Onderzoeksproject EV/09 (Onderzoeksactie EV)
Context
De meeste studies over de potentiële effecten van klimaatsverandering spitsen zich toe op de 21ste eeuw, daar waar de effecten op langere termijn doorgaans veel minder aandacht krijgen. In het licht van de steeds stijgende aardtemperatuur zouden deze effecten nochtans verstrekkend kunnen zijn omdat ze uiteindelijk zouden kunnen ingrijpen op grootschalige klimaatprocessen. De bedoeling van MILMO bestaat erin beleidsmakers de meest nauwkeurige voorspellingen ter beschikking te stellen van de evolutie van het klimaat en het globale zeeniveau op langere termijn.
MILMO is samengesteld uit wetenschappers die intens betrokken zijn bij het IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) en andere internationale onderzoeksprogramma's zoals het IGBP (International Geosphere and Biosphere Programme) en het WCRP (World Climate Research Programme). Dit garandeert een vlotte uitwisseling van gegevens met andere wetenschappers en met groepen die de impacts van klimaatsverandering bestuderen.
Beschrijving van het project
Doelstellingen
De hoofdbedoeling van MILMO is het verbeteren van voorspellingen van het globale en Europese klimaat en het zeeniveau gedurende de 21ste eeuw, alsmede het grondig bestuderen van de interacties in het klimaatsysteem en de mogelijkheid van abrupte klimaatsveranderingen gedurende het derde millennium. Om dit doel te bereiken ontwikkelen we een driedimensionaal atmosfeer-vegetatie-zeeijs-oceaan model dat gekoppeld wordt met een oceanisch koolstofcyclusmodel en modellen voor de Antarctische en Groenlandse ijskappen. Met het gekoppelde model willen we de veranderingen van het klimaat en het zeeniveau bestuderen voor de periodes 1750-2000, 2000-2100 en 2000-3000. Gevoeligheidsexperimenten zullen uitgevoerd worden om de rol te onderzoeken van de interactieve behandeling in het model van de ijskappen, de terrestrische vegetatie, en de koolstofcyclus.
Methodologie
De voorspelling van de evolutie van het klimaat en de zeespiegelstand ingevolge menselijke activiteiten vereist het gebruik van globale driedimensionale modellen die alle belangrijke componenten van het klimaatsysteem omvatten (atmosfeer, oceaan, ijs, lithosfeer, en biosfeer). Zulke modellen dienen bovendien voldoende snel en efficiënt te zijn om op de huidige generatie computers een groot aantal simulaties en gevoeligheidsexperimenten over een langere tijdsperiode te kunnen uitvoeren, hetgeen onmogelijk is met de huidige generatie algemene circulatiemodellen (GCM’s). Om die reden is het nodig om de modelcomponent die de meeste rekentijd vraagt te vereenvoudigen, welke over het algemeen de atmosferische component is.
Modellen van het laatste type bestaan momenteel nog niet, maar worden ontwikkeld in verschillende Europese en Amerikaanse laboratoria. Wij stellen voor om zulk een model te construeren (LOVECLIM) door de koppeling van een driedimensionaal atmosfeer-vegetatie-zeeijs-oceaan model met een model voor de oceanische koolstofcyclus alsmede met thermomechanische modellen voor de Groenlandse en Antarctische ijskappen. Deze drie componenten werden reeds gedeeltelijk ontwikkeld in het kader van het Eerste Plan voor Wetenschappelijke Ondersteuning van een Beleid gericht op Duurzame Ontwikkeling (PODO I). Het is tevens de bedoeling een globaal algoritme voor het afsmelten van gebergtegletsjers en kleine ijskappen te implementeren alsmede een schema voor de berekening van de thermische uitzetting van de oceanen. Dat zal ons toelaten om alle belangrijke bijdragen tot het zeeniveau te berekenen.
Interacties tussen de verschillende onderzoeksploegen
Band internationale programma’s
De doelstellingen van MILMO passen met deze van CLIVAR (Climate Variability and Predictability) en ACSYS/CliC (Arctic Climate System Study/Climate and Cryosphere) van het World Climate Research Programme (WCRP), het International Geosphere and Biosphere Programme (IGBP) en het 6e Kaderprogramma van de Europese Unie.
Verwachte resultaten en/of producten
Na validering zullen deze modellen gebruikt worden om onze kennis aangaande de interacties in het klimaatsysteem te verdiepen, om de voorspellingen voor de 21ste eeuw te verbeteren, en om de risico's te onderzoeken van abrupte klimaatsveranderingen en zeeniveauwijzigingen in de loop van het 3de millennium.
De resultaten van het onderzoek zullen verspreid worden via de vorming van jonge onderzoekers, deelname aan nationale en internationale wetenschappelijke congressen, en publicatie in internationale wetenschappelijke tijdschriften met leescomité. In de mate van het mogelijke zullen vergaderingen georganiseerd worden met andere netwerken in het kader van tweede Plan ter wetenschappelijke Ondersteuning van een beleid gericht op Duurzame Ontwikkeling (PODO II) om deze groepen van onze resultaten op de hoogte te houden.
Een website gewijd aan het project zal gecreëerd worden op de server van de coördinator. Deze website zal de volledige informatie ter beschikking stellen van de doelstellingen, de modellen, en de vooruitgang van het project. Daarenboven zal de website een databank met nuttige outputgegevens van de modellen bevatten. We voorzien tevens dat onze resultaten zullen toegevoegd worden aan internationale databanken zoals het IPCC.
Opdat een zo groot mogelijk publiek over de resultaten zou ingelicht worden, engageren de leden van MILMO zich voor vulgariserende activiteiten zoals
(1) de publicatie van nuttige documenten voor beleidsmakers, DWTC, niet-gouvernementele organisaties, ondernemingen, en de man in de straat,
(2) presentaties op universiteiten, scholen, en verenigingen,
(3) het verspreiden van persmededelingen en
(4) interviews voor de geschreven pers en voor radio en televisie.
Partners
Activiteiten
Gedurende de laatste 30 jaar heeft UCL-ASTR een internationale reputatie verworven op het gebied van de studie van het klimaat en klimaatsverandering alsmede op het gebied van de meso-schaal meteorologie. VUB-DGFF is reeds meer dan 15 jaar actief in het modelleren van ijskappen. Zij hebben driedimensionale thermomechanische ijskapmodellen ontwikkeld voor Antarctica en Groenland die nog steeds aanzien worden als referentie. De onderzoeksactiviteiten van ULg-LPAP hebben betrekking op twee specifieke terreinen: (1) de modellering van biogeochemische cycli in verband met global change en duurzame ontwikkeling en de studie van het palaeoklimaat, en (2) de fysica van de planetaire atmosfeer en de terrestrische ionosfeer.
Coördinaten
Project coördinator:
Thierry Fichefet
Université Catholique de Louvain
Institut d’Astronomie et de Géophysique Georges Lemaître (UCL-ASTR)
2, chemin du Cyclotron
B-1348 Louvain-la-Neuve
Tel: +32 (0)10 47 32 95; Fax: +32 (0)10 47 47 22
fichefet@astr.ucl.ac.be
Project partners:
Philippe Huybrechts en Hugo Decleir
Vrije Universiteit Brussel
Departement Geografie (VUB-DGGF)
Pleinlaan 2
B-1050 Brussel
Tel: +32 (0)2 629 35 93; Fax: +32 (0)2 629 33 78
phuybrec@vub.ac.be
Guy Munhoven en Anne Mouchet
Université de Liège
Institut d’Astrophysique et de Géophysique
Laboratoire de Physique Atmosphérique et Planétaire (ULg-LPAP)
5, avenue de Cointe
B-4000 Luik
Tel: +32 (0)4 254 75 71; Fax: +32 (0)4 254 75 73
guy.munhoven@ulg.ac.be
Gebruikerscomité
Dhr. Freddy Decamps, Nationaal Agentschap voor Radioactief Afval en Verrijkte Splijtingstoffen, Brussel.
Leo De Nocker, Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek (VITO), Mol.
Nadine Gouzée, Federaal Planbureau, Brussel.
Sarah Raper, University of East Anglia, Climatic Research Unit, Norwich.
Emmanuel Roulin, Koninklijk Meteorologisch Instituut van België (IRM-KMI), Brussel.
Peter Wittoeck, Federale Dienst voor het Leefmilieu, Brussel.
Modelling the evolution of climate and sea level over the third millennium (MILMO) : final report
Fichefet, Thierry - Driesschaert, Emmanuelle - Goosse, Hugues ... et al Brussels : Federal Science Policy, 2007 (SP1755)
[Om te downloaden]
[Om te bestellen]
Bibliografische referenties :
A model intercomparaison of changes in the Atlantic thermohaline circulation in response to increasing atmospheric CO2 concentration
Gregory, J.M., K.W. Dixon, R.J. Stouffer, A.J. Weaver, E. Driesschaert, M. Eby, T. Fichefet, H. Hasumi, A. Hu, J.H. Jungclaus, I.V. Kamenkovich, A. Levermann, M. Montoya, S. Murakami, S. Nawrath, A. Oka, A.P. Sokolov, and R.B. Thorpe Geophys. Res. Lett., 32, L12703; doi: 10.1029/2005GL023209, 2005
Aragonite Undersaturation in the High-Latitude Surface Ocean within the 21st Century
Orr, J. C., O. Aumont, L. Bopp, K.Caldeira, S.C. Doney, V.J. Fabry Nature, 437, doi:10/1038/nature04095, 2005
Biogeophysical effects of historical land cover changes simulated by six Earth system models of intermediate complexity
Brovkin, V., M. Claussen, E. Driesschaert, T. Fichefet, D. Kicklighter, M.-F. Loutre, D. Matthews, D. Ramankutty, M. Schaeffer, and A. Sokolov Climate Dynamics, 26, doi : 10.1007/s00382-005-0092-6, 2006
Changes in European precipitation seasonality and in drought frequencies revealed by a four-century-long tree-ring isotopic record from Brittany, western France
Masson-Delmotte V., G. Raffalli-Delerce, P.A. Danis, P. Yiou, M. Stievenard, F. Guibal, O. Mestre, V. Bernard, H. Goosse, G. Hoffmann, Jean Jouzel Climate Dynamics, 24; doi: 10.1007/s00382-004-0458-1, 2005
Contrasting trends in North Atlantic deep-water formation in the Labrador and Nordic Seas during the Holocene
Renssen H., H. Goosse and T. Fichefet Geophysical Research Letters, 32, L08711, doi:10.1029/2005GL022462, 2005
Coupled climate model simulation of Holocene cooling events: oceanic feedback amplifies solar forcing
Renssen H., H. Goosse and R. Muscheler Climate of the Past, 2, (http://www.clim-past.net/2/79/2006/cp-2-79-2006.pdf), 2006
EMIC Intercomparison Project (EMIP-CO2) : Comparative analysis of EMIC simulations of current climate and equilibrium and transient responses to atmospheric CO2 doubling.
Petoukhov V., M. Claussen, A. Berger, M. Crucifix, M. Eby, A. Eliseev, T. Fichefet, A. Ganopolski, H. Goosse, I. Kamenkovich, I. Mokhov, M. Montoya, L.A. Mysak, A. Sokolov, P. Stone, Z. Wang, and A.J. Weaver Clim. Dyn., 25, doi : 10.1007/s00382-005-0042-3, 2005
ENSO suppression due to weakening of the North Atlantic thermohaline circulation
Timmermann A., S.-I. An, U. Krebs and H. Goosse Journal of Climate, 18 (16), 2005
Evaluation of different freshwater forcing scenarios for the 8.2 ka BP event in a coupled climate model
Wiersma A.P., H. Renssen, H. Goosse and T. Fichefet Climate Dynamics (sous presse), 2006
Evaluation of ocean carbon cycle models with data-based metrics
Matsumoto,K., J. L. Samiento, R. M. Key, O. Aumont, J.L. Bullister, K Geophys. Res. Lett. 31,L07303, doi;10.1029/2003GL018970, 2004
Evaluation of OCMIP-2 ocean models' deep circulatiion with mantle helium-3
Dufay J.-C., P. Jean Baptiste, J.-M. Campin, A. Ashida, E. Maier-Reimer, R. J. Matear, A. Mouchet J. Mar.Systems. 48/1-4 - doi:10.1016-j.jmarsys.2003.05.010, 2004
Exciting natural modes of variability by solar and volcanic forcing: idealized and realistic experiments
Goosse H. and H. Renssen Climate Dynamics, 23, doi: 10.1007/s00382-004-0424-y, 2004
Inverse estimates of Anthropic Cabon Uptake, Transport and Storage by the Ocean
Mikaloff Fletcher, S.E., N. Gruber, A. R. Jacobson, S.C., Doney, S., Dutkiewicz, M. Global Biochemical Cycles, 20, GB2002, doi:10 1029/2005GB002530, 2006
Long-term projections of climate change commitment
Plattner, G.-K., R. Knutti, F. Joos, T.F. Stocker, V. Brovkin, E. Driesschaert, S. Dutkiewicz, M. Eby, N.R. Edwards, T. Fichefet, C. Jones, M.-F. Loutre, H. D. Matthews, A. Mouchet, S.A. Müller, S. Nawrath, A. Sokolov, K. Strassmann, and A. Weaver J. Clim., soumis, 2007
Mechanisms of decadal and interdecadal Arctic variability in the Community Climate System Model CCSM2
Goosse H and M. Holland Journal of Climate, 18 (17), 2005
Mechansims for millennial-scale global synchronizing during the last glacial period
Timmermann A., U. Krebs, F. Justino, H. Goosse and T. Ivanochko Paleoceanography, 20, PA4008, doi: 10.1029.2004PA001090, 2005
Modeling the influence of the Greenland ice sheet melting on the Atlantic meridional overturning circulation
Driesschaert, E., T. Fichefet, H. Goosse, P. Huybrechts, I. Janssens, A. Mouchet, G. Munhoven, V. Brovkin, and S.L. Weber Geophys. Res. Lett., soumis, 2007
Modelling the climate of the last millennium: What causes the differences between simulations?
Goosse H., T. Crowley, E. Zorita, C. Ammann, H. Renssen and E. Driesschaert Geophysical Research Letters, 32, L06710, doi:10.1029/2005GL22368, 2005
On the importance of initial conditions for simulations of the Mid-Holocene climate
Renssen, H., E. Driesschaert, M.-F. Loutre, and T. Fichefet Climate of the Past, 2, 2006
Sea ice evolution over the 20th and 21st centuries as simulated by current AOGCM
Arzel O., T. Fichefet, H. Goosse Ocean Modelling, 12, 2006
Sensitivity of global river discharges under Holocene and future climate conditions
Aerts J. , H. Renssen, Ph. Ward, H. de Moel, E. Odada, L. Bouwer and H. Goosse Geophysical Reasearch Letters (sous presse), 2006
Simulation of Holocene cooling events in a coupled climate model
Renssen, H., H. Goosse, and T. Fichefet Quaternary Sciences Review, sous presse, 2006
Simulation of the Holocene climate evolution in Northern Africa: the termination of the African Humid Period
Renssen H., V. Brovkin, T. Fichefet and H. Goosse Quaternary International, 150, 2006
Surface temperature control in the North Pacific during the last glacial maximum
Timmermann A., F. Justino Barbosa, F.F. Jin and H. Goosse Climate Dynamics, 23, doi: 10.1007/s00382-004-0434-9, 2004
The Holocene climate evolution in the high-latitude Southern Hemisphere simulated by a coupled atmosphere-sea ice-ocean-vegetation model
Renssen H., H. Goosse, T. Fichefet, V. Masson-Delmotte and N. Koç The Holocene, 15 (7), 2005
The origin of the European "Medieval Warm Period"
Goosse H., O. Arzel, J. Luterbacher, M. E. Mann, H. Renssen, N. Riedwyl, A. Timmermann, E. Xoplaki and H. Wanner Climate of the Past, 2, (http://www.clim-past.net/2/99/2006/cp-2-99-2006.pdf ), 2006
Thermohaline circulation hysteresis: a model intercomparison
Rahmstorf S., M. Crucifix, A. Ganopolski, H. Goosse, I. Kamenkovich, R. Knutti, G. Lohmann, B. Marsh, L. Mysak, Z. Wang, A. Weaver Geophysical Research Letters, 32, L23605, doi:10.1029/2005GL23655, 2005
Using paleoclimate proxy-data to select optimal realisations in an ensemble of simulations of the climate of the past millennium
Goosse H., H. Renssen, A. Timmermann, R.S. Bradley and M.E. Mann Climate Dynamics, 27, doi: 10.1007/s00382-006-0128-6, 2006