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9 juillet 2011 6 09 /07 /juillet /2011 22:39

Dans la suite des posts sur le climat, je vais examiner quels sont les arguments présentés par les climatologues pour justifier leur conviction de la nature anthropique du réchauffement. Une des formules clé établie par le GIEC dans son rapport à destination des décideurs est la suivante 

Most of the observed increase in global average temperatures since the mid-20th century is very likely due to the observed increase in anthropogenic greenhouse gas concentrations.

 

Traduction : il est très probable que la plus grande partie de l'augmentation de la température moyenne du globe depuis le milieu du XXe siècle soit due à l'augmentation observée de la concentration en gaz à effet de serre d'origine anthropique.

 

Tout d'abord, de quel réchauffement s'agit-il ? je ne vais pas entrer ici dans l'étude détaillée de la polémique sur la façon exacte dont la température moyenne de la Terre est mesurée, qui est tout sauf simple , et  je me contenterai de reproduire les reconstructions de température telles qu'elles sont publiées par plusieurs organismes:


* le Goddard Institute for Space Studies (ou GISS) de la NASA

* la température HadCRUT reconstruite par le centre de recherche Hadley pour la recherche et la prévision climatique,  et le Climate Research Unit de Grande bretagne (l'organisme dont est issu les emails piratés lors du "climategate")

* une reconstruction par l'Université d'Alabama à Huntsville (UAH), à partir de mesures de satellites sensible au rayonnement microondes , qui ne mesurent pas exactement la température du sol mais celle issue de la basse atmosphère (en réalité à l'endroit où la vapeur d'eau devient suffisamment peu dense pour que l'atmosphère soit transparente aux micro-ondes). 

 

GISSHadcrutUAH

 

Ces courbes sont tracées à l'aide de l'outil plutot pratique fourni par le site woodfortrees . Notons que les données HadCRUT commencent dès 1850, alors que les données GISS commencent en 1880 et que les satellites ne commencent qu'en 1979.  Notons aussi que ces courbes ne donnent pas réellement la température moyenne mais ce qu'on appelle l'anomalie, c'est à dire l'écart par rapport à une moyenne. L'avantage est que l'erreur commise est bien moins grande sur l'anomalie que sur la valeur moyenne absolue : en effet, supposons que tous les points de la terre varie de 1°C. La moyenne des anomalies sera exactement de 1°C, quel que soit la répartition des stations à la surface,  même si la température moyenne globale est inconnue par manque d'un échantillonage complet à la surface de la terre. En revanche, l'anomalie calculée dépend de la période sur laquelle on évalue la "ligne de base" moyenne, qui différe un peu suivant les instruments. Pour les "recaler" j'ai retranché ( un peu "à l'oeil") 0,1 °C aux valeurs GISS et rajouté 0.2°C aux données UAH.  Globalement, les courbes se ressemblent, même si en détail mois par mois,  elle peuvent différer par plusieurs dixièmes de degré.

 

Il y a depuis quelques années des discussions homériques sur les sites climatosceptiques pour savoir si les méthodes statistiques de calcul des températures étaient correctes ou pas, et si les différents biais (en particulier celui du à l'urbanisation qui tend à "réchauffer" l'environnement des villes, et donc les stations climatiques), étaient bien corrigés. Je ne rentrerai pas dans le détail de ces batailles, mais je pense qu'on peut dire qu'il n'y a finalement jamais eu d'évidence que les courbes étaient très fortement biaisées : en revanche comme je disais différentes méthodes de calcul peuvent donner des résultats fluctuant par quelques dixièmes de degrés. Un des problèmes est par exemple que la pente trouvée par les satellites est inférieure à celle trouvée par les stations au sol, alors qu'on s'attendrait à l'inverse. Malgré tout, il apparait évident à l'oeil, et confirmé par une étude statistique, que la température a significativement monté pendant le XXe siecle. 

 

Cependant il est tout aussi évident que cette montée n'a pas été régulière. Globalement, elle s'est accélérée entre 1900 et 1940, puis a marqué un plateau prononcé jusqu'en 1970 , puis a repris sa croissance, qui semble plutot s'etre ralentie depuis 10 ans. En réalité la pente depuis 10 ans est quasiment plate, mais vu les fluctuations, cela ne montre pas de manière définitive que le réchauffement s'est arrêté (la relative stagnation depuis 10 ans est un autre sujet de bataille homérique sur les sites consacrés au climat.... nous aurons l'occasion d'y revenir). 

 

Les climatologues reconnaissent que la montée des températures n'est pas régulière, mais il attribuent ça à des mécanismes de variabilité spontanée rapide à l'échelle de quelques années (avec en particulier des oscillations océaniques du type "El Niño" très visible en 1998 en particulier, qui constitue le record de température de tous les enregistrements sauf celui du GISS.). La "doxa" climatique est cependant que ces variations s'annulent en moyenne au-delà de 30 ans, et que donc la moyenne lissée sur 30 ans est indicative des tendances à long terme.

 

Il paraitrait donc logique de représenter la pente de la courbe lissée sur 30 ans, mais curieusement, ce graphique n'est pratiquement jamais donné sur les sites de climatologie. Sur le site climate4you, très riche en données de toutes sortes (et de sensibilité plutot "sceptique"), on peut cependant voir cette courbe qui est la pente lissée sur 50 ans

 

http://www.climate4you.com/images/HadCRUT3%2050yr%20AnnualTrendSinceDecember1899.gif


 

Attention il ne s'agit plus ici de l'anomalie de température proprement dite mais de sa vitesse de variation : on distingue clairement les deux phases où la température a varié plus rapidement, et celles où elle a quasiment stagné. Notons que la vitesse de variation récente est effectivement plus grande que celle de 1900-1940, mais pas BEAUCOUP plus grande : en fait elle n'est pas SIGNIFICATIVEMENT plus grande que la période du début du siècle. Le message du GIEC est cependant : le réchauffement de la fin du XXe siecle (la deuxième bosse) est en majorité du à l'influence humaine. En revanche il ne dit rien de précis sur l'origine de la première phase de réchauffement. Cette phase est, selon les climatologues, essentiellement naturelle et pourrait s'expliquer par différents facteurs, dont une activité solaire plus forte que pendant le XIXe siecle et peut etre des oscillations naturelles.

 

Il faut néanmoins remarquer qu'il n'apparait nullement évident sur le graphique que le réchauffement récent soit très différent du précédent, et donc que la proposition qu'il ne peut être expliqué que par une influence humaine n'a rien d'EVIDENT à première vue. Il faut donc des arguments un peu plus sophistiqués que le simple examen statistique pour dire que ce réchauffement depuis la 2e moitié du XXe siècle "sort de l'ordinaire". Quels sont les arguments qui conduisent les climatologues à être aussi affirmatifs sur l'origine humaine de ce réchauffement ? comme nous allons le voir , essentiellement, la comparaison avec des simulations climatiques sur ordinateur, et en partie, la comparaison avec les reconstructions des températures passées. 


 


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Published by climatenergie - dans Climat
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commentaires

an391 27/07/2011 12:54


Perso le fait de savoir que le CO2 a augmenté de 30% au moins depuis la révolution industrielle, associé au fait que l'on sait que cette augmentation est anthropique (isotopes mais on sait aussi ce
que l'on a brûlé), me suffit.


climatenergie 27/07/2011 13:24



Vous suffit à quoi au juste ?


par exemple , le CO2 n'a augmenté que de 3 % de 1900 à 1940 , alors qu'il a augmenté de 25 % de 1970 à 2010, sur une période comparable de 40 ans. Or les réchauffements ont été aussi comparables,
qu'en déduisez vous ? 


 


Par ailleurs, il n'y a pas que le CO2 qui a augmenté. Si vous vouliez tester de la même manière l'hypothèse que c'est l"urbanisation qui a perturbé les stations météo, en les réchauffant par les
effets d'ilôts de chaleur urbains, par exemple, vous aboutiriez à la même conclusion : l'urbanisation a tout autant augmenté que le CO2 sur la même période ! et la comparaison avec les satellites
n'est pas forcément un argument, si cette urbanisation a principalement eu lieu dans les années pré-satellite, dans la période 1940-1970. 



ph 13/07/2011 16:19


"...mais je pense qu'on peut dire qu'il n'y a finalement jamais eu d'évidence que les courbes étaient très fortement biaisées..."

Tout dépend de ce que l'on entend par évidence. La divergence des proxies par rapport aux températures instrumentales est bien connue mais est interprétée très généralement comme une faiblesse des
proxies. C'est curieux que des proxy de natures totalement différentes montrent des faiblesses parallèles (surtout quand on compte au nombre de ces proxy les températures de la basse troposphère
relevées par satellites) mais, bon, ce n'est pas la seule curiosité à l'intérieur des sciences climatiques.

Il y a une autre évidence moins connue qui est l'incompatibilité logique du traitement des données brutes par le Giss d'une part et par le CRU d'autre part. Les méthodes respectives impliquent que
celles du concurrent soient erronées. L'enjeu portant quand même sur approximativement la moitié du réchauffement séculaire des continents, je dirais que cela jette comme un doute sur la fiabilité
des courbes globales.


th 10/07/2011 10:44


@Gilles
Pourquoi ne publie tu pas tes analyses dans des revues à comité de lecture ?
Les lecteurs du blog ne sont pas climatologues, et tu n'as pas (encore) l'audience d'un Claude Allègre pour que des spécialistes prennent le temps de lire tes analyses .

Si par exemple tu juges que la 'sensibilité' n'est pas "manifestement" et de manière "évidente" quelque chose de bien déterminé, et qu'il y a des travaux à faire sur ce sujet, le mieux encore est
de publier des arguments dans une revue afin qu'ils soient analysées et surtout repris par les autres scientifiques pour améliorer leur modèles et leur recommandation pour décideurs.


climatenergie 10/07/2011 11:53



tout simplement parce que ce n'est pas du tout un résultat scientifique nouveau qui soit publiable ! je regarde simplement ce qui est publié par les climatologues compétents, et je donne mon avis
de scientifique "généraliste" sur ce que ça signifie. Je ne connais aucun domaine où évaluer une quantité à un facteur 2 près soit considéré comme une détermination "précise" , c'est tout ! 


Un autre exemple de la difficulté technique à estimer des courbes de vraisemblance sur la valeur de la sensibilité : un article où un statisticien critique assez vertement la manière dont le GIEC
a utilisé une étude scientifique pour l'inclure dans son rapport, en adoptant une méthode qui donne un poids trop grand aux grandes sensibilités. C'est plutot technique, mais ça illustre bien le
fait que le problème est loin d'être simple ! 


http://judithcurry.com/2011/07/05/the-ipccs-alteration-of-forster-gregorys-model-independent-climate-sensitivity-results/


http://judithcurry.com/2011/07/07/climate-sensitivity-follow-up/


 


 


 



skept 10/07/2011 03:41


Un détail : à mon avis, tu dois insérer des images avec une résolution trop faible, souvent on ne voit pas bien les légendes ou les unités. J'y connais pas grand chose, mais il doit y avoir un
format à cliquer.

Sinon, tu ne cites pas les aérosols qui sont l'un des facteurs les plus communément avancés (et implémentés dans les modèles) pour expliquer la baisse 1940-70 (global dimming), une partie de la
hausse 1970-2000 (global brightening) et, de nouveau la stagnation 2001-2010 (cf Hansen 2011, Kaufmann 2011). Mais je suppose que tu en parleras ensuite.


climatenergie 10/07/2011 08:46



Bonjour Skept


désolé pour la résolution, je ne sais pas comment changer celle de woodfortrees, l'image paraissait correcte à l'affichage sur mon disque mais le chargement sur le blog l'a dégradée. Si je
n'arrive pas à trouver de solutions je referai le graphique moi-même, mais à l'heure où j'ai posté je n'en avais pas le courage :).


D'une manière générale, j'éviterai de discuter trop la pertinence de telle ou telle explication, parce que justement je pense que c'est le travail des climatologues. Je me baserai sur ce qu'ils
présentent, avec les commentaires qu'un scientifique "normal" peut faire sur un domaine qui n'est pas le sien : est ce que ça lui parait un bon fit ou pas, est ce que il y a manifestement un
ajustement ad hoc ou pas, etc... par exemple sur la sensibilité dont j'ai parlé, il me semble clair que ce n'est pas une quantité bien déterminée, et que ça a déjà des conséquences concrètes sur
les décisions qu'on pourrait prendre pour la limitation des GES.