A l’échelle des temps géologiques, le climat évolue en réponse à l’interaction des sphères internes (dynamiques mantellique et lithosphérique) et externes (dérive des continents et cycle du carbone).
L’histoire de la Terre est ainsi marquée par des changements paléogéographiques, incluant la formation et la dislocation de supercontinents, l’ouverture et la fermeture de bassins et passages océaniques, la surrection et l’érosion de chaînes de montagne, chacun des processus ayant des conséquences sur la physique et la dynamique du système climatique.
Le projet gen2212 « Modélisation du climat » s’appuie sur l’utilisation de modèles numériques de circulation générale pour comprendre et quantifier les mécanismes à l’origine de changements climatiques dont les échelles spatio-temporelles sont extrêmement variables allant du Cambrien (540 millions d’années avant notre ère) à l’Holocène (les 10,000 dernières années). Un pré-requis pour simuler le climat à ces échelles de temps est de pouvoir réaliser des simulations longues, i.e. multimillénaires, afin d’équilibrer les différents compartiments du système Terre.
Dans ce cadre, nous avons mis en place une version « rapide » du modèle Système Terre de l’IPSL, baptisée IPSL-CM5A2-VLR. Ce nouveau modèle diffère de la version précédente sur trois aspects : La parallélisation hybride MPI/OMP a permis de porter le code sur 672 cœurs et de calculer jusqu’à ~95 ans / jour, soit plus de 10 fois plus rapidement qu’avec la version précédente, IPSL-CM5A-LR. Le biais froid d’IPSL-CM5A-LR a été corrigé par un travail de tuning qui avait pour cible une température moyenne globale à 2 mètres de 13.5°C. Ce tuning a été réalisé via une modification des paramètres jouant sur la densité nuageuse, et donc leur effet radiatif.
Enfin, un travail a été réalisé pour générer de nouvelles grilles tripolaires pour le modèle d’océan permettant pour l’instant une utilisation du modèle pour le climat des 200 derniers millions d’années. IPSL-CM5A2 représente à lui seul près de 50 % de la demande d’heures du projet gen2212 pour 2019. Il est notamment utilisé pour comprendre les changements du climat au Crétacé en lien avec les changements de couverts végétaux et la dynamique océanique (figure), pour deux projets d’intercomparaisons de modèles pour les climats anciens (DeepMIP et PlioMIP), et pour des études de sensibilité aux changements de configuration du continent maritime (Indonésie) au Quaternaire.
Légende figure CM5A2_Cretace : Salinité et courants de surface simulés dans la composante océanique du modèle IPSL-CM5A2-VLR, pour une configuration Crétacé.
Légende figure Earth_Cretace : Vents et température à deux mètres simulés dans la composante atmosphérique LMDz du modèle IPSL-CM5A2-VLR, avec l’outil de visualisation « Earth », adapté du travail de Cameron Beccario. https://github.com/cambecc/earth.
Auteurs:
Pierre Sepulchre, Chargé de recherche CNRS - Véronique Giudicelli, Ingénieur de Recherche Université de Montpellier - Patrice Duroux, Ingénieur de Recherche CNRS, Karthik Kalyan, Ingénieur d’Etude contractuel CNRS, Marie-Paule Lefranc, Professeur Emérite Université de Montpellier - Sofia Kossida, Professeur Université de Montpellier. IMGT®, the international ImMunoGeneTics information system®, Laboratoire d'ImmunoGénétique Moléculaire, Institut de Génétique Humaine, IGH, UMR9002 CNRS-UM.