LES SPÉCIFICATIONS TECHNIQUES DU SERVICE COPERNICUS CONCERNANT LE CHANGEMENT CLIMATIQUE
1. CHAMP D'APPLICATION
Le service Copernicus concernant le changement climatique (C3S) conjugue les observations et modèles du système climatique aux derniers progrès scientifiques afin d'élaborer des informations officielles et de qualité garantie sur la situation passée, actuelle et future du climat en Europe et dans le monde.
Les objectifs du C3S sont les suivants:
a) documenter la situation climatique passée et actuelle (grâce aux observations et aux réanalyses);
b) générer des prévisions saisonnières à six mois (en appliquant une approche d'ensemble multi-modèles);
c) fournir des projections climatiques (fondées sur divers scénarios).
Ce service donne accès à plusieurs indicateurs et indices climatiques, concernant aussi bien les facteurs établis du changement climatique que les répercussions attendues sur le climat.
Il vise à fournir des informations capables d'aider les secteurs sociétaux et commerciaux à améliorer leurs prises de décision et leur planification dans le contexte de l'atténuation des changements climatiques et de l'adaptation au climat. Le service prend en compte les actions pertinentes du programme-cadre de l'Union européenne pour la recherche et l'innovation (Horizon 2020), les installations existantes à l'échelon national et, lorsque cela est possible, contribue à atteindre les priorités du Cadre mondial pour les services climatologiques (CMSC) de l'Organisation météorologique mondiale (OMM).
2. EXIGENCES DES UTILISATEURS ET PRINCIPAUX DOMAINES D'APPLICATION
Le C3S répond principalement aux besoins des décideurs européens, des fournisseurs de services climatologiques nationaux et régionaux et aux intermédiaires qui sont au service des gouvernements nationaux. Ce service fournit des informations sur le changement climatique à l'échelle mondiale et européenne, auxquelles s'ajoutent les informations adaptées localement par les fournisseurs de services climatologiques nationaux et régionaux. Le C3S est une plateforme européenne de promotion de la cohérence et de pratiques exemplaires; il fournit des informations de base communes ainsi que des moyens de formation pour faciliter la compréhension au sein des États membres et entre eux. Dernier point, et non des moindres, le C3S favorise l'utilisation de son infrastructure par les services climatologiques nationaux, notamment l'utilisation de ses jeux de données, de ses conseils, de son expertise et de ses outils sur le climat.
3. ARCHITECTURE DU SERVICE
L'infrastructure du C3S est conçue pour servir tous les éléments de service en fournissant des jeux de données partagés, des systèmes et outils interopérables, des systèmes informatiques, des services de données et des services web. Elle facilite le partage de ressources et de meilleures pratiques avec d'autres services Copernicus, elle est répartie entre de multiples fournisseurs de données et elle réutilise au maximum les infrastructures et logiciels existants.
L'architecture proposée pour le C3S est articulée autour de quatre piliers complémentaires:
a) le magasin de données climatiques (CDS), qui contient des informations essentielles sur le climat et vise à satisfaire les besoins en aval. Le CDS est conçu et construit de façon à inclure une série de variables climatiques géophysiques, dont la majorité est répertoriée en tant que variables climatiques essentielles (ECV), des relevés de données climatiques thématiques, des prévisions saisonnières, des projections climatiques ou des indicateurs climatiques pour divers secteurs;
b) le système d'information sectoriel (SIS), qui fournit des informations et des analyses faites sur mesure et adaptées aux besoins des utilisateurs finaux et des clients du service pour plusieurs politiques sectorielles européennes. Le SIS est essentiellement alimenté par des données et des produits géophysiques accessibles depuis le CDS, complétés au besoin par des jeux de données auxiliaires nécessaires à l'évaluation, par exemple, de l'incidence climatique par secteur à l'échelon européen. Ce système est conçu pour soutenir les principales politiques sectorielles européennes concernées par le changement climatique;
c) la fonction d'évaluation et de contrôle de la qualité (EQC), qui est un pilier multifonction qui évalue la qualité technique et scientifique du service, et notamment la valeur pour les utilisateurs. La fonction EQC est le véhicule naturel qui déclenche les actions d'amélioration du service et de l'interface, auxquelles s'ajoutent des examens externes pouvant être menés par la Commission;
d) la plateforme de communication et de diffusion (O&D), qui est conçue pour assurer une diffusion rapide et efficiente des informations auprès des institutions européennes, des pouvoirs publics et du grand public (selon ce qui convient) à l'aide d'outils de communication modernes. Cette composante interagit également avec d'autres institutions mondiales responsables de surveiller et d'établir des rapports sur le changement climatique et des questions connexes.
4. PORTEFEUILLE DE SERVICES TECHNIQUES
Le service de surveillance du changement climatique conjugue les observations et plusieurs catégories de modèles du système climatique aux derniers progrès scientifiques afin d'élaborer des informations officielles et de qualité garantie sur la situation passée, présente et future du climat en Europe et dans le monde.
Le magasin de données climatiques contient les informations géophysiques nécessaires à l'analyse des indicateurs du changement climatique d'une manière cohérente et harmonisée. Il fournit des estimations cohérentes de variables climatiques essentielles, des indicateurs climatiques et d'autres informations utiles sur l'évolution passée, présente et future du système climatique combiné, à l'échelle mondiale, continentale et régionale.
Le cœur du CDS est divisé en quatre catégories:
1) Observations climatiques
Cet élément de service contribue à la construction et à la mise à disposition d'ensembles de données complets et à long terme produisant des informations sur une palette d'ECV (températures de l'air en surface, précipitations de surface, vapeur d'eau, bilan du rayonnement en surface, bilan radiatif de la Terre, dioxyde de carbone, méthane, ozone, aérosols, propriétés des nuages, vitesse et direction du vent, couleur de l'océan, glaces de mer, niveau de la mer, températures de la mer en surface, contenu thermique des océans à l'échelle mondiale, couverture neigeuse, glaciers et calottes glaciaires, albédo, fraction du rayonnement photosynthétiquement actif absorbé, perturbations par le feu et nappes de glace). Il porte, en particulier, sur les multiples ensembles de données ECV qui sont directement dérivés de relevés de données historiques d'observation de la Terre et non générés par des réanalyses et des simulations modélisées.
2) Réanalyses climatiques
Cette composante fournit des ressources pour le développement technique, la production, la surveillance, l'évaluation et la livraison de ce qui suit:
a) les produits et jeux de données des réanalyses climatiques à l'échelle mondiale suivantes:
1) une réanalyse de l'atmosphère couvrant une période d'au moins trente ans, destinée à la surveillance en temps quasi réel (moins de cinq jours) du système climatique et fondée sur le système d'observation global à l'échelle de la planète, comprenant des observations in situ et satellitaires;
2) des réanalyses étendues (plus de cent ans) du système climatique combiné;
3) des réanalyses mondiales à haute résolution dérivées portant sur la surface des océans et des terres. Des informations météorologiques issues de réanalyses atmosphériques sont utilisées pour obtenir des estimations cohérentes des ECV terrestres et océaniques à haute résolution spatiale (initialement 16 km);
b) les produits et jeux de données des réanalyses climatiques à l'échelle régionale.
Les réanalyses sont produites en assimilant des observations climatiques de haute qualité dans un modèle combiné atmosphère/terres/océans/glaces de mer, compatible avec le système de prévisions saisonnières du CEPMMT. Les réanalyses régionales utilisent des observations à haute résolution et fournissent des produits de données à plus haute résolution pour la région européenne que les réanalyses mondiales. Un cycle de régénération d'environ cinq ans est mis en place afin de tirer profit de tous les intrants contribuant à la production de réanalyses régionales.
3) Projections climatiques
Cette composante de l'élément de service appuie l'intégration des contributions européennes aux projections climatiques mondiales et régionales de pointe. Ces données, actuellement conservées par l'ESGF (Earth System Grid Federation), sont accessibles sur le plan opérationnel. Cet élément de service soutient également le développement de produits et d'indicateurs climatiques multi-modèles, tant génériques que sectoriels. Une aide semblable est fournie pour intégrer les scénarios de projection régionaux à haute résolution au développement connexe d'indicateurs climatiques.
4) Prévisions saisonnières
Cette composante fournit des ressources destinées à la production de produits comprenant des ensembles multi-modèles bien étalonnés et de haute qualité pour garantir l'accessibilité des données sur les prévisions saisonnières. À cette fin, elle soutient des activités de réévaluation régulière des prévisions au sein des sites de plusieurs fournisseurs européens, à une résolution et à une fréquence qui ne pourraient être atteintes sans un tel soutien. Elle fournit également une fois par mois un ensemble de produits multi-modèles utilisant ces réévaluations de prévisions et les prévisions de production des centres.
5. BESOINS EN DONNÉES
Le service renforce et s'appuie sur les capacités existantes à l'échelon national et développées dans le cadre de plusieurs initiatives de recherche sur le changement climatique.
Il fournit des informations complètes sur le climat, couvrant un large éventail de composants du système terrestre (atmosphère, terres, océans, glaces de mer et carbone) et des périodes allant de décennies à plusieurs siècles. Le service optimise l'utilisation d'observations passées, présentes et futures (issues de systèmes d'observation in situ et satellitaire) en association avec des fonctions de modélisation, de calcul intensif et de mise en réseau. Cette association produit une description pertinente, complète et crédible du climat passé, présent et futur.
5. 1. Données d'observation satellitaires
Le C3S utilise des instruments satellitaires opérationnels et d'anciens instruments satellitaires pour fournir des produits à des fins d'étude du climat, de réanalyse et de validation.
Ce service emploie les types de données suivants:
a) les données issues de radiomètres et de spectromètres, acquises dans le domaine couvrant les longueurs d'onde allant de l'infrarouge aux micro-ondes pour mesurer la température de brillance et, ensuite, obtenir différents paramètres géophysiques (vecteur vent, ozone, température de surface);
b) les données obtenues par radio-occultation du signal GPS pour obtenir des informations sur la température, la pression et la teneur en vapeur d'eau de l'atmosphère;
c) les données issues de diffusomètres, pour mesurer la direction et la vitesse du vent à proximité de la surface;
d) les données issues d'altimètres pour calculer la hauteur des vagues de l'océan.
Le service est également assuré grâce aux données et aux produits provenant des satellites Sentinel.
5. 2. Données d'observation in situ
Le C3S n'exploite pas de systèmes d'observation in situ, mais il collecte les observations des fournisseurs de données. Il utilise les infrastructures internationales et européennes existantes. Le C3S ne soutient pas financièrement l'acquisition des données à proprement parler, mais il finance des activités permettant leur traitement (contrôle de la qualité, format et diffusion) pour répondre aux besoins opérationnels.
Plusieurs types d'observations (pression de surface, température, vent, humidité, profils de vent) sont collectées par des stations terrestres, des bouées dérivantes, des radiosondes, des navires et des avions.