet de l’approche en 3 étapes

• Calculer les changements climatiques projetés avec l’approche en 3 étapes, puis avec l’approche en 2 étapes

• Comparer les simulations du MRCC5 pilotées par les réanalyses (hindcast) aux observations disponibles 

• Comparer les simulations du MRCC5 pilotées par les réanalyses (hindcast) avec et sans pilotage spectral des grandes échelles

• Comparer la simulation historique du MRCC5 pilotée par le MCGC à celle pilotée par les réanalyses

• Comparer les simulations historiques du MRCC5 pilotée par le MCGC, l’une avec l’approche en 2 étapes, l’autre en 3 étapes 

• Évaluer le changement climatique projeté selon le scénario RCP 8.5 avec l’approche en 2 étapes et l’approche en 3 étapes

Le MRCC5 a montré une bonne aptitude à simuler les caractéristiques générales du climat historique (1981-2010), en particulier la circulation atmosphérique. La méthode de pilotage spectral des grandes échelles n’a pas d’effet important sur la région arctique. Les analyses ont montré que l’approche de réduction d'échelle dynamique en 3 étapes avec correction des biais systématiques des températures de la mer a peu d’effet sur l'Arctique.

Pour toutes les variables, les patrons de changements climatiques projetés pour la période future proche (2041-2070) sont similaires aux projections du futur éloigné (2071-2100), mais les changements sont plus importants dans le futur éloigné. Les projections futures avec les approches en 2 et 3 étapes sont plutôt semblables. Selon ces simulations à la fin du 21e siècle réalisées par le MRCC5 piloté par le MCGC MPI, la concentration de la glace de mer dans l'océan Arctique en automne se réduira de 60 à 100%, le changement minimal de la concentration de la glace de mer étant prévu pour le printemps, avec une réduction de 20%. Il y a deux régions près des mers de Kara et de Chukchi qui montrent le premier signe de la réduction de la glace de mer pendant le printemps et l'hiver. La hausse maximale projetée de la température de la surface de la mer est de 16˚C dans la zone de la perte de glace pendant l'été. Pour la T2m (veuillez voir figure ci-dessous), le réchauffement est plus marqué en hiver (autour de 22˚C) aux deux mêmes endroits où il y a la plus grande réduction de la glace de mer (mers de Kara et de Chukchi). Comme attendu, en raison d'une température plus élevée et d'une quantité de vapeur d'eau plus élevée dans l'atmosphère au cours des décennies à venir, une augmentation de 0.5 à 2 mm/jour de la précipitation est projetée par le MRCC5.

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