Expériences d'augmentation du CO2 utilisant le CESM : Relation avec la sensibilité climatique et comparaison de CESM1 à CESM2

Résumé Nous examinons la réponse des Versions 1 et 2 du Community Earth System Model (CESM1 et CESM2) à un quadruplement abrupt des concentrations de CO2 atmosphériques (4xCO2) et à une augmentation annuelle de 1 % des concentrations de CO2 (1 %CO2). Différentes estimations de la sensibilité climatique d'équilibre (ECS) pour CESM1 et CESM2 sont présentées. Toutes les estimations montrent que la sensibilité de CESM2 a augmenté de 1,5 K ou plus par rapport à celle de CESM1. Dans le même temps, la réponse climatique transitoire (TCR) de CESM1 et CESM2 dérivée des expériences 1 %CO2 n'a pas changé de manière significative : 2,1 K pour CESM1 et 2,0 K pour CESM2. L'augmentation du forçage initial ainsi que des rétroactions plus fortes en radiations solaires courtes sont responsables de l'augmentation de l'ECS observée dans CESM2. Une décomposition des rétroactions radiatives régionales et leur contribution aux rétroactions globales montre que l'océan Austral joue un rôle clé dans le comportement général des expériences 4xCO2, représentant environ 50 % de la rétroaction totale en radiations solaires courtes dans les deux modèles, CESM1 et CESM2. L'océan Austral est également responsable d'environ la moitié de l'augmentation de la rétroaction en radiations solaires courtes entre CESM1 et CESM2, une contribution comparable émergeant des océans tropicaux. Les expériences utilisant un modèle océanique en dalle thermodynamique (SOM) donnent des estimations de l'ECS qui concordent remarquablement avec celles provenant d'expériences de modèles de système terrestre (ESM) entièrement couplés pour le même niveau d'augmentation de CO2. Enfin, nous montrons que la similarité de la TCR dans CESM1 et CESM2 masque d'importantes différences régionales dans le réchauffement qui se produisent dans les expériences 1 %CO2 pour chaque modèle.