Computation of extreme heat waves in climate models using a large deviation algorithm - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America Année : 2018

Computation of extreme heat waves in climate models using a large deviation algorithm

Résumé

Studying extreme events and how they evolve in a changing climate is one of the most important current scientific challenges. Starting from complex climate models, a key difficulty is to be able to run long enough simulations in order to observe those extremely rare events. In physics, chemistry, and biology, rare event algorithms have recently been developed to compute probabilities of events that cannot be observed in direct numerical simulations. Here we propose such an algorithm, specifically designed for extreme heat or cold waves, based on statistical physics approaches. This gives an improvement of more than two orders of magnitude in the sampling efficiency. We describe the dynamics of events that would not be observed otherwise. We show that European extreme heat waves are related to a global teleconnection pattern involving North America and Asia. This tool opens a full range of studies, so far impossible, aimed at assessing quantitatively climate change impacts.
Fichier principal
Vignette du fichier
PNAS_Heatwaves_Resubmitted_Nov2017_WithSI.pdf (1.94 Mo) Télécharger le fichier
CTRL_KE.pdf (165.84 Ko) Télécharger le fichier
Extreme_Teleconnection.pdf (191.45 Ko) Télécharger le fichier
Importance_sampling_new.pdf (113.16 Ko) Télécharger le fichier
Jet_stream_NASA_red.pdf (240.14 Ko) Télécharger le fichier
SCGF_test.pdf (26.62 Ko) Télécharger le fichier
Thibault_temps_de_retour_k_0_3_100_rep.pdf (18.15 Ko) Télécharger le fichier
Thibault_temps_de_retour_k_0_3_10_rep.pdf (32.1 Ko) Télécharger le fichier
best_estimate_paper.pdf (105.65 Ko) Télécharger le fichier
k50_KE_anomaly_heat_wave_90d_2K.pdf (216 Ko) Télécharger le fichier
k50_heat_wave_90d_2K.pdf (191.45 Ko) Télécharger le fichier
pdf_90d.pdf (17.84 Ko) Télécharger le fichier
pnas-new.bst (17.04 Ko) Télécharger le fichier
selected_area.pdf (468.49 Ko) Télécharger le fichier
temp_timeseries_90d.pdf (87 Ko) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-01584944 , version 1 (10-09-2017)
hal-01584944 , version 2 (24-12-2017)

Identifiants

Citer

Francesco Ragone, Jeroen Wouters, Freddy Bouchet. Computation of extreme heat waves in climate models using a large deviation algorithm. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2018, 115 (1), pp.24-29. ⟨10.1073/pnas.1712645115⟩. ⟨hal-01584944v2⟩
242 Consultations
324 Téléchargements

Altmetric

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More