Modèle numérique tridimensionnel qui résout les équations de dynamique des fluides, de thermodynamique et de rayonnement (avec paramétrisations des processus sous-maille) pour simuler la circulation atmosphérique à grande échelle — et souvent océanique couplée — le transport d'énergie et la dynamique climatique.

Principe

Discrétiser les équations primitives (quantité de mouvement, continuité de masse, énergie thermodynamique) et le transfert radiatif sur une sphère en rotation, et représenter les processus non résolus (convection, mélange de couche limite, nuages) par des paramétrisations pour produire des champs de circulation et d'échange d'énergie physiquement cohérents.

Démonstration

Un MCG reproduit des caractéristiques d'état moyen telles que les jet-streams des moyennes latitudes, la circulation de Hadley, les statistiques des trajectoires de dépression et des phénomènes interannuels comme El Niño lorsqu'il est forcé par des températures de surface observées ou couplé à un modèle océanique, tout en générant de la variabilité interne.

Mauvaise application

Utiliser la sortie d'un MCG à faible résolution comme prédicteur direct du temps local ou des impacts fins sans déconvolution régionale ou correction de biais, ou traiter une seule réalisation comme une prévision déterministe au lieu d'une projection probabiliste basée sur un ensemble.

Conséquence

Une utilisation appropriée permet de comprendre les mécanismes et de projeter les changements de circulation à grande échelle, la réponse climatique régionale et globale aux forçages, et l'attribution des tendances observées, tout en quantifiant l'incertitude structurelle et paramétrique via des ensembles multimodèles et des expériences de sensibilité.

Inversion

Un modèle de complexité réduite ou statistique qui omet la dynamique explicite (par ex. une régression empirique ou un modèle d'équilibre énergétique) — ces modèles sont plus rapides mais ne peuvent pas produire les mêmes structures dynamiques résolues spatialement.

Limite

Se concentre sur les échelles spatiales de synoptique à planétaire et les échelles temporelles de jours à siècles ; exclut la simulation directe de processus à l'échelle moléculaire, des tourbillons turbulents plus petits que la maille, et des systèmes socio‑économiques sauf en couplage explicite ; le coût informatique limite la résolution et la taille des ensembles.

Tension sémantique

Tension entre qualifier un modèle de 'MCG' et d''ESM' (niveau de couplage des composantes), et entre fidélité dynamique et résolution pratique : une plus grande complétude physique implique souvent un échantillonnage d'ensemble plus faible et un coût informatique plus élevé.

Synthèse

Un modèle de circulation générale est un simulateur numérique basé sur la physique, spatialement résolu, de la circulation atmosphérique (et souvent océanique) qui combine équations dynamiques explicites et paramétrisations sous-maille pour produire des champs climatiques et de variabilité à grande échelle ; il est essentiel pour la compréhension des processus et les projections, mais doit être interprété en tenant compte des limites de résolution, des incertitudes paramétriques et de la variabilité interne.