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Manabe, un prix Nobel capital pour l’étude du climat et de ses évolutions
20/10/2021Contributeur au 1er rapport du Giec en 1990, Syukuro Manabe vient de recevoir le prix Nobel de physique " pour la modélisation physique du climat de la Terre, pour en avoir quantifié la variabilité et prédit de façon fiable le réchauffement climatique ".
Un système climatique sous influence des gaz à effet de serre
L’augmentation des gaz à effet de serre et ses conséquences sur le climat présent et futur de notre planète font maintenant partie du débat public avec de nombreux enjeux pour le devenir de nos sociétés.
Syukuro Manabe, récompensé par le prix Nobel de physique 2021, a été l’un des premiers scientifiques à montrer le potentiel de la modélisation numérique pour effectuer des projections réalistes des modifications du système climatique sous l’influence d’une augmentation des gaz à effet de serre. Les modèles que nous utilisons actuellement à Météo-France pour la prévision du temps et du climat doivent beaucoup aux idées de Manabe. Il a montré qu’une modélisation réaliste des cycles énergétique et hydrologique du système Terre passe par une description cohérente des interactions existant entre l’ensemble de ses composantes (atmosphère, surfaces continentales, océan, banquise).
Des apports fondamentaux pour la modélisation du climat
En 1964, Manabe a développé un modèle très simple représentant le rayonnement atmosphérique, ses interactions avec les nuages et les principaux gaz (vapeur d’eau, gaz carbonique, ozone), ainsi que la convection humide permettant d’expliquer la climatologie des profils verticaux de température.
En 1967, il utilise ce modèle pour tester la réponse de l’atmosphère à un doublement de la concentration en dioxyde de carbone. Il simule ainsi un réchauffement de la troposphère (environ 2 °C) et un refroidissement de la stratosphère.
Dès 1969, il souligne la nécessité d’avoir une représentation réaliste des flux d’évaporation à la surface des continents. Ses modèles serviront de point de départ aux évolutions des modèles de climat représentant les interactions des surfaces continentales avec l’atmosphère, comme le schéma Isba développé par Joël Noilhan à Météo-France.
En 1975, Manabe réalise une première simulation de doublement du gaz carbonique dans un modèle de circulation générale. Les conclusions obtenues à l’époque restent cohérentes avec les simulations plus récentes, comme le réchauffement plus important des régions polaires et l’intensification du cycle hydrologique. Il publie, la même année, deux articles scientifiques décrivant un modèle couplé océan-atmosphère. C’est quinze ans plus tard que Météo-France se lancera, en collaboration avec le Cerfacs, dans cette même aventure de la modélisation couplée océan-atmosphère pour étudier les effets des gaz à effet de serre sur le changement climatique.
Les idées pionnières proposées par Manabe dans les années 1960, ont conduit à une modélisation complète des composantes du système Terre pour l’évolution future du climat et ont pu être poursuivies et affinées par l’augmentation des moyens de calculs informatiques et une meilleure compréhension des processus. Elles deviennent également une réalité en prévision numérique du temps à toutes les échelles.
