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Using GENIE to study a tipping point in the climate system
Using GENIE to study a tipping point in the climate system
Introduction à l'article
GENIE (Grid ENabled Integrated Earth system) est un modèle qui permet d'étudier les possibilité d'un "tipping point" au niveau climatique. Lorsque l'on parle de "tipping point", cette idée laisse supposée que de petits changements peuvent avoir des conséquences plus ou moins forte à une échelle globale. Un des archétypes les plus connus de ce changement concerne la circulation des océans (THC), notamment Atlantique. Dans cette exemple, il existe deux états stable, appelé "on" et "off" et une bifurcation intermédiaire qui reflète la complexité de la stabilité de ce module lorsque celui ci n'est pas sur l'un des deux états stables. Un apport d'eau douce dans l'Atlantique Nord pourrait causer ce bouleversement mais il semblerait que d'autres paramètres pourraient entrer en jeux, puisque si l'on considère que l'eau douce, alors la circulation serait déjà en déséquilibre. Dans cette étude ils ont donc utilisé le modèle GENIE pour apporter des informations supplémentaire pour la THC.
GENIE (Grid ENabled Integrated Earth system) est un modèle qui permet d'étudier les possibilité d'un "tipping point" au niveau climatique. Lorsque l'on parle de "tipping point", cette idée laisse supposée que de petits changements peuvent avoir des conséquences plus ou moins forte à une échelle globale. Un des archétypes les plus connus de ce changement concerne la circulation des océans (THC), notamment Atlantique. Dans cette exemple, il existe deux états stable, appelé "on" et "off" et une bifurcation intermédiaire qui reflète la complexité de la stabilité de ce module lorsque celui ci n'est pas sur l'un des deux états stables. Un apport d'eau douce dans l'Atlantique Nord pourrait causer ce bouleversement mais il semblerait que d'autres paramètres pourraient entrer en jeux, puisque si l'on considère que l'eau douce, alors la circulation serait déjà en déséquilibre. Dans cette étude ils ont donc utilisé le modèle GENIE pour apporter des informations supplémentaire pour la THC.
Expériences de l'article
Ils ont utilisé le modèle GENIE qui permet des constructions flexibles par rapport à des modèles de systèmes climatiques alternatifs. Ce modèle ultra-complexe permet :
l'utilisation d'un algorithme d'optimisation multi-objectif qui implique une évaluation des réponses des modèles de surfaces suivant l'exécution d'une multitude de simulations du système planétaire.
permet aussi une étude collaborative sur un large panel de simulations , avec la mise en place de point d'enregistrement permettant de revenir à des phases pour modifier les paramètres.
Pour retrouver l'existence d'un "tipping point" pour les océans, ils ont lancé une simulation avec GENIE-2.
Ils ont utilisé le modèle GENIE qui permet des constructions flexibles par rapport à des modèles de systèmes climatiques alternatifs. Ce modèle ultra-complexe permet :
l'utilisation d'un algorithme d'optimisation multi-objectif qui implique une évaluation des réponses des modèles de surfaces suivant l'exécution d'une multitude de simulations du système planétaire.
permet aussi une étude collaborative sur un large panel de simulations , avec la mise en place de point d'enregistrement permettant de revenir à des phases pour modifier les paramètres.
Pour retrouver l'existence d'un "tipping point" pour les océans, ils ont lancé une simulation avec GENIE-2.
Résultats de l'article
L'ajout dans la région 50°-70° N de l'océan Atlantique par le biais du modèle GENIE-2, d'un afflux d'eau douce puis d'une baisse lente de 0.05 Sv Kyr a permis de montrer la bifurcation explicité en introduction. Il est important de remarque d'ailleurs une étape de ralentissement aux alentours de 0.10 Sv juste avant l’effondrement à 0.17 Sv.
De ce fait, ils ont essayer de savoir si les activités anthropiques pouvait impacter la THC au point de la déstabilisé complètement.
Toujours avec le modèle GENIE-2, ils ont utilisé en plus le ACF (autocorrelation Function) pour examiné l'échelle de perturbation, ainsi que le DFA (detrended fluctuation analysis) pour déterminer la proximité d'un seuil. Ils ont corrélé ces trois données pour montrer qu'on a une hausse de AFC quand la THC diminue (vers 4000 ans). Ainsi Les deux propagateurs sont bien en dessous de la valeur critique lors de l'effondrement de THC, ce qui semble compatible avec une notion de bruit. (Figure 1)
L'ajout dans la région 50°-70° N de l'océan Atlantique par le biais du modèle GENIE-2, d'un afflux d'eau douce puis d'une baisse lente de 0.05 Sv Kyr a permis de montrer la bifurcation explicité en introduction. Il est important de remarque d'ailleurs une étape de ralentissement aux alentours de 0.10 Sv juste avant l’effondrement à 0.17 Sv.
De ce fait, ils ont essayer de savoir si les activités anthropiques pouvait impacter la THC au point de la déstabilisé complètement.
Toujours avec le modèle GENIE-2, ils ont utilisé en plus le ACF (autocorrelation Function) pour examiné l'échelle de perturbation, ainsi que le DFA (detrended fluctuation analysis) pour déterminer la proximité d'un seuil. Ils ont corrélé ces trois données pour montrer qu'on a une hausse de AFC quand la THC diminue (vers 4000 ans). Ainsi Les deux propagateurs sont bien en dessous de la valeur critique lors de l'effondrement de THC, ce qui semble compatible avec une notion de bruit. (Figure 1)
Ce que cet article apporte au débat
Cette démonstration assez complexe permet la mise en évidence de "tipping point" sur des module climatique donné. Ici le cas de l'océan et de la circulation thermo-haline montre que le modèle climatique GENIE-2 peut apporter des informations mais pas réellement prouver l'existence d'un "tipping point" puisque d'autres paramètres entre en jeu, laissant un bruit de fond. Cette article montre que cette question est loin d'être résolu sans pour autant tranché sur l'existence ou non d'un "tipping point" climatique global.
Cette démonstration assez complexe permet la mise en évidence de "tipping point" sur des module climatique donné. Ici le cas de l'océan et de la circulation thermo-haline montre que le modèle climatique GENIE-2 peut apporter des informations mais pas réellement prouver l'existence d'un "tipping point" puisque d'autres paramètres entre en jeu, laissant un bruit de fond. Cette article montre que cette question est loin d'être résolu sans pour autant tranché sur l'existence ou non d'un "tipping point" climatique global.
Remarques sur l'article
Ils s'agit d'un même auteur que j'ai déjà analysé dans cette controverse, mais ici à la différence de l'autre article, il réalise une étude précise et complexe pour appuyer l'existence d'un tipping point dans le cas des océans.
Ils s'agit d'un même auteur que j'ai déjà analysé dans cette controverse, mais ici à la différence de l'autre article, il réalise une étude précise et complexe pour appuyer l'existence d'un tipping point dans le cas des océans.
Figure
Légende :
en a) : GENIE-2 avec forçage de l'eau douce partant de 0.1 Sv et augmentant de 0.05 Sv Kyr jusqu'à 0.25 Sv. Mise en évidence d'une diminution et d'un effondrement de la circulation thermo-haline.
b) : le propagateur ACF est une mesure qui permet de montrer le ralentissement de la vitesse de dégradations dans les données et par conséquent la planéité du puit de potentiel. Une valeur critique de «1» correspond à la dégradation infiniment lente de la
bifurcation et un potentiel plat.
c) : Le propagateur DFA mesure l'augementation des corrélations dans les données et l'exposant de loi de puissance est ré-échelonnées pour que la valeur de «1» correspond à la criticité.
échelle de temps en 1000ans.
Source : Lenton et al. 2009, Using GENIE to study a tipping point in the climate system
Légende :
en a) : GENIE-2 avec forçage de l'eau douce partant de 0.1 Sv et augmentant de 0.05 Sv Kyr jusqu'à 0.25 Sv. Mise en évidence d'une diminution et d'un effondrement de la circulation thermo-haline.
b) : le propagateur ACF est une mesure qui permet de montrer le ralentissement de la vitesse de dégradations dans les données et par conséquent la planéité du puit de potentiel. Une valeur critique de «1» correspond à la dégradation infiniment lente de la
bifurcation et un potentiel plat.
c) : Le propagateur DFA mesure l'augementation des corrélations dans les données et l'exposant de loi de puissance est ré-échelonnées pour que la valeur de «1» correspond à la criticité.
échelle de temps en 1000ans.
Source : Lenton et al. 2009, Using GENIE to study a tipping point in the climate system
Publiée il y a plus de 10 ans
par
M.Blanchon.
Dernière modification il y a plus de 10 ans.
Article : Using GENIE to study a tipping point in the climate system
Auteurs
T. M Lenton, R. J Myerscough, R. Marsh, V. N Livina, A. R Price, S. J Cox, the GENIE Team
Année de publication
2009
Journal
Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences
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L'Environnement, sous l'effet des changements globaux, pourrait-il franchir un point de non retour? Bouleversement environnemental réversible ou
Franchissement d'un point de non retour
Titre de l'article
Using GENIE to study a tipping point in the climate system
Using GENIE to study a tipping point in the climate system
Introduction à l'article
GENIE (Grid ENabled Integrated Earth system) est un modèle qui permet d'étudier les possibilité d'un "tipping point" au niveau climatique. Lorsque l'on parle de "tipping point", cette idée laisse supposée que de petits changements peuvent avoir des conséquences plus ou moins forte à une échelle globale. Un des archétypes les plus connus de ce changement concerne la circulation des océans (THC), notamment Atlantique. Dans cette exemple, il existe deux états stable, appelé "on" et "off" et une bifurcation intermédiaire qui reflète la complexité de la stabilité de ce module lorsque celui ci n'est pas sur l'un des deux états stables. Un apport d'eau douce dans l'Atlantique Nord pourrait causer ce bouleversement mais il semblerait que d'autres paramètres pourraient entrer en jeux, puisque si l'on considère que l'eau douce, alors la circulation serait déjà en déséquilibre. Dans cette étude ils ont donc utilisé le modèle GENIE pour apporter des informations supplémentaire pour la THC.
GENIE (Grid ENabled Integrated Earth system) est un modèle qui permet d'étudier les possibilité d'un "tipping point" au niveau climatique. Lorsque l'on parle de "tipping point", cette idée laisse supposée que de petits changements peuvent avoir des conséquences plus ou moins forte à une échelle globale. Un des archétypes les plus connus de ce changement concerne la circulation des océans (THC), notamment Atlantique. Dans cette exemple, il existe deux états stable, appelé "on" et "off" et une bifurcation intermédiaire qui reflète la complexité de la stabilité de ce module lorsque celui ci n'est pas sur l'un des deux états stables. Un apport d'eau douce dans l'Atlantique Nord pourrait causer ce bouleversement mais il semblerait que d'autres paramètres pourraient entrer en jeux, puisque si l'on considère que l'eau douce, alors la circulation serait déjà en déséquilibre. Dans cette étude ils ont donc utilisé le modèle GENIE pour apporter des informations supplémentaire pour la THC.
Expériences de l'article
Ils ont utilisé le modèle GENIE qui permet des constructions flexibles par rapport à des modèles de systèmes climatiques alternatifs. Ce modèle ultra-complexe permet :
Ils ont utilisé le modèle GENIE qui permet des constructions flexibles par rapport à des modèles de systèmes climatiques alternatifs. Ce modèle ultra-complexe permet :
Résultats de l'article
L'ajout dans la région 50°-70° N de l'océan Atlantique par le biais du modèle GENIE-2, d'un afflux d'eau douce puis d'une baisse lente de 0.05 Sv Kyr a permis de montrer la bifurcation explicité en introduction. Il est important de remarque d'ailleurs une étape de ralentissement aux alentours de 0.10 Sv juste avant l’effondrement à 0.17 Sv.
De ce fait, ils ont essayer de savoir si les activités anthropiques pouvait impacter la THC au point de la déstabilisé complètement.
Toujours avec le modèle GENIE-2, ils ont utilisé en plus le ACF (autocorrelation Function) pour examiné l'échelle de perturbation, ainsi que le DFA (detrended fluctuation analysis) pour déterminer la proximité d'un seuil. Ils ont corrélé ces trois données pour montrer qu'on a une hausse de AFC quand la THC diminue (vers 4000 ans). Ainsi Les deux propagateurs sont bien en dessous de la valeur critique lors de l'effondrement de THC, ce qui semble compatible avec une notion de bruit. (Figure 1)
L'ajout dans la région 50°-70° N de l'océan Atlantique par le biais du modèle GENIE-2, d'un afflux d'eau douce puis d'une baisse lente de 0.05 Sv Kyr a permis de montrer la bifurcation explicité en introduction. Il est important de remarque d'ailleurs une étape de ralentissement aux alentours de 0.10 Sv juste avant l’effondrement à 0.17 Sv.
De ce fait, ils ont essayer de savoir si les activités anthropiques pouvait impacter la THC au point de la déstabilisé complètement.
Toujours avec le modèle GENIE-2, ils ont utilisé en plus le ACF (autocorrelation Function) pour examiné l'échelle de perturbation, ainsi que le DFA (detrended fluctuation analysis) pour déterminer la proximité d'un seuil. Ils ont corrélé ces trois données pour montrer qu'on a une hausse de AFC quand la THC diminue (vers 4000 ans). Ainsi Les deux propagateurs sont bien en dessous de la valeur critique lors de l'effondrement de THC, ce qui semble compatible avec une notion de bruit. (Figure 1)
Ce que cet article apporte au débat
Cette démonstration assez complexe permet la mise en évidence de "tipping point" sur des module climatique donné. Ici le cas de l'océan et de la circulation thermo-haline montre que le modèle climatique GENIE-2 peut apporter des informations mais pas réellement prouver l'existence d'un "tipping point" puisque d'autres paramètres entre en jeu, laissant un bruit de fond. Cette article montre que cette question est loin d'être résolu sans pour autant tranché sur l'existence ou non d'un "tipping point" climatique global.
Cette démonstration assez complexe permet la mise en évidence de "tipping point" sur des module climatique donné. Ici le cas de l'océan et de la circulation thermo-haline montre que le modèle climatique GENIE-2 peut apporter des informations mais pas réellement prouver l'existence d'un "tipping point" puisque d'autres paramètres entre en jeu, laissant un bruit de fond. Cette article montre que cette question est loin d'être résolu sans pour autant tranché sur l'existence ou non d'un "tipping point" climatique global.
Remarques sur l'article
Ils s'agit d'un même auteur que j'ai déjà analysé dans cette controverse, mais ici à la différence de l'autre article, il réalise une étude précise et complexe pour appuyer l'existence d'un tipping point dans le cas des océans.
Ils s'agit d'un même auteur que j'ai déjà analysé dans cette controverse, mais ici à la différence de l'autre article, il réalise une étude précise et complexe pour appuyer l'existence d'un tipping point dans le cas des océans.
Figure
en a) : GENIE-2 avec forçage de l'eau douce partant de 0.1 Sv et augmentant de 0.05 Sv Kyr jusqu'à 0.25 Sv. Mise en évidence d'une diminution et d'un effondrement de la circulation thermo-haline.
b) : le propagateur ACF est une mesure qui permet de montrer le ralentissement de la vitesse de dégradations dans les données et par conséquent la planéité du puit de potentiel. Une valeur critique de «1» correspond à la dégradation infiniment lente de la
bifurcation et un potentiel plat.
c) : Le propagateur DFA mesure l'augementation des corrélations dans les données et l'exposant de loi de puissance est ré-échelonnées pour que la valeur de «1» correspond à la criticité.
échelle de temps en 1000ans.
Source : Lenton et al. 2009, Using GENIE to study a tipping point in the climate system
en a) : GENIE-2 avec forçage de l'eau douce partant de 0.1 Sv et augmentant de 0.05 Sv Kyr jusqu'à 0.25 Sv. Mise en évidence d'une diminution et d'un effondrement de la circulation thermo-haline.
b) : le propagateur ACF est une mesure qui permet de montrer le ralentissement de la vitesse de dégradations dans les données et par conséquent la planéité du puit de potentiel. Une valeur critique de «1» correspond à la dégradation infiniment lente de la
bifurcation et un potentiel plat.
c) : Le propagateur DFA mesure l'augementation des corrélations dans les données et l'exposant de loi de puissance est ré-échelonnées pour que la valeur de «1» correspond à la criticité.
échelle de temps en 1000ans.
Source : Lenton et al. 2009, Using GENIE to study a tipping point in the climate system
Dernière modification il y a plus de 10 ans.