ClimatePrediction.net

ClimatePrediction.net
Surface: météorologie
Objectif: Prédiction du changement climatique
Opérateur: L'université d'Oxford
Pays: Grande Bretagne
Plate-forme: BOINC , propre client
Site Internet: http://www.climateprediction.net/
L'état du projet
Statut: actif
Démarrer: 12/09/2003
Finir: toujours actif

ClimatePrediction.net ( CPDN ) est un projet informatique volontaire de l'Université d'Oxford , avec lequel le climat pour les 50 à 100 prochaines années doit être calculé et ainsi des déclarations sur l'ampleur du réchauffement climatique peuvent être faites.

Les modèles climatiques imposent des exigences élevées en matière de performances du matériel informatique utilisé et ont traditionnellement été réservés aux superordinateurs et aux clusters les plus rapides . L'augmentation rapide des performances du matériel informatique disponible dans le commerce permet que de tels modèles puissent désormais également être exécutés sur des ordinateurs conventionnels comparativement bon marché dans un délai raisonnable. Le client ClimatePrediction.net utilise la capacité de calcul inutilisée d'un ordinateur pour calculer un modèle climatique.

Client CPDN BOINC en mode graphique

Objectifs du projet

Outre l'objectif direct d'utiliser un grand nombre de simulations pour prédire l'évolution du climat mondial dans les 50 à 100 prochaines années, ClimatePrediction.net souhaite également contribuer à l'amélioration des modèles climatiques utilisés. Il existe de grandes incertitudes dans les prévisions d'un modèle climatique, qui découlent d'une part du fait que toutes les relations et interactions dans le climat ne sont pas connues, et d'autre part des valeurs des paramètres utilisés. De nombreuses valeurs physiques sont connues pour avoir des effets importants sur le climat. Cependant, quelle plage de valeurs est possible et utile ne peut être trouvée que par l'observation et un grand nombre de tests. C'est là qu'intervient ClimatePrediction.net. Les ordinateurs participant au projet calculent avec des modèles climatiques paramétrés légèrement différents et aboutissent par conséquent à des résultats différents.

l'histoire

ClimatePrediction.net est basé sur un commentaire de Myles R. Allen intitulé «Do-it-yourself Climate prediction», qui a été publié en 1999 dans la revue Nature . Il a montré la possibilité d'exécuter des modèles climatiques modernes tels que HadCM3 sur des ordinateurs domestiques raisonnablement modernes afin de pouvoir réduire l'espace des paramètres. A cette époque, SETI @ home , l'un des premiers projets d'informatique distribuée, était sur toutes les lèvres. Quelqu'un pourrait dire plus tard à ses petits-enfants que c'est lui qui a calculé la prévision la plus précise de la température moyenne mondiale pour 2050 sur un ordinateur personnel de 1 650 $.

En l'an 2000, les partenaires du projet s'étaient trouvés, y compris les universités de Reading et d'Oxford et le British Met Office . Le projet fonctionnait à l'origine sous le nom de Casino-21 et a ensuite été renommé ClimatePrediction.net. Le lancement public avec un client pour Windows a eu lieu le 12 septembre 2003 . Le 26 août 2004, le projet a été converti en une nouvelle infrastructure basée sur le BOINC développé par l'équipe SETI @ home . Dans le même temps, des clients pour Linux et Mac OS ont été publiés pour la première fois.

L'avancement du projet

Plusieurs expériences sont menées dans le cadre du projet ClimatePrediction.net.

La première expérience a permis de réduire l'espace des paramètres. À cette fin, le modèle HadSM3 du British Hadley Center a été utilisé, qui est également utilisé pour les prévisions météorologiques commerciales en Grande-Bretagne (mais avec une résolution plus élevée). Ce modèle permet une simulation détaillée des processus atmosphériques, mais n'a qu'un océan simplifié. Chaque ordinateur participant fonctionne en trois phases l'une après l'autre avec ce modèle: Dans la première phase, le modèle est calibré . L'objectif principal est de calculer une valeur de flux thermique avec laquelle «l'océan fictif» peut être maintenu à une température constante. En outre, il convient de déterminer si les paramètres sélectionnés permettent un climat stable. S'il s'avère dans cette phase que le climat devient instable (au sens figuré, la terre devient une boule de glace ou est en ébullition), la simulation se termine à ce stade. Sinon, deux phases supplémentaires sont suivies dans lesquelles l'océan peut changer sa température, mais la teneur en CO 2 de l'atmosphère est maintenue constante. Dans la deuxième phase avec une teneur en CO 2 préindustrielle , la température moyenne globale devrait idéalement rester stable. Dans la troisième phase, le double de la teneur en CO 2 est utilisé. Le climat devrait se stabiliser à un nouveau niveau stable.

La deuxième expérience a débuté en 2005. Un nouveau modèle climatique avec un océan entièrement simulé a été utilisé (initialement HadCM3). Dans le cadre de cette expérience, le climat pour les années 1950 à 2000 a été calculé. Au cours de cette période, il est connu à partir de documents comment le climat s'est développé. Les combinaisons de conditions de départ et de paramètres ont été recherchées pour lesquelles la prévision était la plus proche du développement climatique réel. Les modèles ont été classés dans un classement basé sur leurs résultats.

La troisième expérience, active depuis février 2006, est une prévision réelle pour les années 2000 à 2100. Les résultats des différentes combinaisons de modèles sont à nouveau pondérés à l'aide du classement. Le résultat devrait être une prédiction relativement précise de ce qui, selon les règles de probabilité, arrivera au climat dans les 100 prochaines années. De plus, des modèles spéciaux sont envoyés à un certain nombre d'ordinateurs sélectionnés entre les deux, par exemple avec une simulation du cycle du soufre.

Projets parallèles

En plus du projet principal, le CPDN gère également deux projets parallèles qui utilisent également l' infrastructure BOINC .

Le projet d'attribution saisonnière a été lancé en août 2005, dans le but d'étudier l'impact du changement climatique d'origine humaine sur les tempêtes locales . À titre d'exemple d'un tel événement climatique local extrême, on utilise l' automne 2000 extrêmement pluvieux sur l' Angleterre et le Pays de Galles , qui a provoqué des inondations dans de vastes régions de Grande-Bretagne.

Le deuxième projet parallèle était l' expérience de la BBC sur le changement climatique , qui a été lancée en coopération avec le radiodiffuseur britannique BBC et visait à simuler le climat mondial dans son ensemble pour la période de 1920 à 2080. Les premiers résultats des simulations étaient prévus pour mai 2006 sous forme de documentation de la BBC pour publication.

Premiers résultats

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Le 27 janvier 2005, l'équipe du CPDN a publié ses premiers résultats dans le magazine scientifique Nature. Les résultats de 1148 simulations «stables» indiquent un réchauffement climatique de 2 au mieux à un maximum de 11,5 ° C avec un doublement de la teneur en CO 2 dans l'atmosphère. Cette plage est nettement plus grande que la sensibilité climatique de 2 à 4,5 ° C, qui a été prédite par les modèles utilisés dans le quatrième rapport du GIEC . L'analyse des résultats suggère que les modèles CPDN, ​​qui ont calculé des changements de température très élevés, ne sont pas des valeurs aberrantes qui peuvent être complètement exclues, mais qui sont très improbables. Cependant, ils montrent ce qui est possible en principe. Le fait que le climat réagisse beaucoup plus sensible que précédemment calculé avait en effet été considéré comme possible par diverses études, mais le CPDN est le premier projet dans lequel cette possibilité est effectivement montrée dans les résultats de l'ensemble de test.

Des études ultérieures ont pu préciser qu'une augmentation de la température moyenne mondiale de plus de 4,5 ° C se produit avec un doublement de la concentration de CO 2 avec une probabilité d'au plus 5%.

Développements futurs

Pour l'avenir, il est prévu d'inclure dans le projet d'autres modèles climatiques ne provenant pas du Hadley Center, ou d'améliorer les modèles existants ou de les exploiter avec une résolution plus élevée. Seule une petite partie des données de résultats actuellement sur les clients est en fait évaluée scientifiquement. À l'avenir, il est prévu d'utiliser ces précieux résultats pour réaliser d'autres évaluations qui ne sont pas directement liées au projet ClimatePrediction.net.

Preuve individuelle

  1. ↑ Allen, Myles (1999): Do-it-yourself Climate Prediction , in: Nature, Vol.401, 14 octobre, p. 642 (PDF; 54 kB)
  2. ↑ site web du projet (angl.)
  3. ↑ Stainforth et coll. (2005): Incertitude dans les prévisions de la réponse du climat à la hausse des niveaux de gaz à effet de serre , dans: Nature, vol. 433, 27 janvier, p. 403–406 (PDF; 738 ko)
  4. ↑ Annan, JD et JC Hargreaves (2006): Utilisation de multiples contraintes basées sur l'observation pour estimer la sensibilité climatique , ébauche du 30 janvier (PDF) ( Mémento du 8 juillet 2011 dans les archives Internet )

liens web