Modèle de circulation générale

droite|vignette|Modèle de circulation générale GEOS-5 (Goddard Earth Observing System Model) développé par la NASA. Un modèle de circulation générale (en anglais, general circulation model ou GCM) est un modèle climatique. Il s'appuie sur les équations de Navier-Stokes, appliquées à une sphère en rotation ainsi que sur des équations d'équilibre de la thermodynamique pour inclure les sources d'énergie (rayonnement, changement de phase). Ceci permet de simuler à la fois la circulation atmosphérique mais aussi la circulation océanique. Ces équations sont ensuite codées pour être utilisée par des superordinateurs. Ces modèles de circulation générale sont utilisés pour les prévisions atmosphériques, pour l'étude du climat et du changement climatique. En anglais, l'acronyme GCM signifiait à l'origine modèle de circulation générale, mais on parle également de plus en plus de modèle climatique global en utilisant le même acronyme. Les modèles de circulation générale désignent un vaste ensemble de modèles comprenant notamment : Les modèles de circulation générale atmosphérique ou AGCM ; Les modèles de circulation générale océanique ou OGCM ; Les modèles de circulation générale océan-atmosphère (couplés) ou AOGCM. Les modèles climatiques désignent la dernière catégorie, c'est-à-dire les modèles couplés. Aujourd'hui, les modèles climatiques incluent également des modèles de glace continentale, des modèles de surface continentale, des modèles de biogéochimie marine, des modèles de chimie atmosphérique, etc. Du fait de cette complexité et de l'étendue des processus physiques et chimiques représentés dans les modèles climatiques actuels, on parle de plus en plus de "Modèles du Système Terre" désignés par l'acronyme ESM (pour Earth system model). En 1956, Norman Philips développe pour la première fois un modèle climatique qui décrit de manière convaincante la circulation troposphérique. À sa suite, de nombreux GCM sont élaborés. Le premier qui combine à la fois les processus atmosphériques et océaniques est développé dans les années 1960 par le laboratoire NOAA Geophysical Fluid Dynamics Laboratory.