Les cycles climatiques créent de l’incertitude dans les précipitations en Californie

Au cours des 40 dernières années, les hivers en Californie sont devenus plus secs. C’est un problème pour les exploitations agricoles de la région, où les agriculteurs dépendent des précipitations hivernales pour irriguer leurs cultures. Déterminer si la Californie va continuer à se dessécher ou si la tendance va s’inverser a des implications pour des millions de ses habitants.

mais si loin, Modèles climatiques Ce compte pour les changements de gaz à effet de serre et d’autres activités humaines qui ont eu du mal à reproduire les tendances d’assèchement observées en Californie. Lorsque les modèles climatiques prédisent l’avenir ou simulent le passé, ils ne peuvent s’entendre sur les tendances à long terme des précipitations. Les chercheurs du Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) veulent savoir pourquoi ces résultats mitigés ne sont pas très utiles pour la planification future des ressources en eau.

Ruby Leung, camarade de classe de Patel et . a déclaré : monde atmosphérique au PNNL. « L’un des défis de la modélisation californienne est qu’à long terme cycles naturels affectent gravement les précipitations.

Ces cycles vont de longues années, comme El Niño et La Niña, à de longues décennies, comme l’oscillation interdécennale du Pacifique (IPO). Ils représentent la variation naturelle associée aux modèles de température de surface de la mer dans l’océan Pacifique et influencent les précipitations hivernales en Californie.

Mais quel rôle jouent-ils dans la production d’incertitudes dans les prévisions de précipitations en Californie ? Un gros, il s’avère. Les résultats de Leung et de l’équipe du PNNL montrent que les cycles naturels sont responsables de plus de 70 pour cent de l’incertitude dans les simulations de modèles des tendances des précipitations au cours des 40 dernières années. En isolant les effets des cycles naturels, les scientifiques peuvent se concentrer sur l’amélioration des modèles afin de réduire les incertitudes restantes liées à la façon dont les gaz à effet de serre et d’autres activités humaines affectent le climat.

Effet de groupe

Avec plus de puissance de calcul, les chercheurs peuvent désormais exécuter de grands ensembles de simulations appelées simulations de grands ensembles. Pour le produire, les chercheurs ont exécuté des modèles climatiques 40 à 100 fois avec de légères variations dans les conditions de départ. Puisque tout, sauf les conditions de départ, reste le même, ces groupes offrent une représentation unique de la diversité naturelle. Les centres de modélisation du monde entier exécutent également des simulations qui contribuent à plusieurs ensembles de modèles. Ceux-ci représentent l’incertitude totale due à la fois à la variance normale et à l’incertitude du modèle.

Leung et son équipe ont analysé trois simulations de masse générées par trois modèles climatiques différents et deux ensembles multi-modèles pour deux générations récentes de modèles climatiques. Ils voulaient identifier les sources d’incertitude dans les prévisions de précipitations en Californie. Ce qu’ils ont trouvé les a surpris.

L’équipe a découvert que les cycles climatiques naturels étaient responsables de près de 70 pour cent de l’incertitude totale dans modèles de simulation Tendances des précipitations en Californie au cours des quarante dernières années. Cela laisse 30 pour cent de l’incertitude sur la façon dont les modèles sont représentés influence humaine sur le climat.

« Nous savons que les cycles naturels ont des impacts significatifs sur le climat californien, mais nous ne pensions pas qu’ils domineraient à ce point l’incertitude globale des simulations climatiques », a déclaré Leung. « Ce résultat montre l’importance de simuler de grandes populations pour isoler l’influence humaine sur le climat, qui peut être faible par rapport aux cycles naturels dans certaines régions. »

Cycles naturels vs. Influences humaines

Parmi les cycles naturels qui affectent le climat californien, l’IPO est l’un des plus importants. Leurs phases de plusieurs décennies aident à déterminer si la Californie est sur une tendance de mouillage ou de séchage. Les découvertes de l’équipe soulignent son rôle principal dans le drainage de la Californie au cours des 40 dernières années.

À l’heure actuelle, les modèles climatiques ont des compétences limitées pour prédire la transition entre les phases de souscription, en particulier dans des décennies. Par conséquent, les prévisions futures des précipitations en Californie sont très incertaines en raison des cycles d’introduction en bourse.

Alors, où cela laisse-t-il les changements causés par l’homme, tels que le réchauffement climatique et l’augmentation des gaz à effet de serre ? Ils jouent toujours un rôle important dans la formation du climat et de la météo à l’avenir. À mesure que les gaz à effet de serre continuent de s’accumuler dans l’atmosphère et que la grande capacité calorifique de l’océan rattrape l’augmentation des températures, le réchauffement et ses effets deviendront plus prononcés.

« Le contraste naturel, comme une introduction en bourse, est comme un bruit de fond », a déclaré Leung. « Bien que ce bruit soit important, la réponse climatique à l’augmentation des concentrations de gaz à effet de serre est un signal qui augmente avec le temps. Concentrer nos efforts sur la réduction des désaccords sur ce signal est impressionnant, en particulier lorsque l’on regarde dans un avenir lointain. »

Comprendre comment les facteurs naturels et externes influencent les précipitations en Californie aide les chercheurs à mieux contextualiser leurs prévisions. Cette connaissance aide les concepteurs à expliquer pourquoi leurs modèles ratent la cible en simulant les tendances observées dans le passé. Les scientifiques peuvent alors communiquer des résultats plus précis aux personnes qui planifient l’avenir de l’eau en Californie.