Changement climatique

Auteur : Jean-Louis Pinault (English version: here)

Ce site a l’audace de tenter une approche rigoureuse de la climatologie. Ce projet n’est pas banal à l’heure où les climatologues s’enferment dans leurs certitudes qui se sont forgées à partir d’approximations, parfois grossières, dans l’interprétation des phénomènes observés. A tel point qu’il est souvent difficile de distinguer les avancées scientifiques des phantasmes, cette confusion étant entretenue par une couverture médiatique impliquant les revues scientifiques les plus prestigieuses. Les différents scenarios oscillent entre un avenir planétaire chaud ou froid selon le bon vouloir du Gulf Stream. Ce courant chaud menacerait de s’arrêter en raison de la fonte de la banquise qui compromettrait la circulation thermohaline résultant d’un accroissement de la densité de l’eau de mer à l’approche des calottes polaires. Mais alors que dire du Kuroshio, l’équivalent du Gulf Stream qui circule au large des côtes du Japon alors que le Pacifique est virtuellement fermé au nord par le détroit de Béring ? C’est que des forces agissant à l’échelle planétaire entrent en jeu sous l’effet combiné de la gravité et de la rotation de la terre. Ce constat n’occulte pas le rôle éminent de la limite de la banquise sur la vitesse des courants de bord ouest, mais en exerçant une rétroaction négative, comme ceci s’est produit tout au long de l’Holocène. La climatologie est une discipline jeune, en effet, dont l’essentiel reste à découvrir.

Sommaire

Tenter une approche rigoureuse de la climatologie

Le réchauffement observé depuis les débuts de l’ère industrielle est une réalité mais la part imputable aux activités humaines, à l’émission des gaz à effet de serre en particulier, est mal connue. Car le climat a toujours varié au cours du temps, ce que confirment les archives obtenues des carottes de glace ou de sédiments, les premières prélevées aux calottes polaires et les secondes dans les fosses océaniques. De plus l’évolution de la température moyenne de surface de la terre depuis les débuts de l’ère industrielle est difficile à appréhender, avec la précision requise. Les estimations qui avaient cours il y a quelques années, et qui montraient un tassement de la croissance de la température globale à commencer de la fin du 20ème siècle, le fameux ‘hiatus’ qui semblait remettre en question toute relation de causalité entre la croissance des gaz à effet de serre et ses effets supposés, ont été invalidées et remplacées par des mesures plus représentatives.  Le CRU (Climatic Research Unit, University of East Anglia) a effectué une correction de manière rétrospective en intégrant plus de données, dont l’Arctique russe, faisant désormais apparaître une croissance continue de la température (Jones et al., 2012).

Ces incertitudes, sans oublier les images de pure communication qui se sont avérées mensongères,  alimentent un certain scepticisme visant à remettre en cause l’approche méthodologique du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC). Ce qui n’était qu’un principe de précaution est devenu une réalité. Les tenants des scenarios catastrophistes parlent désormais de consensus pour étayer leurs hypothèses, ce qui va à l’encontre de toute démarche objective : le terme réchauffement climatique a cédé la place à changement climatique suite aux déconvenues des prévisionnistes.

En revanche, nier ou minimiser par pur égocentrisme ou sur la base d’arguments pseudo-scientifiques fallacieux, l’impact anthropique sur l’accroissement du CO2 dans l’atmosphère ainsi que son incidence climatique relèverait d’une arrogance  irresponsable (Pinault, 2018e). Car l’incidence des activités humaines sur le réchauffement est indéniable et peut désormais être évaluée objectivement grâce aux travaux récents sur la résonance des gyres océaniques sous l’effet du forçage solaire et orbital. Plus de la moitié du réchauffement observé depuis les débuts de l’ère industrielle est imputable à l’homme. La température moyenne de la surface terrestre a augmenté de 0,8°C en 50 ans, de manière linéaire. Aucune inflexion n’est perceptible, ce qui laisse présager la poursuite inexorable de cette montée au cours des prochaines décennies si la production des gaz à effet de serre ne cesse d’augmenter au rythme frénétique que nous connaissons actuellement.

Cet accroissement de la température, qui peut paraître faible, a pourtant une incidence sur le climat importante en raison de l’accroissement de l’énergie disponible pour alimenter les systèmes cycloniques et anticycloniques, conduisant à plus d’évènements extrêmes. Rien de tel n’a été observé de manière aussi rapide au cours de l’Holocène couvrant les 12000 dernières années de notre histoire.

Le but de cet article n’est pas de faire des révélations fracassantes, encore moins d’alimenter de nouvelles polémiques.  C’est conforter la prise de conscience croissante sur les enjeux planétaires à l’aune des publications scientifiques de l’auteur portant sur la variabilité du climat à moyen et long terme. Car c’est bien là que les connaissances font le plus défaut pour séparer sans ambiguïté les variations naturelles du climat de celles liées à l’activité humaine.

Une longue aventure a conduit l’auteur à décortiquer patiemment et méthodiquement les mécanismes en jeu. Tirant partie des données satellitaires sur la variation de la hauteur et de la température des océans, des analyses isotopiques des carottes de glace et de sédiments, de nouveaux concepts sur la dynamique des océans ainsi que la variabilité du climat ont pu être établis.

Le climat n’est qu’en partie assujetti aux activités humaines

Notre ignorance dans les mécanismes contrôlant la variabilité du climat résulte du fait que les recherches se sont essentiellement focalisées sur les phénomènes atmosphériques au cours de ces dernières décennies, qu’elles se réfèrent aux activités humaines ou aux cycles solaires. Or le moteur des changements climatiques n’est pas atmosphérique mais océanique, l’atmosphère jouant seulement le rôle de vecteur entre les océans et les continents, à l’image du phénomène El Niño (Pinault, 2016). Les océans entrent en résonance avec les cycles solaires et orbitaux, emmagasinant de la chaleur ou au contraire la restituant : la résonance dite « gyrale », car se manifestant autour des cinq gyres subtropicaux, conditionne étroitement les équilibres énergétiques de notre planète. L’effet amplificateur du forçage solaire et orbital provient alors de la rétroaction positive exercée par le courant géostrophique (résultant de la combinaison des forces de gravité et inertielle due à la rotation de la terre) de l’onde de Rossby gyrale : l’oscillation de la thermocline est amplifiée par le courant géostrophique qui s’échauffe, ou se refroidit, selon que le courant de bord ouest accélère ou ralentit.

Ainsi la réponse modulée des gyres subtropicaux permet d’expliquer, à partir d’observations et en s’appuyant sur des bases physiques irréfutables, les changements climatiques à différentes échelles de temps (Pinault, 2018d). En s’appuyant sur ce phénomène inédit, cet article aborde la variabilité du climat avec un regard neuf tout en résolvant certaines énigmes sur la circulation océanique.

La variabilité naturelle du climat

Température globale et concentration en dioxyde de carbone au cours des quatre dernières périodes glaciaire-interglaciaire déduites de l’analyse des carottes de glace (Vostok, Antarctique). Les décalages en temps observés entre les deux courbes sont des artéfacts de mesure.
Température globale et concentration en dioxyde de carbone au cours des quatre dernières périodes glaciaire-interglaciaire déduites de l’analyse des carottes de glace (Vostok, Antarctique). Les décalages en temps observés entre les deux courbes sont des artéfacts de mesure.

À partir de proxys tirés des carottes de glace prélevées dans les calottes polaires, la corrélation observée entre la température globale de surface et le CO2 atmosphérique au cours des quatre dernières périodes glaciaires-interglaciaires montre que c’est la hausse de la température qui fait augmenter le CO2 dans l’atmosphère (par dégazage des océans principalement) et non l’inverse puisque les cycles observés sont le résultat du forçage orbital (cycles de Milankovitch).

Ce processus est toujours valable de nos jours mais n’est pas encore perceptible car la modification des équilibres de la couche de mélange des océans requière plusieurs centaines d’années. A contrario l’émission des gaz de combustion produit un effet plus rapide sur la température globale par forçage radiatif.

Irradiance solaire totale (TSI) obtenue à partir de 14C dans les cernes des arbres et de 10Be dans les carottes de glace (Steinhilber et al. 2012)
Irradiance solaire totale (TSI) obtenue à partir de 14C dans les cernes des arbres et de 10Be dans les carottes de glace (Steinhilber et al. 2012)

L’activité solaire au cours des 11.400 dernières années a été reconstituée en analysant conjointement la concentration de radiocarbone dans les anneaux des arbres et l’abondance isotopique du béryllium 10 dans les carottes de glace. Les isotopes 14C et 10Be, qui sont produits par les rayons cosmiques dans la haute atmosphère, reflète en effet l’activité solaire car en période de forte activité les rayons cosmiques sont déviés du système solaire et produisent donc moins d’isotopes cosmogéniques.

La reconstitution de l’activité solaire montre qu’elle varie continuellement. Au cours du dernier millénaire, les catastrophes humanitaires engendrées pendant les périodes de faible activité laissent à penser que la température de la planète a baissé, comme ce fut le cas au cours du dernier Petit Age Glaciaire : il existe indéniablement une relation de causalité entre l’activité solaire et la température.

Pourtant la variabilité de l’irradiance solaire a peu d’impact direct sur le climat

Comment le cycle de 11 ans, pendant lequel l’activité solaire varie de quelques dixièmes de pourcents, peut-il se faire si discret ? Bien que faible, cette amplitude est du même ordre que celle des cycles de plus longue période. Or, ce cycle de 11 ans a peu d’influence sur le climat comparé aux cycles de Milankovitch de très longue période et qui reflètent les variations des paramètres orbitaux de la terre autour du soleil. Ceux-ci ont un impact considérable, réglant en particulier les périodes de glaciation. Cette sélectivité ainsi que la variabilité de l’efficacité du forçage solaire et orbital au cours des périodes glaciaires-interglaciaires mise en évidence à partir de l’analyse des carottes de glace provenant du Groenland et de l’Antarctique suggèrent que des phénomènes de résonance entrent en jeu, filtrant certaines fréquences au profit d’autres tout en s’amplifiant ou s’atténuant au gré de l’extension des calottes polaires.

Une nouvelle approche: la réponse modulée des gyres subtropicaux (Pinault, 2018d)

L’impact direct de l’irradiance solaire ne permet pas d’expliquer la variabilité du climat aux différentes échelles de temps. Une telle hypothèse reviendrait à imaginer un système climatique soumis alors qu’il a ses propres fréquences, une inertie considérable, et manifeste de nombreux caprices, présages de phénomènes résonants. La dynamique des phénomènes climatiques suggère un rôle de premier ordre des océans dont l’influence, bien que reconnue de longue date, reste très mal connue. Les océans offrent en effet un champ d’investigation dont la portée est considérable, et qui concerne la résonance des ondes océaniques planétaires : celle-ci permet non seulement d’expliquer et de reproduire fidèlement le réchauffement de notre planète, plus exactement la variabilité du climat à moyen et long terme, mais également le phénomène El Niño, la succession d’années sèches ou humides observées en Europe de l’Ouest depuis les années 70 …

C’est que la ceinture tropicale des océans produit de longues vagues, dont la longueur d’onde est de plusieurs milliers de kilomètres. Guidées par l’équateur en raison de la force de Coriolis qui résulte de la rotation terrestre, elles sont déviées à l’approche des continents pour former des vagues hors de l’équateur. Ces longues vagues tropicales entrent en résonance avec le forçage exercé par les alizés, dont la période est annuelle, pour produire des subharmoniques dont la période est cette fois pluriannuelle. Ces longues vagues que les océanologues ont doté du nom de baroclines résultent de l’oscillation de la thermocline à une centaine de mètres de profondeur, voire plus, qui sépare les eaux chaudes de surface des eaux froides profondes, plus denses.

Cette résonance océanique tropicale est un des moteurs de la circulation océanique de surface et contribue à la formation des puissants courants de bord ouest que sont le Gulf Stream dans le nord Atlantique ou le Kuroshio dans le nord Pacifique, en y introduisant une succession d’eaux chaudes ou froides au gré de l’oscillation de la thermocline. Aux environs de la latitude 40°N ou S ces courants de bord ouest, qui s’écoulent dans la direction des pôles dans l’un et l’autre des hémisphères, quittent la bordure des continents pour rejoindre chacun des cinq gyres océaniques subtropicaux, gigantesques vortex au nord et au sud des océans Atlantique et Pacifique et au sud de l’océan Indien. Ces ondes forcées résonantes baroclines deviennent alors gyrales, leur longueur d’onde s’accordant sur la période du forçage héritée de la ceinture tropicale.

Pour des périodes comprises entre une demi-année et huit ans, le forçage de ces ondes de Rossby gyrales provient de la succession d’eaux chaudes et froides véhiculées par les courants de bord ouest, et qui provoquent maintenant l’oscillation de la thermocline du gyre. Mais ces gigantesques ondes de Rossby gyrales ont également la propriété de rentrer en résonance avec les cycles solaires de longue période pouvant atteindre un à plusieurs siècles, ainsi qu’avec les cycles de Milankovitch qui affectent la survenance des périodes glaciaires et interglaciaires, et qui traduisent les variations des paramètres astronomiques terrestres à l’échelle de plusieurs dizaines de milliers d’années.

Ces ondes baroclines résonantes ont la propriété de ‘cacher’ l’énergie thermique qui les anime par abaissement de la thermocline; en raison d’une rétroaction positive ces eaux chaudes profondes favorisent l’accélération du courant de bord ouest ainsi que le développement des anomalies thermiques de surface, soutenant ainsi les échanges thermiques entre la surface de l’océan et l’atmosphère : les anomalies thermiques de surface induisent des instabilités atmosphériques dites, là encore baroclines, dépressions ou cyclones, qui, portées par les courants-jets en altitude, voyagent à travers les continents.

De cette manière, la température de surface des continents réagit aux anomalies thermiques des gyres subtropicaux. Positives ou négatives au gré du mouvement de la thermocline, ces anomalies thermiques de la surface des océans, qui résultent de la rémanence du gradient thermique vertical, tendent à produire les mêmes anomalies à la surface des continents. Ceci en raison de l’activité cyclonique ou anticyclonique de l’atmosphère stimulée aux moyennes latitudes. Ces équilibrages thermiques internes à notre planète, qui se font au fil des années, lissent les variations du climat que nous observons quotidiennement aux moyennes latitudes. Le déséquilibre entre l’énergie reçue par la terre et celle réémise dépend principalement de la profondeur de la thermocline des ondes de Rossby gyrales.

La résonance des ondes tropicales

Pour comprendre ce qu’est la réponse modulée des gyres subtropicaux, moteur de la variabilité du climat à moyen et long terme, et son couplage avec les cycles solaires et orbitaux, il nous faut d’abord nous focaliser sur la résonance des ondes tropicales océaniques desquelles sont héritées les périodes de résonance. L’étude des ondes baroclines quasi-stationnaires dans les trois océans tropicaux repose sur la mise en évidence des anomalies altimétriques ainsi que des courants modulés dans des bandes caractéristiques, comme la bande 8-16 mois pour les ondes annuelles. A partir des mesures de la hauteur de la surface des océans sont déduites l’amplitude et la phase des anomalies altimétriques, mais également la vitesse et la phase des courants géostrophiques modulés à partir de la pente de la surface de l’océan, ceci grâce à l’utilisation des ondelettes croisées.

Des ondes quasi-stationnaires se forment, représentant un même phénomène dynamique dans une bande de fréquence caractéristique. Les forces géostrophiques contraignent étroitement le comportement des ondes baroclines aux limites du bassin, formant des ventres aux anomalies altimétriques et des nœuds là où les courants géostrophiques modulés assurent le transfert de l’eau chaude d’un ventre à l’autre. Les courants géostrophiques modulés, qui changent de direction deux fois par cycle, se superposent au courant entraîné par le vent. Bien que ces termes nœud et ventre soient abusifs parce que la phase des ondes quasi-stationnaires n’est pas uniforme, ce qui peut impliquer un chevauchement des nœuds et des ventres, ils rendent compte de l’évolution de l’onde au cours d’un cycle de manière explicite.

L’océan Atlantique tropical
L’océan Pacifique tropical
L’océan Indien tropical

La résonance des ondes de Rossby gyrales 

Aux 5 gyres subtropicaux correspondent 5 courants de bord ouest qui sont le Gulf Stream et le courant du Brésil dans l’Atlantique Nord et Sud, le Kuroshio et le courant d’Australie orientale dans le Pacifique Nord et Sud, l’Agulhas dans l’océan Indien du sud. Sous l’influence des ondes baroclines forcées de manière résonante, les trois océans tropicaux alimentent ces courants de bord ouest en une séquence d’eaux chaudes et froides à raison d’un cycle tous les 1/2, 1, 4 et 8 ans. Les océans tropicaux se comportent en effet comme des « résonateurs » sous l’effet du forçage imputable à la tension des alizés ainsi que l’ENSO pour ce qui concerne le Pacifique.

En fait, au cours de ces cycles la température de l’eau transportée par les courants de bord ouest ne varie pas ou peu: l’analyse en ondelettes de la température de surface des océans ne fait pas apparaître d’anomalies dans les différentes bandes de fréquence caractéristiques. C’est la profondeur de la thermocline qui varie, donc la masse d’eau chaude transportée vers les pôles, sans pour autant susciter la formation d’ondes baroclines qui, se dirigeant vers l’ouest, seraient immanquablement anéanties au contact des côtes.

Ceci n’est plus vrai lorsque le courant de bord ouest atteint une latitude voisine de 35° à 40°N ou S. Aux hautes latitudes, la vitesse du courant de bord  ouest augmente alors que la vitesse de phase des ondes baroclines diminue: des ondes baroclines se forment dès que la vitesse du courant de bord ouest devient supérieure à leur vitesse de phase.

En particulier, le courant de bord ouest devient instable lorsque sa vitesse est supérieure à la vitesse de phase des ondes de Rossby, cette condition induisant une résonance. Tout obstacle obligeant le courant à s’éloigner de la côte engendre la formation d’ondes de Rossby quasi-stationnaires, que ce soit en raison du tracé de la côte ou de la rencontre d’un courant voyageant en sens inverse le long de la côte: le courant de bord ouest change de direction et s’oriente progressivement vers l’est alors que l’onde de Rossby se propage dans le sens opposé.

Les ondes de Rossby gyrales de courte période
Les ondes de Rossby gyrales de longue période

Par où la terre se réchauffe…ou se refroidit

Instabilités baroclines atmosphériques

La résonance gyrale et tropicale produisant des anomalies thermiques de surface positives ou négatives, celles-ci peuvent induire des systèmes de haute et basse pression atmosphérique qui impactent le climat à l’échelle planétaire. Pour quantifier le transfert d’énergie de l’anomalie thermique aux continents il faut d’abord considérer l’état non perturbé du système en l’absence d’anomalie thermique océanique résultant de la résonance d’ondes baroclines, ce qui suppose que l’énergie moyenne captée par la terre est entièrement réémise dans l’espace. Ceci n’est vrai que si les transferts d’énergie sont moyennés sur une, voire plusieurs années pour éliminer l’empreinte des phénomènes non liés à la résonance d’ondes baroclines et qui occasionnent un déséquilibre du bilan énergétique au cours du cycle annuel: c’est le cas par exemple de la formation de la glace de mer pendant l’hiver et sa fonte pendant l’été.

Ensuite, l’état perturbé résultant du déséquilibre au niveau du bilan énergétique dû au transfert de chaleur vers les hautes latitudes des gyres se comporte, en ce qui concerne les échanges océan-atmosphère, de la manière d’un système thermodynamique quasi-isolé. En effet, les échanges thermiques sont principalement régis par des flux de chaleur latente et sensible. L’écart des flux radiatifs entre la surface des gyres et celle de l’océan environnant est très faible par rapport aux autres flux thermiques. Cela implique que la chaleur dissipée à l’interface océan-atmosphère aux latitudes moyennes est conservée à l’échelle planétaire. Comparé au système non perturbé, l’état perturbé du système tend vers un nouvel état d’équilibre dans lequel un nouvel équilibre thermique se produit entre la perturbation de la surface de la mer ΔT et les continents. En raison de sa persistance, qui reflète le renouvellement de la couche de mélange aux latitudes élevées des gyres tout en maintenant le gradient thermique vertical, ΔT a tendance à s’équilibrer avec la perturbation de la température de surface des continents.

Bien que la zone concernée par les anomalies thermiques océaniques soit faible en comparaison de la surface des océans, elles génèrent des instabilités baroclines atmosphériques qui ont un rôle de premier plan dans le transfert de chaleur entre les océans et les continents. Cependant, les mécanismes impliqués diffèrent selon que l’on considère les tropiques ou les latitudes moyennes. Comme nous allons le découvrir en nous référant à l’oscillation de la pluie dans la bande 5-10 ans, le transfert thermique, positif ou négatif, entre les anomalies résultant de la résonance d’ondes baroclines et les régions continentales impactées s’effectue essentiellement de deux manières (Pinault, 2018a). D’une part les anomalies thermiques océaniques aux moyennes latitudes dévient les cyclones tropicaux vers les moyennes latitudes ou au contraire les confinent dans la ceinture tropicale selon le signe des anomalies. D’autre part elles favorisent des dépressions, les anticyclones et les creux barométriques aux moyennes latitudes, ces phénomènes atmosphériques prenant naissance sous l’effet du courant-jet polaire ou subtropical. Dans tous les cas, les instabilités baroclines atmosphériques peuvent engendrer des transferts thermiques à l’échelle synoptique, essentiellement sous la forme de chaleur latente.

Oscillation de la pluie: échanges thermiques entre océans et continents

Pour mettre en évidence comment certaines régions terrestres sont impactées par les instabilités baroclines atmosphériques induites par les anomalies thermiques résultant de la résonance d’ondes baroclines, il est commode d’utiliser les données mensuelles de hauteur de pluie qui sont connues depuis 1901 à l’échelle terrestre. En effet, le transfert de chaleur depuis les océans aux continents résultant principalement de processus d’évaporation et de condensation, la manière dont la hauteur des précipitations varie dans le temps caractérise les régions impactées.

Oscillation de la pluie

Le climat à différentes échelles de temps

L’état de l’art

Souvent la paléoclimatologie en est encore au stade de la spéculation sur ce que pourraient être les causes sous-jacentes des transitions climatiques rapides, les cycles et les effets du forçage. Cela nous amène à la manière dont le système climatique répond à des stimuli externes avec sa propre dynamique. Lorsque la dynamique interne du système climatique est compatible avec un stimulus externe, un phénomène de résonance se produit. L’étude de ces résonances nous renseigne donc sur la dynamique interne du système terrestre, fer de lance de notre compréhension des mécanismes impliqués dans les errances du climat.

Comprendre les caprices du climat devient possible à partir des archives du climat passé. Nous disposons en effet depuis quelques décennies de données d’une qualité exceptionnelle permettant de retracer le climat jusqu’à plusieurs millions d’années avant le présent (BP), avec une résolution de quelques années. Cette prouesse technologique a été rendue possible grâce à l’analyse d’isotopes stables dans les carottes de glace prélevées dans les calottes polaires arctiques et antarctiques, ainsi que dans des carottes de sédiment provenant des fosses océaniques.

L’analyse des carottes de glace joue un rôle essentiel dans la compréhension des différents mécanismes impliqués dans l’évolution naturelle du climat au cours des derniers grands cycles des périodes glaciaires et interglaciaires. Les enregistrements les plus anciens obtenus à ce jour couvrent 800.000 ans, la seconde moitié du quaternaire. Les données obtenues à partir du deutérium 2H des carottes de glace : Antarctique Dome C (European Project for Ice Coring in Antarctica EPICA) sont utilisées pour l’estimation de la température globale dans l’hémisphère sud [Jouzel et al, 2007]. 18O obtenu à partir de carottes de glace du Sommet du Groenland GISP2 (Greenland Ice Sheet Project 2 Ice Core), Grootes et Stuiver, [1997] est utilisé comme indicateur de la température globale dans l’Atlantique Nord [Jouzel et Merlivat, 1984].

Les carottes de sédiments permettent l’étude de la composition des différentes couches de sédiments accumulées au fond des océans au fil du temps. On y trouve des micro-organismes fossiles composés de carbonate de calcium. En étudiant le « rapport d’abondance » des isotopes 18O et 13C du carbone, on peut reconstituer les climats du passé en remontant à plusieurs millions d’années. Ils établissent la manière dont les océans ont évolué au cours des différentes périodes climatiques (température, salinité, nutriments, …).

L’Holocène

Le climat au cours de l’Holocène qui a commencé avec la période interglaciaire, il y a environ 12500 années, peut être étudié à partir des indicateurs représentatifs du rayonnement solaire et de la température moyenne globale dans les deux hémisphères. Du couplage entre le rayonnement solaire et la température moyenne globale seront déduites des informations sur la dynamique interne du système climatique. En outre, plusieurs accidents climatiques se superposent aux oscillations, les plus importants étant observés  8,2 ka, 5.5 à 5.3 ka et 2.5 ka (ka=103 ans) BP. Ces événements, qui sont considérés comme indissociables des changements climatiques quasi-périodiques à l’échelle millénaire, au même titre que les cycles Dansgaard-Oeschger (D-O), sont caractéristiques de l’Holocène [O’Brien et al, 1996; Bond et al, 1997; Bianchi et McCave, 1999; de Menocal et al, 2000; Giraudeau et al, 2000].

L’Holocène
La période glaciaire-interglaciaire

Bien que l’étude de l’Holocène, à elle seule, apporte les éléments essentiels nécessaires à la compréhension de la variabilité climatique actuelle, de nouvelles propriétés de la résonance gyrale émergent quand on s’intéresse à l’ère glaciaire-interglaciaire, propriétés qui permettent de lever quelques mystères entourant le climat de ces quelques derniers millions d’années.

Comme pour l’Holocène, l’étude comparative de la température moyenne globale et de l’irradiance solaire peut être effectuée de manière à déduire l’efficacité du forçage orbital sur la résonance gyrale. La température moyenne globale est tirée des enregistrements des carottes de sédiments après qu’ils aient été calibrés par rapport aux enregistrements des carottes de glace. Le forçage orbital est calculé à partir des paramètres de Milankovitch (Berger, 1992).

La période glaciaire-interglaciaire

La climatologie est une science jeune. La plupart des mécanismes impactant le climat sont mal connus, qu’ils soient d’origine naturelle ou anthropique. La manière dont les cycles solaires et orbitaux influencent la température de surface de notre planète reste un des plus grands mystères depuis les travaux de Milankovitch. Cet article tente d’y apporter quelques réponses en invoquant un phénomène jusque-là inconnu, qui est la résonance des ondes de Rossby gyrales.

Le climat actuel

En ce qui concerne l’impact anthropique, de nombreuses recherches sont encore nécessaires pour comprendre les mécanismes d’amplification de l’effet de serre. L’effet cumulé des gaz à effet de serre sur la température de surface est très faible comparé aux résultats de mesure de la température moyenne dont la composante anthropique croit de manière linéaire depuis les années 70 à raison de 0,8 à 1°C en 50 ans. Ceci suppose une puissante rétroaction positive de l’effet de serre sur la température globale. La prise en compte de la composante naturelle de la température de surface permet de connaître avec précision la composante anthropique obtenue en soustrayant la composante naturelle de la température de surface mesurée à partir des stations météorologiques terrestres ou depuis des satellites. La grande disparité de la répartition spatiale des variations de température d’origine anthropique laisse à penser que le gradient thermique adiabatique joue un rôle essentiel et, avec lui, le comportement des nuages de haute altitude aux confins de la troposphère.

Le climat actuel (Pinault, 2018e)

Quel est le devenir de notre planète ?

La réaction de la banquise au réchauffement climatique

Une des conséquences les plus importantes du réchauffement climatique est la fonte de la banquise polaire. Ce phénomène est suivi avec la plus grande attention. En particulier, la mesure satellitaire de la concentration de glace de mer par micro-ondes fournit des informations pertinentes sur l’évolution temporelle de la banquise polaire: l’amplitude des variations du pourcentage de glace met en évidence les zones les plus impactées.

Le climat futur…

L’étude des ondes planétaires de très longue longueur d’onde forcées de manière résonante, qui ont été ignorées jusqu’à présent, s’avère prometteuse en océanologie physique et en climatologie. Ce peut être un pas en avant décisif dans les domaines qui sont encore mal connus, tels que la formation et la stabilité des gyres subtropicaux ainsi que la variabilité climatique à long et très long terme, des citadelles restées invincibles depuis un bon demi-siècle et qui, par conséquent, ne peuvent l’être qu’en ayant recours à des concepts nouveaux. Cet article fournit une base physique à un phénomène de résonance que de nombreux chercheurs ont pressenti depuis longtemps, permettant d’expliquer comment l’efficacité du forçage solaire et orbital a pu varier d’un facteur 5 au cours des périodes glaciaires-interglaciaires, ainsi que la contribution de la variabilité naturelle dans le réchauffement climatique qui a prévalu depuis le début du 20ème siècle.

La variabilité naturelle de la température moyenne amorce une décroissance due principalement à l’harmonique des ondes de Rossby gyrales de 64 ans de période moyenne. Toutefois celle-ci reste faible (quelques dizaines de degrés) par rapport à la composante anthropique et ne peut suffire à inverser la tendance.

Le réchauffement observé depuis 1970 est essentiellement imputable aux activités humaines dont l’évolution va être déterminante au cours des décennies qui viennent. Aucune inflexion n’étant perceptible sur la courbe de croissance de ces 50 dernières années, tout laisse à penser que la température moyenne va encore augmenter de près de 1°C au cours des 50 prochaines années si le renchérissement de la production des gaz à effet de serre ne faiblit pas.

La prise en compte de la variabilité naturelle du climat dans le réchauffement confirme l’importance de l’impact anthropique et précise son évolution. Un énorme travail reste à accomplir mais souhaitons que cet article participe à jeter de nouvelles bases afin de préciser et anticiper le climat futur.

Références

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Glossaire

Les événements Dansgaard-Oeschger (souvent abrégés D-O) désignent les fluctuations rapides du climat qui ont eu lieu au cours de la dernière période glaciaire.

Le terme isotopes stables se réfère généralement à des isotopes d’un même élément. L’abondance relative de ces isotopes stables peut être mesurée expérimentalement (analyse isotopique), ce qui donne un rapport isotopique : les abondances relatives sont affectées par le fractionnement isotopique dans la nature, d’où leur intérêt en géochimie.

En météorologie, les phénomènes à l’échelle synoptique se caractérisent par une longueur de plusieurs centaines à plusieurs milliers de kilomètres et une durée de plusieurs jours.

Une onde stationnaire est le phénomène résultant de la propagation simultanée dans des directions différentes de plusieurs ondes de même fréquence. Une onde stationnaire forme une figure dont certains éléments appelés nœuds restent fixes, alternant avec les ventres.

Le paramètre de Coriolis f est égal à deux fois la vitesse de rotation de la terre Ω multipliée par le sinus de la latitude φ: f = 2Ωsin φ. La force de Coriolis, quant à elle, agit perpendiculairement à la direction du mouvement du corps en déplacement. Elle est proportionnelle à la vitesse du corps ainsi qu’à la vitesse de rotation du milieu.

Onde barocline.Par opposition aux ondes barotropes qui se meuvent parallèlement aux isothermes les ondes baroclines de Rossby ou de Kelvin provoquent un déplacement vertical de la thermocline, souvent de l’ordre de plusieurs dizaines de mètres. Les secondes sont généralement plus lentes que les premières.

Les courants géostrophiques sont établis à partir des mesures du vent, de la température ainsi que de l’altimétrie par satellite. Le calcul utilise un modèle géostrophique quasi-stationnaire tout en intégrant une composante résultant de la tension des vents. Le courant géostrophique ainsi obtenu est moyenné sur les 30 premiers mètres de l’océan.

L’instabilité barocline tire son énergie de la part de l’énergie potentielle disponible à convertir. L’énergie potentielle disponible dépend du gradient de température horizontal. Les conversions d’énergie sont proportionnelles aux flux thermiques perturbés horizontaux et verticaux qui, dans le cadre de cet article, sont liées aux anomalies thermiques océaniques résultant de la résonance d’ondes baroclines. Un gradient de température horizontal implique la présence d’un cisaillement vertical. L’instabilité barocline est donc également une instabilité du cisaillement vertical.

Les courants-jets sont des vents rapides d’altitude soufflant d’ouest en est. Empruntant un trajet courbe et sinueux, ils jouent un rôle majeur dans la circulation atmosphérique car ils participent à la formation des anticyclones et dépressions aux latitudes moyennes, qui se déplacent ensuite sous ces courants d’air puissants.

Les courants de bord ouest, chauds, profonds, étroits et rapides se forment le long de la bordure ouest des bassins océaniques. Ils transportent de l’eau chaude des tropiques vers les pôles, constituant la branche ouest des gyres subtropicaux. Ce sont le Gulf Stream (nord Atlantique), le courant du Brésil (sud Atlantique) l’Agulhas (sud de l’océan Indien), le Kuroshio (nord Pacifique), et les courants de bord ouest du gyre subtropical du sud Pacifique.

Les boucles de rétroaction positives amplifient les modifications d’un système dynamique; cela tend à éloigner le système de son état d’équilibre et à le rendre plus instable. Les rétroactions négatives ont tendance à amortir les modifications; cela tend à maintenir le système dans un état d’équilibre le rendant plus stable.

Le gradient thermique adiabatique est, dans l’atmosphère terrestre, la variation de température de l’air avec l’altitude (autrement dit le gradient de la température de l’air). Adiabatique signifie qu’une masse d’air n’échange pas de chaleur avec son environnement (autres masses d’air, relief). Si l’on exclue la condensation (formation de nuages et précipitations) et la vaporisation, le gradient thermique de l’atmosphère ne dépend que de la pression.

Comme tout système d’oscillateurs couplés forcés de manière résonante, les ondes baroclines quasi-stationnaires oscillent selon des modes subharmoniques, qu’elles soient tropicales ou aux moyennes latitudes. Leur couplage s’exerce lorsqu’elles partagent le même courant modulé (le nœud) à l’origine des échanges entre les ventres (là où la thermocline oscille) en opposition de phase.
La période moyenne τ0 de l’onde fondamentale étant annuelle selon la déclinaison du soleil, les périodes moyennes des subharmoniques se déduisent par récurrence. La période τm+1 se déduit de la période τm de sorte que τm+1 =nm τm où nm est un nombre entier. Les périodes moyennes des principaux modes observés sont 1, 4 et 8 ans sous les tropiques (la période moyenne de 4 ans cadence le phénomène El Nino dans le Pacifique tropical). Aux moyennes latitudes ce sont (en années) 1, 4, 8=4×2, 64=8×8, 128=64×2, 256=128×2 (forçage solaire, cycle de Gleissberg), 768=256×3 (forçage solaire), 24576=768×32 (forçage orbital, précession), 49152=24576×2 (forçage orbital, obliquité), 98304=49152×2 (forçage orbital, excentricité). L’efficacité du forçage est d’autant plus grande que sa période est proche d’une des périodes de résonance du système climatique.
Aux longues périodes correspond un nombre entier de tours effectué par l’onde de Rossby gyrale autour du gyre (de manière anticyclonique) pendant une demi-période. Ce nombre de tours est le mode sous-harmonique. Pour la période de 128 ans l’onde de Rossby gyrale parcourt 2 tours sauf dans le Sud Pacifique où il est de 1 et le sud de l’Océan indien où il est de 3/2.

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19 commentaires sur “Changement climatique

  1. De la pseudo-science dans toute sa splendeur.

    Si je puis me permettre, la courbe de Dansgaard et al (1969) s’arrête en 1950. Il est donc impossible au vu de cette courbe de dire qu’il y a eu des périodes plus chaudes que celle que nous connaissons à partir de 1970 (+ 0.6° en 45 ans)..

    Ensuite comparer des taux de CO2 et des températures à l’échelle de millions d’années avec une échelle de quelques décennies c’est soit de la profonde ignorance soit de la tentative d’enfumage.

    cordialement.

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    1. Merci pour vos commentaires,
      J’espère que votre curiosité vous poussera à aller plus loin dans vos investigations.
      1) pour ce qui est de la courbe de Dansgaard et al (1969) elle n’est à ce stade utilisée que de manière qualitative. Comme vous pourrez le constater l’efficacité du forçage solaire déduit de l’analyse des carottes de glace et de la température de surface du nord de l’Atlantique permettent d’expliquer l’accroissement de la température globale depuis 1970.
      2) le but de cette courbe (température globale/CO2) est de montrer qu’il n’y a pas de relation directe entre ces deux variables.
      Le but de ce travail est d’établir un dialogue constructif, pas d’enfumer. Il essai de montrer le rôle des océans dans la variabilité du climat en apportant des éclairages nouveaux sur les phénomènes observés.
      Bien cordialement,
      Jean-Louis Pinault

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  2. Merci pour votre travail et pour vos efforts de vulgarisation.

    Comment évolueraient à votre avis ces gyres océaniques lors de la baisse du niveau des océans en période glaciaire?
    Ces baisses de niveau des Océans induisent des modifications du profil des rivages avec la disparition de certains détroits par où s’écoulent les courants marins. L’Indonésie par exemple était probablement rattachée au continent asiatique lors des glaciations.

    Haute Normandie, les stratifications des bancs de silex le long des falaises obéissent à des cyclicités assez peu étudiées. Selon http://craies.crihan.fr/?page_id=63 ces dépots pourraient être lié à des eaux devenant plus froide donc plus riches en Oxygène. Ces cycles seraient de l’ordre de 18 000 ans. La position des continents est relativement connue au Crétacé. Comment verriez vous ces gyres océaniques et leur influence lors de ces périodes de dépôt de craie.

    Juste de la curiosité, j’habite au dessus des falaises ….

    Cordialement

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    1. Merci pour l’intérêt que vous portez à ce travail. En période de glaciation, l’avancée des calottes polaires stimule le forçage solaire et orbital des ondes gyrales, ce qui a joué, semble-t-il, un rôle important sur la régulation du climat pendant tout le quaternaire. Ceci permet d’expliquer comment l’efficacité du forçage peut varier d’un facteur 5: de 5 °C/(W/m2) pendant la dernière glaciation elle est passée à 1 °C/(W/m2) il y a 4800 ans.
      Cordialement

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  3. Dans quelle mesure la géoingénirie du climat depuis les années ’90 au moyen de «chemtrails» et de technologie HAARP (modifications des températures) joue-t-elle un rôle dans les changements climatiques (froid, chaud, sécheresse, inondations, ouragans, etc.)? Selon vous, ces interventions qui sont l’oeuvre d’un certain groupe d’hommes militaires (U.S. Navy) sont-elles utiles ou nuisibles ?

    Pourquoi n’en parlez-vous pas dans votre article ?

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    1. Je ne pense pas que l’homme ait une quelconque action sur le climat, en dehors de l’effet de serre dû aux émissions de CO2 et qui est bien plus faible que ce que prétend le GIEC. Actuellement, aucun argument sérieux milite en faveur d’hypothèses catastrophistes.

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  4. Bonjour,
    Je voudrais revenir sur quelques imprecisions que j’ai repéré lorsque vous comparez températures et CO2. Vous montrez un graph des 600 millions dernieres années comparant CO2 et temperatures et vous en deduisez « l’accroissement du CO2 atmosphérique serait responsable du réchauffement par forçage radiatif ne repose donc sur aucune base physique ». Precisemment la relation entre gaz a effets de serre et temperatures est un principe elementaire de la physique. Mais vous semblez omettre que le CO2 n’est pas le seul gaz a effet de serre et la composition de l’atmosphere du paleozoic n’etait pas la meme qu’aujourd’hui. Le methane CH4 a par exemple joué un grand role dans l’évolution géologique des temperatures et l’évolution du CO2 ne jouait alors qu’un petit role.
    Donc vous ne pouvez pas comparer le paleozoic avec le quaternaire en terme de relation temperature/CO2, cela n’a aucun sens.
    Pourquoi ne pas montrer une courbe du quaternaire comme celle-ci http://www.euanmearns.com/wp-content/uploads/2014/11/vostok_temperature_co2.png
    ou l’on voit bien que temperatures et CO2 sont couplées au cours du quaternaire. Les cycles de Milankovitch sont a l’origine de la variation de temperatures et donc de variations du CO2. D’ailleurs vous etes d’accord puisque vous dites « c’est la hausse de la température qui fait augmenter le CO2 dans l’atmosphère (par dégazage des océans principalement) et non l’inverse ».

    Du coup vous contredisez votre premier point mais vous avancez un nouvel argument qui est que la temperature joue sur le CO2 et non l’inverse.
    Effectivement durant le quaternaire les variations de temperatures ont fait varier le CO2 passant de 190ppm en periode froide a 270ppm en periode chaude.
    Mais vous omettez qu’en faite CO2 et temperatures sont couplés et donc l’un fait varier l’autre. La seule difference entre le quaternaire et la periode recente de forte emission de Co2 par lhomme , c’est l’input. Dans un cas c’est la temperatures qui a commencer a varier (du aux cycles de Milankovitch) et qui a donc fait varier le CO2, faisant a son tour varier la temperature. Dans notre cas recent le CO2 est l’input. Cela n’est pas incompatible. En tous cas c’est nier le principe physique du role des gaz a effet de serre dans l’evolution des temperatures. Exliquez moi la raison qui ferais qu’un taux de CO2 de 390ppm (Bien au dela des 270ppm des dernieres periodes chaudes) n’aurait pas d’impact sur la température?

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    1. Merci de vous intéresser à ce travail. Vos commentaires sont très pertinents et j’ai remplacé la figure portant sur la figure température/CO2 des 600 derniers millions d’années par celle que vous suggérez.
      Par contre j’ai ajouté des explications sur l’impact du CO2 atmosphérique sur la température globale (réchauffement anthropique):
      L’émission des gaz de combustion produit un effet immédiat sur la température globale par forçage radiatif, mais cet effet est non-linéaire. En l’absence de rétroaction positive des gaz à effet de serre sur la température, un phénomène de saturation se produit lorsque la concentration du dioxyde de carbone augmente. En effet, l’altitude à partir de laquelle les radiations thermiques émises par la terre (dans la bande d’absorption du CO2) s’échappent vers l’espace augmente avec la concentration du CO2. Ceci résulte de l’épaississement de la couche opaque au sein de laquelle toute émission dans le spectre infrarouge du CO2 est réabsorbée ou diffusée. Ce phénomène de saturation apparaît dès lors que l’émission des radiations thermiques se produit dans la stratosphère, c’est-à-dire là où la température varie peu avec l’altitude.

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      1. «  » » »L’émission des gaz de combustion produit un effet immédiat sur la température globale par forçage radiatif, » » » »

        C’est totalement inexact, le système comporte un forte inertie due en majorité à la capacité thermique des océans

        Vous ne comprenez rien à la physique de l’atmosphère, La tropopause est à altitude variable, ce que vous dites n’a aucun sens.

        Avant de vouloir critiquer le travail de scientifiques compétents en la matière, il vous faudrait apprendre les base mon cher.

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  5. Vos commentaires sont les bienvenus. J’ai remplacé ‘immédiat’ par ‘plus rapide’ et je fais part de l’approximation dans la conclusion de la page ‘Effet de serre’ :
    ‘En dépit des hypothèses simplificatrices (en particulier les conditions TPN sont utilisées, un modèle plus complet devrait faire intervenir l’altitude variable de la tropopause) le réchauffement anthropique…’ la suite est inchangée.
    N’hésitez pas à me faire part de vos compétences.
    Cordialement

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  6. Bonjour Jean-Louis,

    Merci pour ce travail en profondeur, et bravo pour votre patience d’ange face à certains donneurs de leçons, dont les connaissances en climatologie paraissent pourtant bien minces devant les vôtres. Je crains que Robert n’ait confondu SCE (sensibilité climatique d’équilibre) et SCT (sensibilité climatique transitoire). Ce monsieur devrait aller visiter un lien qui explique tout ça assez bien et sans arrière-pensées: http://www.clubdesargonautes.org/faq/sensibilite-du-climat.php. Il y verra aussi que, depuis plus de 30 ans, ces deux paramètres sont estimés avec une très grande incertitude par les modèles climatiques. Même pour la SCE, la plage d’incertitude va de 1 à 3 (1,5°C à 4,5°C pour un échelon 280/560 ppmv CO2). Ceci ne reflète évidemment pas l’incompétence des climatologues mais l’immaturité de leur jeune discipline, où les controverses sont vives contrairement à ce que les rapporteurs du GIEC et leurs relais médiatiques veulent faire croire aux ignorants (le prétendu consensus). Dans l’immense complexité de la machine climatique, le CO2 n’est qu’un élément parmi d’autres, qu’il ne faut évidemment pas écarter, mais j’ai comme vous le sentiment que certains aspects du problème, peut-être moins spectaculaires et moins alarmistes que ceux mis en avant jusqu’ici, ont été quelque peu négligés. Il conviendrait peut-être de recentrer cette science émergente sur les grandes inconnues que sont la dynamique des nuages et, en amont, le couplage des cycles océaniques avec le forçage astronomique, comme vous et quelques autres essayez de le faire. Car je ne vois pas comment on pourrait éluder la variabilité naturelle si l’on veut répondre de manière plus précise à la fameuse question à 90.000 milliards de dollars: quelle est la part du forçage anthropique dans le réchauffement actuel?

    Mais je voudrais revenir sur le graphe montrant la variation de la TSI entre l’an 800 et l’an 2000 (Steinhilber et al. 2012). Ce graphe semble établir une corrélation très nette entre les 5 minima de la TSI et les 5 minima de température attestés par les historiens. Une telle corrélation ne pouvant être fortuite, elle fournit un argument très fort en faveur de l’irradiation solaire comme cause principale (ou déclencheur) des variations du climat au cours du dernier millénaire, du moins à l’échelle séculaire (excluant les cycles de Schwabe, dont la période de 9 à 13 ans serait trop courte pour perturber les gyres océaniques, si je vous ai bien compris).

    N’ayant pas lu le papier de Steinhilber et al., je me pose trois questions:

    1) Les mesures isotopiques (14C et 10Be) sur lesquelles ce graphe est basé étaient-elles connues en 1998, quand Mann a sorti sa fameuse crosse de hockey, qui atténue très fortement les deux premiers minima (celui de Wolf et celui de Spörer) et gomme complètement le troisième (Maunder)?

    2) Quand le GIEC, après la polémique entre Mann et les M&Ms (2003) puis le rapport Wegman (2006) discréditant les travaux de Mann, ressort les crosses de hockey dans l’AR5 en 2013, les confronte-t-il au graphe de Steinhilber 2012?

    3) Si ce graphe est solide et ne souffre pas de biais analogues à ceux qui auraient affecté les résultats de Mann, n’invalide-t-il pas définitivement ces derniers, ainsi que les résultats analogues des autres équipes « de hockey » censés les conforter (le fameux plat de spaghettis)? Car enfin, s’il existe réellement une corrélation entre 5 minima d’irradiation solaire attestés par des mesures récentes et 5 minima de température établis longtemps auparavant par les historiens, pourquoi continuer à faire confiance à des reconstructions dont la fiabilité est douteuse et qui se contredisent les unes les autres?

    En espérant que vous pourrez m’éclairer,

    Bien cordialement,

    Vincent

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    1. Bonjour Vincent,
      Merci de me faire part de vos réflexions. Je ne sais pas si je pourrai vous éclairer davantage.
      1) Le fait que la composante naturelle du réchauffement soit assujettie aux variations de l’irradiance solaire (forçage solaire et orbital) ne fait aucun doute. Comme vous le dites l’histoire de l’humanité de ces deux derniers millénaires le montre. Mais lorsqu’on cherche une relation causale entre le forçage solaire (en W/m2) et la température de surface (en °C) on s’aperçoit qu’il existe un médiateur qui ne peut être que l’océan. En effet le système climatique manifeste un caractère résonant filtrant des fréquences au profit d’autres. C’est ce qui m’a incité à en savoir plus sur le moteur des courants de surface et en particulier sur le fonctionnement des gyres sous tropicaux. Le concept ‘d’ondes de Rossby gyrales permet d’expliquer le comportement résonant du système climatique, les fréquences propres étant compatibles avec les observations.
      2) Pour ce qui concerne la composante anthropique du réchauffement (qui croit de manière linéaire depuis 1970 et qui était peu visible auparavant lorsque les concentrations de CO2 dans l’atmosphère et les océans étaient en équilibre) il faut faire intervenir un phénomène d’amplification de l’effet de serre. Cet effet est très variable selon les climats et tout laisse penser qu’il résulte des nuages dans les hautes couches de l’atmosphère (limite de la troposphère), c’est à dire du gradient thermique adiabatique. Pour le moment cette hypothèse repose sur des déductions. Je ne pense qu’il existe des données fiables sur ces nuages de très haute altitude.
      En espérant contribuer à répondre à vos attentes,
      Bien cordialement,
      Jean-Louis

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  7. Oups ! J’avais oublié: savez-vous où je pourrais trouver des données sur l’évolution de la couverture nuageuse diurne et nocturne dans les deux hémisphères depuis 1979? J’ai recherché (rapidement) sur les sites de la NASA et de la NOAA, sans succès.

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  8. Bonjour Monsieur Pinault,

    Merci pour votre travail très intéressant et votre critique raisonnée des positions des uns et des autres sur le sujet.

    Pensez-vous que nous en sachions suffisamment à l’heure actuelle pour envisager de lister et rendre compréhensible pour tous les manques qui coincent dans les outrances du GIEC ainsi que dans celles de certains de leur opposants.
    Personnellement j’ai toujours été hyper déçue de constater que certains arguments -pourtant de valeur reconnue- sont niés ou voient leur importance minimisée d’un côté comme de l’autre et que d’autres arguments dont la base scientifique a été reconnue faible continuent d’être diffusés d’un côté comme de l’autre (comme la légende de la température de la Terre sans atmosphère égale à -18¨C par exemple).

    Je trouve qu’il serait très important de permettre aux citoyens de comprendre enfin de quoi il est question dans cette controverse qui quoi qu’on puisse en dire est scientifique et ne doit donc pas donner lieu à des prises de position relevant du « credo ».

    Bien cordialement à vous,
    Fabienne

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    1. Bonjour,
      La climatologie est une science jeune et la réponde à beaucoup de problèmes évolue entre fantasme et objectivité. C’est ce qui me passionne. J’essaie d’apporter certains éléments de réponse à la variabilité naturelle du climat qui, par ricoché, précise l’impact anthropique du aux émissions des gaz à effet de serre. Mais le chemin est encore long…
      Au fait, la température de -18°C qu’aurait la terre en l’absence d’atmosphère est bien réelle et admise par les climatologues. Mais ça n’a rien de choquant ?
      Bien cordialement à vous également.
      Jean-Louis

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  9. Eh bien disons que plusieurs choses me choquent:

    Vous citez un article de Dufresne et Treiner dans le bulletin de l’UDPPC « L’effet de serre atmosphérique est plus subtil qu’on ne le croît ! ».
    Dans cet article, les auteurs montrent que le calcul de cette valeur de -18°C ne prend pas en compte l’augmentation d’albedo due au fait que l’eau terrestre serait sous forme de glace. La Terre serait donc en réalité plus froide que -18°C (on lit parfois -50°C ou – 60°C).

    Mais ces auteurs ont publié une autre version ici:
    http://documents.irevues.inist.fr/handle/2042/39839, dans laquelle ils affirment au contraire que si on supprime l’atmosphère, on n’a pas non plus de nuages et que ceux-ci constituant les deux-tiers de l’albedo de notre planète, il en résulterait une diminution de l’albedo conduisant en fait à une température moyenne plus élevée: -2°C.

    L’autre chose qui me perturbe c’est qu’il n’y a aucun moyen de donner un sens thermodynamique à une température moyenne (c’est à dire de relier cette température moyenne à un flux radiatif moyen) sauf en supposant une très faible variabilité des flux et des températures de surface. Or c’est ce qui est fait, alors que sur Terre la variabilité est importante.
    On calcule Tmoy = racine quatrième ((1-A)Fmoy/sigma)
    Alors que le calcul correct serait Tmoy = (racine quatrième((1-Al)Fl/sigma))moy en tenant donc compte des albedos locales des différentes surfaces et des flux radiatifs émis localement

    L’estimation par la première formule donne systématiquement des valeurs plus élevées : l’effet de Serre dit naturel serait donc sous-estimé. Bien entendu on fait ce qu’on peut, vu que ce calcul est le seul qui nous soit accessible.

    Vu la forme de la relation utilisée pour relier la température au flux radiatif, on peut admettre que l’incertitude sur augmente avec la variabilité des flux radiatifs et des températures : soit pour notre Terre des fluctuations de l’ordre de 50% (températures variant d’environ 150K sur 300K, à la louche). Ceci sans qu’on puisse avoir plus d’information sur la valeur réelle de cette incertitude.

    En réalité, aucun de ces calculs pour quantifier l’effet de serre naturel ne me paraît faire sens ! Donc en ce qui concerne l’effet de serre naturel, tout ce qui me semble sensé de dire est que la présence de l’atmosphère permet de maintenir une température moyenne bien plus clémente que si elle n’était pas là.

    Donc pour évaluer ensuite avec précision l’effet de serre anthropique additionnel, ça me semble mal parti. Disons que ça pourrait ressembler à l’histoire de l’éléphant et de la petite souris qui courent côte à côte et au bout d’un moment la petite souris se retourne et dit à l’éléphant : « Waow !! tu as vu toute la poussière qu’on soulève ? ». Va calculer la part de la souris là-dedans.

    Fabienne

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    1. Merci Fabienne et mes excuses pour ce retard. Je comprends maintenant pourquoi cette température moyenne de -18°C en l’absence d’atmosphère vous choque. Les calculs effectués pour y arriver sont simplistes et le résultat très approximatif en effet. Mes excuses également pour ne pas avoir compris le sens de votre question dans votre dernier message.
      Je crois que la voie la plus simple pour estimer l’impact anthropique sur la température globale est de raisonner comme je l’ai fait dans la page « Climat présent » en comparant la température instrumentale à ce qu’elle devrait être si elle était exclusivement régie par les cycles naturels.
      J’ai essayé de montrer quelle serait la température de surface ‘naturelle’ en me référant à la température de surface des océans. C’est de là que je tire la carte dans le paragraphe ‘Spatialisation des réponses thermiques anthropiques et naturelles’.

      Bien cordialement,
      Jean-Louis

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  10. Jean-Louis,
    Par ailleurs votre position me paraît très sensée: le chemin est encore long.
    Lorsqu’il y a 25 ans le directeur du tout nouvellement créé LSCE me demandait si je pensait que le réchauffement climatique observé pouvait être directement lié aux émissions anthropiques de CO2. Je lui répondis qu’à mon avis la réponse nécessitait encore une cinquantaine d’années de bonne recherche sur le sujet.
    Ca n’a pas dû lui plaire puisqu’il cherchait des « convaincus », mais je ne regrette pas cette réponse prudente.
    Fabienne

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