La mousson mondiale est un élément essentiel du système de circulation atmosphérique mondial. Les variations des précipitations estivales dans la région de la mousson mondiale ont des répercussions importantes sur les ressources en eau douce, qui soutiennent environ deux tiers de la population mondiale. Il est très important de comprendre la variabilité de la mousson mondiale et de prévoir ses changements futurs, ce qui repose en grande partie sur les modèles climatiques.
Cependant, la génération actuelle de modèles climatiques présente souvent des biais prononcés dans les simulations de mousson mondiale. En particulier, les biais secs et humides observés dans les régions de mousson des hémisphères nord et sud dans les phases 3 et 5 du projet d’intercomparaison de modèles couplés (CMIP3) et CMIP5 persistent dans les modèles CMIP6, mais les raisons de ces biais restent obscures.
Des équipes de recherche de l’Institut de physique atmosphérique (IAP) de l’Académie chinoise des sciences (CAS) et du Pacific Northwest National Laboratory aux États-Unis tentent de développer un cadre de diagnostic pour identifier les sources des biais de simulation de la mousson mondiale du point de vue du transport d’énergie. Ce cadre se concentre sur les processus observés du transport d’énergie interhémisphérique qui sont étroitement liés aux précipitations estivales dans les régions de mousson de l’hémisphère nord et de l’hémisphère sud.
Durant l’été boréal, un contraste thermique interhémisphérique prononcé favorise un transport d’énergie statique humide plus fort vers le sud et vers le nord dans les niveaux supérieurs et inférieurs, respectivement, conduisant à une circulation de mousson plus vigoureuse et à des précipitations accrues dans l’hémisphère nord.
À l’inverse, pendant l’été austral, des processus similaires renforcent l’activité de la mousson dans l’hémisphère sud. Le transport d’énergie interhémisphérique est principalement déterminé par les différences interhémisphériques de flux énergétique net dans l’atmosphère, associées au flux radiatif descendant à ondes longues provenant du sommet de l’atmosphère et au flux radiatif ascendant à ondes longues provenant de la surface.
« En évaluant la compétence des modèles climatiques CMIP5 et CMIP6 dans le cadre de diagnostic du transport d’énergie interhémisphérique, nous avons révélé une amélioration du CMIP6 par rapport au CMIP5, qui est attribuée à une réduction des biais secs dans les simulations de mousson de l’hémisphère nord », a déclaré le Dr Chen Ziming, premier auteur de l’étude. « Ces améliorations sont liées à des biais négatifs plus faibles dans le rayonnement à ondes longues de surface descendant et le transport d’énergie vers le nord dans CMIP6 par rapport au CMIP5. »
« En démontrant les liens entre les biais des modèles de mousson et le transport d’énergie, nous soulignons que la reproduction précise du transport d’énergie atmosphérique global méridional est nécessaire pour une simulation efficace de la mousson globale. Cette découverte devrait fournir une référence utile aux développeurs de modèles climatiques pour l’amélioration et le développement de modèles climatiques de nouvelle génération », a déclaré le professeur Zhou Tianjun, auteur correspondant de l’étude.
L’étude est publiée dans Journal du climat.
Plus d’informations :
Ziming Chen et al., Comprendre les biais dans les simulations de mousson mondiale du point de vue du transport d’énergie atmosphérique, Journal du climat (2024). DOI: 10.1175/JCLI-D-23-0444.1