Découvrez les données les plus récentes des modèles climatiques mondiaux, le 6e projet d’intercomparaison des modèles couplés (CMIP6).
Renseignez-vous sur la plus récente phase du Projet d’intercomparaison de modèles couplés (CMIP6). Les données du CMIP6 sont les plus récentes données de modèles climatiques mondiaux disponibles sur Donnéesclimatiques.ca. Explorez divers sujets, dont les différences entre les expériences de modélisation du CMIP5 et du CMIP6, et les scénarios d’émissions basés sur les trajectoires communes d’évolutions socioéconomiques (SSP).
Le CMIP6 est la plus récente phase de collaboration dans le cadre du CMIP. Les données du CMIP6 sont les plus récentes données de modèles climatiques mondiaux disponibles. Scientifiquement robustes, ces données constituent la base des rapports d’évaluation du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC).
Le Projet d’intercomparaison de modèles couplés (CMIP) est une collaboration scientifique internationale s’inscrivant dans le Programme mondial de recherche sur le climat de l’Organisation des Nations Unies. Des équipes de modélisation climatique de partout dans le monde y participent. Le CMIP établit le protocole de conception expérimentale et recommande des ensembles d’expériences de base que la communauté de modélisation climatique doit exécuter. L’objectif du CMIP est de mieux comprendre les changements climatiques passés, présents et futurs en évaluant les performances des modèles au cours de la période historique et en quantifiant les causes des variations des projections futures. La collaboration CMIP conçoit un ensemble de simulations standard pour permettre une comparaison croisée des résultats afin de détecter les points de convergence et de divergence des modèles. La méthode du CMIP nous permet de mieux comprendre la modélisation du climat, d’améliorer les modèles et de développer des projections climatiques scientifiquement solides.
Quarante-neuf groupes de modélisation climatique, exploitant 100 modèles climatiques, participent à cette dernière phase du CMIP. À titre de comparaison, le CMIP5 comprenait 40 modèles climatiques mondiaux créés par 20 groupes de modélisation du climat.
Les modèles CMIP6 sont généralement plus complexes (ont plus de composants) et ont une résolution spatiale plus fine, représentant l’atmosphère, les océans et les processus à petite échelle (tels que les nuages, la vapeur d’eau et les aérosols) de manière plus détaillée. Cette augmentation de la résolution spatiale signifie, entre autres, que la représentation de la température et des précipitations dans les zones montagneuses est améliorée par rapport aux simulations CMIP5.
Une autre différence importante entre le CMIP5 et le CMIP6 concerne les scénarios d’émissions servant à prévoir les niveaux futurs de changements climatiques mondiaux. Les scénarios du CMIP5 se basaient sur les profils représentatifs d’évolution de concentration (RCP), tandis que le CMIP6 utilise un ensemble amélioré de scénarios reposant sur les trajectoires communes d’évolution socioéconomique (SSP). Ces dernières viennent compléter les RCP en explorant de manière normalisée les conditions socioéconomiques sous-tendant divers niveaux d’émissions. Si certains RCP et SSP présentent approximativement la même augmentation du forçage radiatif d’ici la fin du siècle (par exemple, RCP8.5 et SSP5-8.5), il existe des différences dans les émissions de GES associées à chacune de ces trajectoires d’émissions.
Enfin, certains modèles du CMIP6 ont une sensibilité du climat à l’équilibre plus élevée que celle des modèles du CMIP5. Voir ci-dessous pour une description de la sensibilité climatique.
Différents modèles climatiques ont différentes résolutions spatiales. Au fil du temps, la résolution a généralement augmenté avec l’amélioration des techniques de modélisation climatique et les progrès en matière de technologie informatique. Par exemple, pour les expériences de scénarios explorant l’évolution du climat futur en réponse à un changement des émissions de gaz à effet de serre (GES), le modèle français IPSL-CM5-LR (utilisé dans CMIP5) avait une résolution de 1,9° de latitude x 3,75° de longitude. La dernière version de ce modèle (IPSL-CM6A-LR) utilisé dans CMIP6 a une résolution de 1,25° de latitude x 2,5° de longitude. Cependant, certains centres de modélisation climatique ont choisi de conserver la même résolution, par exemple, CanESM2 (CMIP5) et CanESM5 (CMIP6) du Centre canadien de modélisation et d’analyse du climat ont tous deux une résolution spatiale de 2,8° de latitude x 2,8° de longitude.
Les jeux de données CMIP5 et CMIP6 sur Donnéesclimatiques.ca ont été réduits à la même résolution spatiale, soit environ 6 x 10 km (0,0833° de latitude x 0,0833° de longitude).
La modélisation du climat futur dans CMIP6 est basée sur un ensemble actualisé de scénarios d’émissions futures. Les exécutions des modèles CMIP5 étaient basées sur quatre profils représentatifs d’évolution de concentration (RCP), et sur les concentrations de gaz à effet de serre (GES) qui y ont été associées, à compter de 2006. Celles du CMIP6 utilisent les concentrations de GES découlant des trajectoires communes d’évolution socioéconomique (SSP), qui lient les niveaux d’émissions aux conditions socioéconomiques à partir de 2015.
Les modèles CMIP5 ont servi de base au cinquième rapport d’évaluation (AR5) du GIEC publié en 2013 ; toutefois, ces expériences des modèles ont été lancées un certain nombre d’années avant d’être présentées dans l’AR5. Les efforts de modélisation pour CMIP6 ont commencé peu après la publication du AR5 et ont été présentés dans le sixième rapport d’évaluation (AR6 ; 2021). Les premières expériences CMIP5 ont donc suivi les émissions de GES observées jusqu’en 2005, tandis que les expériences CMIP6 plus récentes ont suivi les émissions de GES observées jusqu’en 2014.
Une étude canadienne récente a montré que si les simulations de climat futur du CMIP5 et du CMIP6 sont qualitativement similaires pour le Canada, les simulations du CMIP6 présentent des changements de température (moyenne et extrême) et de précipitation (extrême) plus importants d’ici la fin du siècle. Dans une autre étude à l’échelle mondiale, on prévoit que les événements extrêmes de température et de précipitation vont être plus fréquents et plus intenses dans les simulations du CMIP6.
Ces résultats peuvent s’expliquer en partie par les différences de forçage des GES entre les scénarios à fortes émissions – SSP5-8.5 (CMIP6) et RCP8.5 (CMIP5) – et en partie par le fait que certains des modèles du CMIP6 présentent une sensibilité climatique plus élevée, comme a été expliqué ci-dessous.
Pour plus de détails, voir :
Sobie SR, Zwiers FW, Curry CL (2021): Climate model projections for Canada: A comparison of CMIP5 and CMIP6. Atmosphere-Ocean 59: 269-284. https://doi.org/10.1080/07055900.2021.2011103
Li C, Zwiers F, Zhang X, Li G, Sun Y, Wehner M (2021): Changes in annual extremes of daily temperature and precipitation in CMIP6 models. Journal of Climate, 34(9), 3441–3460. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-19-1013.1
La sensibilité du climat se rapporte à l’importance du réchauffement projeté au moment où le système climatique atteint l’équilibre après un doublement instantané du CO2 atmosphérique. L’augmentation de la température moyenne mondiale lorsque cet état d’équilibre est atteint est utilisée comme mesure pour décrire la façon dont les modèles répondent aux changements des forçages. Les modèles à sensibilité climatique élevée prévoient un réchauffement plus important en réponse au même forçage que ceux à sensibilité climatique faible.
Certains des modèles CMIP6 (y compris le modèle canadien, CanESM5) ont une sensibilité climatique à l’équilibre plus élevée que les modèles utilisés dans CMIP5. Cela est dû en partie aux améliorations apportées à la modélisation dans CMIP6, comme une résolution spatiale plus élevée et une meilleure physique des nuages. D’autres recherches sont en cours pour étudier ces résultats, ce qui est une partie normale du processus scientifique.
Pour plus de détails, voir:
Sobie SR, Zwiers FW, Curry CL (2021): Climate model projections for Canada: A comparison of CMIP5 and CMIP6. Atmosphere-Ocean 59: 269-284. https://doi.org/10.1080/07055900.2021.2011103
Les simulations des modèles climatiques de la période historique ne correspondent pas aux données historiques observées car les modèles climatiques sont des représentations imparfaites du système terrestre. Chaque simulation du modèle sera différente, et il est important de prendre en compte plusieurs exécutions du modèle, car chaque exécution est une représentation possible du climat et de sa variabilité naturelle.
Il est toutefois important de noter que les moyennes et les variations climatiques mensuelles, saisonnières et annuelles sont similaires entre les climats historiques simulés et observés lorsque l’on considère les moyennes régionales ou à plus grande échelle.
Étant donné que les modèles et les observations météorologiques ne représentent généralement pas les informations aux mêmes échelles spatiales, il est important d’utiliser les données historiques modélisées lors des comparaisons directes avec les données futures modélisées.
Oui, l’échelle des données du CMIP6 est réduite selon la même méthode (appelée BCCAQV2) utilisée pour l’échelle des données du CMIP5. Le site Web du Pacific Climate Impacts Consortium (en anglais seulement) donne plus d’informations sur la réduction d’échelle des données des modèles climatiques mondiaux.
Cela dépend. Bien que les modèles climatiques CMIP6 incluent généralement davantage de processus climatiques, qu’ils aient été exécutés à des résolutions spatiales plus élevées et qu’ils utilisent des scénarios d’émissions actualisés, il n’existe pas de modèle climatique mondial «parfait». Presque tous les modèles CMIP6 s’inspirent de ceux utilisés dans CMIP5, et les résultats des modèles CMIP6 présentent de nombreuses similitudes avec ceux de CMIP5.
Les données du CMIP5 sont toujours valables et peuvent être utilisées pour explorer les climats futurs possibles. Les modèles CMIP5 et CMIP6 reposent tous deux sur des scénarios d’émissions présentant des niveaux comparables de forçage radiatif à la fin du siècle (2100).
Il est toutefois recommandé d’employer le CMIP6 pour les nouveaux travaux nécessitant des projections climatiques futures et d’examiner les similitudes/différences avec le CMIP5. La comparaison entre le CMIP5 et le CMIP6 indiquera s’il existe des différences significatives entre les deux séries de projections et si vous devez mettre à jour les travaux qui ont utilisé les projections de CMIP5.
Actuellement, aucune date n’a été fixée pour le retrait de l’accès aux données du CMIP5 sur Donnéesclimatiques.ca. Cependant, à un moment donné, les données CMIP5 seront retirées et les données CMIP6 seront utilisées exclusivement. Les données CMIP5 resteront disponibles sur les sites Web de la Division de la recherche climatique (ECCC) et sur les sites de DataMart, ainsi que sur l’API GeoMet.
Les ensembles de données du CMIP s’insèrent dans un processus collaboratif auquel participent de nombreux groupes et chercheurs de partout dans le monde qui sont spécialisés en modélisation climatique. Leur élaboration peut prendre plusieurs années. Les nouveaux ensembles sont généralement mis à jour et publiés tous les cinq à huit ans.
Les ensembles de données sont produits par étapes dans le but d’enrichir, d’améliorer et d’harmoniser notre compréhension de la modélisation climatique ainsi que d’appuyer les évaluations nationales et internationales des changements climatiques, ce qui comprend les rapports d’évaluation du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) de l’Organisation des Nations Unies, ainsi que les rapports du Canada dans un climat en changement.
Les trajectoires communes d’évolution socioéconomique (SSP) ont servi à produire la toute dernière génération de scénarios d’émissions de gaz à effet de serre (GES). Elles explorent de manière systématique les tendances socioéconomiques potentielles du siècle à venir et quantifient l’effet de celles-ci sur les émissions de GES. Leurs résultats (les émissions) servent d’intrants pour l’exécution des modèles climatiques et la projection des niveaux de changements climatiques.
Vous trouverez de plus amples informations sur les SSP ci-dessous et ici.
L’ensemble de scénarios futurs utilisés dans le CMIP6 couvre un plus large éventail de trajectoires potentielles d’émissions de gaz à effet de serre (GES) que celui utilisé dans le CMIP5.
Il est possible d’associer de multiples scénarios d’émissions à chaque SSP. En raison des ressources importantes nécessaires pour exécuter plusieurs expériences de modélisation climatique, seules quelques SSP sont réellement utilisées pour les simulations. Les trajectoires choisies visent à couvrir tout l’éventail des scénarios d’émissions possibles.
Pour permettre la comparaison entre CMIP5 et CMIP6, les trois scénarios basés sur les SSP correspondant aux RCP les plus utilisés (2.6, 4.5 et 8.5) ont été choisis par la communauté des modélisateurs du climat (RCP2.6 – SSP1-2.6, RCP4.5 – SSP2-4.5 et RCP8.5 – SSP5-8.5). D’autres ont été ajoutés pour explorer comment le climat peut changer en réponse à différentes conditions sociales et économiques. Par exemple, SSP1-1.9 a été introduit pour explorer un monde dans lequel les facteurs sociaux et économiques signifient qu’il y a de bonnes chances d’atteindre l’objectif «aspirationnel» de l’Accord de Paris (c’est-à-dire une augmentation de la température mondiale inférieure à 1,5 °C), tandis que SSP3-7.0 a été choisi pour représenter l’extrémité moyenne à élevée de la gamme des trajectoires de forçage futur.
Les scénarios basés sur les SSP de même que les RCP décrivent les émissions de gaz à effet de serre (GES) au cours du siècle à venir.
Les scénarios basés sur les SSP constituent un raffinement des scénarios de concentration des GES précédents désignés sous l’acronyme RCP. Les RCP ont été explicitement conçus pour que la communauté de la modélisation climatique puisse explorer les effets de différentes trajectoires d’émissions ou concentrations d’émissions (qui donnent lieu à diverses valeurs de forçage radiatif). Les caractéristiques socioéconomiques qui ont servi à définir les RCP ne sont pas normalisées, ce qui rend difficile d’associer les changements sociétaux (p. ex. population, éducation, politiques gouvernementales) aux cibles climatiques (p. ex. maintien du réchauffement climatique bien au-dessous de 2 °C). Les SSP règlent ce problème en établissant la façon dont les choix sociétaux peuvent mener à des changements du forçage radiatif d’ici la fin du siècle (2100). Ainsi, les SSP sont un développement des RCP visant à permettre la comparaison normalisée des choix d’une société et des niveaux de changements climatiques qui en découlent.
DonnéesClimatiques.ca fournit des projections climatiques à une échelle spatiale qui convient mieux à la prise de décisions que les modèles climatiques mondiaux. Pour les obtenir, il faut d’abord réduire l’échelle des données du CMIP6 afin de leur donner une résolution spatiale plus fine, ce qui demande du temps et des ressources informatiques. Jusqu’à présent, les travaux de réduction d’échelle se sont axés sur les SSP comparables aux RCP disponibles sur DonnéesClimatiques.ca (RCP du CMIP5). Ce choix facilitera la comparaison des résultats entre les projections des modèles du CMIP5 et du CMIP6.
Certains centres de modélisation n’ont pas fourni de données pour certains des scénarios d’émissions basés sur les SSP, ce qui signifie que les résultats disponibles ne sont pas considérés comme suffisamment représentatifs de la gamme des climats futurs possibles selon la trajectoire en question. Dans ce cas, les résultats n’ont pas été réduits à une échelle plus fine.
Il est possible que des projections supplémentaires d’autres scénarios d’émissions basés sur les SSP, mises à l’échelle, soient disponibles à une date ultérieure.
Alors que les SSP étaient en cours d’élaboration au même moment que les RCP, ils n’étaient pas prêts à temps pour le CMIP5, mais ont été utilisés dans le CMIP6. La réduction d’échelle des données du CMIP6 à une résolution spatiale plus fine et plus adaptée à la prise de décision a également pris du temps.
Les SSP tiennent systématiquement compte d’un large éventail de facteurs influençant les émissions mondiales (comme la croissance de la population, les niveaux de scolarité mondiaux et le développement économique), ce qui permet de comparer de manière normalisée les risques et les retombées pour la société ainsi que les défis en matière d’adaptation et d’atténuation. En plus, les mesures d’atténuation peuvent être superposées au récit socio-économique global d’un SSP pour évaluer son efficacité dans la réduction des émissions mondiales.
Oui, les RCP sont encore valides.
Cependant, les SSP permettent de mieux comprendre les liens entre les facteurs socioéconomiques et les changements climatiques. Notre connaissance du système climatique évolue constamment; en utilisant l’ensemble le plus récent de scénarios d’émissions, les spécialistes s’assurent que leurs travaux se fondent sur l’information climatique disponible la plus à jour.
La complexité du système climatique, des modèles climatiques et des facteurs humains ne permet pas d’établir exactement la façon dont le climat changera à l’avenir. Ce qui est certain, c’est que le climat futur sera différent du climat passé. Il est essentiel de prendre des mesures pour atténuer les changements climatiques, car un certain réchauffement est désormais incontournable. En évaluant plus d’un avenir potentiel, les planificateurs et les décideurs peuvent améliorer notre préparation à un éventail de possibilités.
Il est important de se poser deux questions avant de sélectionner les SSP : Premièrement, quels éléments du projet sont vulnérables aux changements climatiques ? Deuxièmement, quel niveau de risque est acceptable?
Prenons par exemple un danger environnemental rare, mais dommageable, dont les conséquences pourraient être très graves et possiblement avoir des effets sur divers facteurs comme la sécurité alimentaire locale, le PIB national et la sécurité publique. Dans un tel cas, on pourrait juger qu’il en vaut la peine d’assumer le coût d’adaptation du scénario SSP5-8.5 (à fortes émissions) jusqu’à la fin du siècle. Dans d’autres circonstances, quand les conséquences sont moins graves ou que la probabilité de l’événement dommageable est faible, il pourrait être superflu ou non économiquement viable d’adapter ce scénario. Mais, quels que soient le projet et la justification, la question du niveau de risque acceptable est complexe et nécessite certainement de discuter avec les divers partenaires et groupes concernés pour comprendre le vaste éventail des répercussions et implications potentielles.
Il faut aussi tenir compte de l’horizon de planification du projet. Sur des périodes relativement courtes (dans la prochaine décennie), la plage de changements climatiques résultant des différentes SSP est petite. Le choix du SSP est donc moins crucial. Par contre, les scénarios divergent rapidement au milieu du siècle, révélant divers niveaux de changements climatiques.
Dans le cas d’applications non directement liées à l’adaptation, lorsque déterminer la vulnérabilité et le risque n’est pas une part importante du projet, le choix du SSP peut être fondé sur d’autres facteurs. Par exemple, le scénario SSP5-8.5 décrit le réchauffement climatique le plus élevé, et présente donc le plus grand rapport entre le signal de changement climatique et le bruit dû à la variabilité du climat. Pour les projets de recherche visant à trouver une corrélation entre les changements climatiques et un autre événement, ce scénario pourrait être le meilleur choix, car le signal climatique y est le plus fort.