Ce logiciel est basé sur des travaux réalisés par Météo France. Il permet de prédire les températures en tenant compte de variables d'ajustement comme le choix de l'état initial ou les émissions de \text{CO}_2. Il permet donc de comprendre quels paramètres ont fait varier la température dans le passé, ou de modéliser son évolution future.

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A
Choix de l'état initial

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Capture d'écran : panneau de commandes avec boutons 'Nouvelle simulation', 'Superposer' et 'Enregistrer l'état final'.

« Superposer » permet de rajouter une nouvelle simulation par-dessus la précédente pour pouvoir les comparer. Il est conseillé de ne modifier qu'un seul type de paramètres à la fois.

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Capture d'écran : choix de l'état initial (2007 ou 1750) avec boutons radio.

Choix permettant de fixer une concentration en \text{CO}_2 et une température données

Schéma illustrant les param�ètres astronomiques, les émissions de CO2 et les rétroactions climatiques.

Trois onglets successifs permettant de déterminer les paramètres qui font varier la température

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B
Choix des paramètres astronomiques

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Paramètre	Signification /Conséquences	Valeur actuelle	Variations au cours du dernier million d'années
Distance Terre-Soleil	Plus la Terre est proche du Soleil, plus il fait chaud.	150 \times 10^6 km	Stable à courte échelle de temps
Puissance solaire	L'énergie produite par le Soleil varie de façon acyclique.	1{,}3 W·m^-2	\pm \ 0{,}2 %
Excentricité	Plus l'excentricité est faible plus l'orbite est circulaire. Une excentricité élevée se traduit par des saisons marquées dans un hémisphère et peu marquées dans l'autre.	0{,}017	0{,}005 à 0{,}058
Obliquité	Plus l'obliquité (de l'axe de rotation de la Terre par rapport au plan de l'écliptique) est grande, plus les saisons sont marquées.	23{,}44 °	14{,}9 ° à 35{,}5 °
Précession des équinoxes	Variation de la date de changement de saison : à 90 ° l'été dans l'hémisphère Nord coïncide avec la position la plus éloignée du Soleil (les saisons sont alors peu marquées), à 270 ° c'est l'inverse.	102{,}7 °	90 ° à 270 °

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Schéma illustrant les cycles de Milankovitch : excentricité (100 000 à 400 000 ans), précession (26 000 ans) et inclinaison (41 000 ans).

Illustration des paramètres astronomiques de Milankovitch

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C
Des émissions de \text{CO}_2

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Il existe sur « SimClimat » deux modes pour choisir les émissions de \text{CO}_2 :

« Fixer la concentration de \text{CO}_2 ». Ce mode permet de voir les évolutions qui se produisent pour une teneur stabilisée, en \text{CO}_2. Elle n'a de sens que si on prend en compte les cycles de rétroaction (onglet suivant), sans quoi la simulation donnera une absence de variation de tous les paramètres. La teneur en \text{CO}_2 de l'atmosphère se mesure en ppm (parties par millions, en volume) et est en 2019 de 400 ppm environ (la valeur donnée par SimClimat comme « actuelle » est dépassée).
« Fixer les sources et puits de \text{CO}_2 ».Ce mode permet de voir évoluer la teneur en \text{CO}_2 et les paramètres qui en découlent pour un débit donné d'émissions de \text{CO}_2. Le chiffre fourni est un chiffre brut : une partie de ce \text{CO}_2 est absorbé par les océans et la biosphère (voir onglet suivant). Les émissions anthropiques en 2016 se chiffrent à 32 Gt de \text{CO}_2/an soit 8,7 Gt de carbone/an (le carbone représente 27 % de la masse d'une molécule de \text{CO}_2).

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Capture d'écran simulation climatique : paramètres émissions anthropiques, volcanisme, stockage biologique CO2 modifiables.

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D
Prise en compte des rétroactions

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Les rétroactions contribuent à faire des changements climatiques des phénomènes auto-entretenus et irréversibles.

L'albédo est une valeur reflétant la quantité de rayonnement solaire qui est réfléchie, en particulier par les surfaces claires comme la glace.

L'absorption de \text{CO}_2 par les océans : plus l'eau est chaude, moins le gaz s'y dissout (y est absorbé).

La vapeur d'eau est un gaz à effet de serre, dont la teneur dans l'atmosphère dépend de la température.

Il est également possible de ne pas tenir compte des boucles de rétroaction, mais de considérer pour simplifier une absorption du \text{CO}_2 par les océans et la biosphère proportionnelle à la teneur en \text{CO}_2, soit respectivement 20 % et la biosphère 30 % (en réalité, ce pourcentage varie en fonction de la température).

Voir chapitre 2

page 35

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Enseignement scientifique Terminale - 2024

Utiliser le logiciel Simclimat

AChoix de l'état initial

BChoix des paramètres astronomiques

C Des émissions de \text{CO}_2

D Prise en compte des rétroactions

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Choix des paramètres astronomiques

C
Des émissions de \text{CO}_2

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Prise en compte des rétroactions