I. La modélisation numérique du climat

Le système climatique fait intervenir des interactions nombreuses et complexes entre de multiples paramètres physiques, chimiques et biologiques tels que l'albédo, la puissance solaire reçue, l'activité biologique, la température, la teneur de l'atmosphère en gaz à effet de serre. Les relations entre ces paramètres sont décrites mathématiquement par des lois connues de la physique et de la chimie, ainsi que par des lois empiriques. Le système climatique peut donc être décrit à l'aide d'un grand système d'équations.

A l'aide d'outils informatiques, il est possible de résoudre numériquement ce système d'équation et donc de prédire l'évolution du système dans le temps. On peut par ce biais juger de l'impact de différentes mesures, telle que la réduction de l'émission de gaz à effet de serre, sur l'évolution probable du climat terrestre.

Dans un modèle climatique, l'atmosphère et le temps sont discrétisé. D'une part, l'atmosphère est découpée en mailles élémentaires. La taille de la maille définit la résolution spatiale du modèle. Le temps est quant à lui découpé en durée élémentaire, ce qui définit la résolution temporelle du modèle. Plus les résolutions spatiale et temporelle d'un modèle sont grandes, plus la quantité de calculs nécessaires pour réaliser des prédictions est importante. Le développement de supercalculateurs toujours plus puissants permet d'augmenter la précision et la fiabilité des prédictions.

Il est possible de juger de la fiabilité des modèles en comparant leurs prédictions à des évolutions connues du climats. Les modèles actuelles arrivent à rendre compte d'une manière très satisfaisante de l'évolution du climat passé, indiquant que leur prédiction du climat futur sont très crédibles.