RÉUSSIR LA TRANSITION
 

Ce site essaye d'analyser l'impact de l'énergie et de sa production sur le développement.
L'auteur de ce site se considère comme prônant l'écologie, bien qu'il soit favorable à l'énergie nucléaire.
La justification de ce point de vue est l'un des sujets abordés dans ce site.

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De la validité des modèles climatiques

 
C'est un sujet sensible car certains polémistes professionnels les mettent en doute avec des arguments fallacieux du genre "quand on ne peut pas prévoir le temps qu'il fera la semaine prochaine, on ne peux pas prévoir le climat du prochain siècle". C'est comme si je disais qu'il est impossible de prévoir le chiffre de la population Française dans 20 ans sous prétexte que je ne sais pas prédire la date et l'heure de la naissance de la prochaine fille de ma voisine.

Ceci dit si on doublait la quantité de CO2 dans l'atmosphère l'effet direct sur la température serait de l'ordre de 1° et l'effet indirect est estimé à l'aide des modèles et varie de 1° à 4°. Il y a là matière à critiques car cet effet indirect semble prépondérant et difficile à modéliser.

Les modèles utilisés sont de plus en plus sophistiqués, prennent en compte un grand nombre de détails et traitent certainement mal un point fondamental qui est le transfert radiatif de l'énergie. La majorité des modélisateurs utilisent  la fonction de Planck pour décrire le champ radiatif, ce qui serait valable dans les couches profondes d'une atmosphère optiquement épaisse, alors que l'atmosphère terrestre est optiquement mince (au moins dans le visible).

D'autres modèles utilisent des solutions numériques ou approchées de l'équation de transfert (sous entendu: du rayonnement) qui décrit le transfert radiatif de l'énergie dans notre atmosphère. Cette équation est beaucoup plus difficile à résoudre que le pensent généralement les modélisateurs d'atmosphères, qui utilisent des codes de résolution non validés. Voici un lien pour en juger, sachant que les problèmes qui se posent en astrophysique existent aussi pour l'atmosphère terrestre.
 
http://www-obs.univ-lyon1.fr/IMG/pdf/Pourquoi_est-il_si_difficile.pdf 

La Terre se réchauffe-t-elle?
 

Peut-on croire tout ce qu'on lit sur Internet? Bien sur que non, mais tout de même on peut être déstabilisé en lisant un article sur un site qui prétend que sur plus de 10 ans la température de la Terre n'a pas varié.

Le problème avec cet article c'est qu'il est difficile de réconcilier les graphiques du GIEC qu'on trouve habituellement, et qui montrent une croissance de la température globale de la Terre ces dernières années, avec les courbes qui sont éditées dans l'article en question, et qui ne montre rien de tel:

http://www.factsandarts.com/articles/no-significant-global-warming-since-1995/  

Pourtant les sources sont sérieuses (NASA).
L'explication la plus convaincante pour lever cette contradiction semble être la suivante:

La tendance longue est bien une croissance de la température, mais des variations naturelles pseudo cyclique se superposent sur cette tendance. Si on prend pour origine une année où le pseudo cycle est à un maximum de température et que l'on compare à une fin où ce même cycle est à un minimum, on aura l'impression que la température est restée stationnaire.

L'année 2008 a été  la plus froide de la décennie  en raison de la force du courant marin La Niña qui a refroidi la zone tropicale de l'océan Pacifique, mais le thermomètre est remonté à des niveaux  quasi-record en 2009 avec la diminution de l'influence de La Niña, souligne le GISS situé à New York.

L'année 2009 est la seconde année la plus chaude à la surface de la Terre depuis qu'on mesure les températures scientifiquement, c'est-à-dire 1880. C'est ce qu'affirme l'Institut d'étude spatiale Goddard de la Nasa (GISS) qui précise que la décennie qui vient de s'achever a été la plus chaude pour notre planète.

Cet exemple montre la difficulté de trancher scientifiquement le débat lorsque l'on mélange les plans scientifiques, publics, et politiques. Il faut donc ramener les débats là où ils doivent être :

  • Le scientifique au sein du monde scientifique ;
  • Le  public y compris le médiatique au sein de la société ;
  • Le politique au sein des institutions démocratiques.
Les acteurs politiques sont les seuls à avoir la légitimité à faire les choix d’action. Les groupements associatifs quelques soit le nombre de leurs membres n’ont pas cette légitimité non seulement parce qu’ils ne sont pas élus mais aussi par que leur objet est limité alors que l'action politique doit être globale.

Les causes des modifications climatiques sont du domaine du scientifique puisqu’il s’agit d’énoncer des faits. L’évaluation des conséquences est aussi scientifique, car l’enchaînement des mécanismes en cause ne peut être maîtrisé que par les scientifiques. Personne ne peut prédire l’avenir. Les scientifiques peuvent donner des tendances avec un certain degré de précision qui diminue vite et de plus en plus vite lorsque l'avenir s'éloigne. L’évaluation des conséquences, bien que faite par des scientifiques avec leur rigueur scientifique, n’est pas scientifique.

Il n'est pas douteux que le gaz carbonique est un gaz à effet de serre, il n'est pas douteux qu'en augmentant de manière significative la quantité de ce gaz présente dans l'atmosphère on augmente la température de la Terre. Mais la science nous dit que l'effet n'est pas linéaire, on approche de 100% d'effet de manière asymptotique, ce qui veut dire que lorsqu'on double la quantité de gaz carbonique, on ne double pas son effet. La science permet même de calculer l'effet direct de ce doublement qui est comme on l'a vu plus haut de l'ordre de 1°.

 
Mais pour estimer l'effet indirect il faut savoir modéliser la Terre. On est certainement bien armé au niveau des lois physiques à appliquer pour faire cette modélisation, la difficulté c'est que la Terre est un système trop complexe pour être sûr des modèles censées la représenter.
On valide en général ces modèles en vérifiant qu'ils fonctionnent bien pour restituer les données passées. Mais les données du passé récent sont en général plus précises que les données du passé lointain et ont donc plus de poids.

Sur quelle pente doit-on valider les modèles en ce qui concerne la température de la Terre ces dix dernières années? La tendance longue qui croît régulièrement ou la tendance plus courte qui tient compte des variations naturelles pseudo cyclique dues au courant La Niña? Est ce que le modèle est suffisamment complexe pour reproduire le phénomène la Niña ou pas? Et combien de phénomènes inconnus sont pris en compte si on se cale sur les températures historiques de la Terre? C'est ce qui explique que les modèles utilisés soient de plus en plus sophistiqués.

 

Une étude qui améliore l'interprétation des faits observés


Cette étude est due à James Hansen, Makiko Sato et Pushker Kharecha et elle confirme l'intérêt de l'étude des paléoclimats car ils permettent une évaluation de la sensibilité du climat aux forçages alors que les modèles ne sont pas suffisamment précis et sûr pour cela :

"But if models were our only tool, climate sensitivity would always have large uncertainty. Models are imperfect and we will never be sure that they include all important processes. Fortunately, Earth's history provides a remarkably rich record of how our planet responded to climate forcings in the past. This record yields, by far, our most accurate assessment of climate sensitivity and climate feedbacks."

Ce point conforte le doute qu'on pouvait avoir sur la validité des modèles climatiques. L'approche qui consisterait à enquêter sur les réactions du système "Terre" au forçage radiatif est développée dans la page Les leçons des paléoclimats. Cette approche permet d'extrapoler le climat futur de la terre en estimant les forçages naturels résultants de la variation des paramètres orbitaux de la Terre.

A titre de comparaison le tableau suivant montre que le forçage radiatif anthropique actuel est compris entre 2 et 3 W/m2, avec des effets qui se compensent et un total de 1,6 tout compris. 

 

Parmi tous ces effets les gaz à effet de serre deviennent prépondérants dans le forçage anthropique mais sont encore d'un ordre de grandeur faible par rapport au forçage naturel résultant des paramètres orbitaux de la terre. On peut voir sur le graphique suivant que la variabilité intrinsèque de l'ensoleillement joue un rôle, mais que c'est un facteur négligeable par rapport aux autres paramètres.

 
Si l'on considère la réaction relativement modeste de la Terre au forçage tout de même important généré par la variation des paramètres orbitaux, il semble que la Terre dispose de boucles de rétroaction négatives très puissantes alors que les modèles utilisés par le GIEC introduisent tous des boucles de rétroaction positives. Si c'est bien des rétroactions négatives qui doivent être considérées l'effet induit devrait contrer l'effet direct et la température devrait s'élever de moins d'un degré pour un doublement du CO2.

Mise à jour du 12 Mai 2013


Il semble que le prochain rapport du GIEC fera une modification de l'estimation de la sensibilité du climat de la Terre au forçage radiatif. Cette sensibilité était de l'ordre de 3° pour un doublement du CO2 contenu dans l'atmosphère alors que la nouvelle estimation serait de l'ordre de 2. Cette révision serait la conséquence des mesures du réchauffement de la Terre qui commencent à sortir de la marge d'erreur acceptable lorsque l'on considère les modèles pris en compte pour estimer les réactions du système "Terre".

Ci-dessous le graphique qui permet d'en juger :
 

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