Des modèles didactiques du climat en application mobile
Les modèles climatiques nous aident à comprendre le climat, mais leurs équations différentielles les rendent difficiles à enseigner aux étudiants et étudiantes qui n’ont pas de solides connaissances scientifiques. Pour les aider à comprendre l’impact de chaque paramètre climatique et de chaque processus sur le climat et son évolution, une application mobile a récemment été développée à l’Université de Genève. Elle s’adresse à toute personne intéressée par le climat, la modélisation climatique et les résultats de simulations.
L’application "Modèles didactiques du climat" offre plusieurs façons de se familiariser avec la convergence d’une solution vers un climat stable à long terme, mais aussi avec les non-linéarités du climat et les états stables alternatifs. Elle se base sur deux modèles numériques classiques simplifiés. Le premier se concentre sur la convergence d’un modèle d’équilibre énergétique 0D, c’est-à-dire moyenné à l’échelle de la planète (Figure 1), tandis que le second est un modèle 1D (Figure 2) qui représente les tendances latitudinales.
Figure 1 : modèle 0D pour l’étude de la convergence
Figure 2 : modèle 1D latitudinal
Bien que très simplifiés, ces modèles capturent l’essence du bilan énergétique de la Terre, avec des formulations basées sur des principes de la physique. Les valeurs par défaut des paramètres sont définies pour représenter la Terre d’aujourd’hui, mais peuvent être ajustées par l’utilisateur à l’aide de curseurs pour explorer les sensibilités et comparer en temps réel les résultats du modèle pour différentes entrées, qui sont ainsi recalculés de manière interactive.
L’application fournit également un support didactique, avec des définitions de paramètres, des explications sur les processus physiques et des suggestions d’expériences numériques, ainsi qu’une possibilité d’exportation des résultats pour un traitement hors-ligne. Elle est déjà disponible sur l’App Store pour iPhone, iPad et Mac.
On peut télécharger gratuitement l’application "Modèles didactiques du climat" à partir de ce lien. Les commentaires et suggestions sont bienvenus : les utilisateurs et utilisatrices peuvent les envoyer à Stéphane Goyette et Jérôme Kasparian, du Groupe non-linéarité et climat de l’Institut des sciences de l’environnement, Université de Genève.
[This text is also available in English.]
Stéphane Goyette
Stéphane Goyette, senior scientist at the University of Geneva, is active in the Institute for Environmental Sciences' Nonlinearity and Climate Group, as an atmospheric physicist and climatologist. He is actively involved in a wide range of teaching activities in the environmental sciences, from meteorology and climate to numerical modeling. He also supervises students in their Master's and PhD research projects involving the analysis of observational data and the results of numerical simulations.
Jérôme Kasparian
Jérôme Kasparian is an associate professor at the University of Geneva. He heads the Nonlinearity and Climate Group in the Department for Applied Physics and the Institute for Environmental Sciences. His research focuses on complex systems: non-linear optics, hydrodynamic waves and climate. He teaches in physics and environmental science masters as well as basic physics for medical students, and supervises masters and doctoral students on projects related to his own research topics.
