FAQ Réchauffement Global 6


Le site RealClimate aborde la “climatologie par les scientifiques du climat” et est l’un des plus sérieux sur le sujet. Leur page Start here dirige vers des sources d’information pour public plus ou moins averti, mais en anglais évidemment.

Mais il est vrai que la FAQ (Frequently Asked Questions) de l’IPCC AR4 (disponible en pdf, et bientôt en html) est excellente et couvre les questions fondamentales que j’ai traduites pour vous, avec un hyper résumé des réponses de la FAQ, mais surtout leurs très beaux graphiques:

  1. Quels facteurs déterminent le climat de la Terre?
    tout revient à un bilan énergiétique représenté dans cette figure:
    energy-balance.png
  2. Quelle est la relation entre changement climatique et météo?
  3. Qu’est-ce que l’effet de serre?
  4. Comment les activités humaines contribuent-elle au changement climatique par rapport aux phénomènes naturels?radiative-forcing.png
    • l’activité humaine a modifié le bilan énergétique (voir ci-dessus) en accroissant l’apport d’énergie de 0.6 à 2.4 W/m2 entre 1750 et 2005
    • les phénomènes naturels ont aussi accru l’énergie, entre 0.1 et 0.3 W/m2, soit grosso-modo 10x moins
  5. Comment les températures changent-elles?
    de plus en plus vite :
    global-mean-temperature.png
  6. Comment les précipitations changent-elles ?
  7. Y’a-t-il eu un changement sur les évènements extrêmes comme les canicules, les sécheresses, inondations et ouragans ?
  8. La quantité de neige et de glace sur Terre diminue-t-elle? Oui.
  9. Le niveau des mers monte-t-il?
    Oui et de plus en plus vite. De 1870 à 2005, les mers sont montées de 20cm environ. La moyenne pour de XXIème siècle est de 1.7 mm/an, mais les mesures par satellite effectuées depuis 1983 donnent 3mm/an. A noter que cette hausse n’est que très peu due à la fonte des glaces : c’est surtout la dilatation de l’eau qui se chauffe un peu qui cause l’élévation du niveau des océans.
  10. Qu’est-ce qui causa les glaciations et les autres changements climatiques importants avant l’ère industrielle?
  11. Le changement climatique est il inhabituel comparé aux autres changements historiques?
    par certains aspects oui, par d’autres non:

    • la températures moyenne n’a jamais été aussi haute depuis au moins 500 ans, probablement 1000.
    • mais la vitesse du changement est telle que s’il persiste encore un siècle, le réchauffement sera un évènement exceptionnel dans l’histoire de la Terre.
    • la concentration de CO2 dans l’atmosphère n’a jamais été aussi haute depuis 500’000 ans
    • pour trouver une preuve de climat plus chaud avec un niveau des mers plus élevés, il faut remonter à 3’000’000 d’années…
  12. L’augmentation du CO2 et des autres gaz a effet de serre pendant l’ère industrielle est-il du aux activités humaines?
    Oui, il n’y a aucun doute là dessus. L’activité volcanique a été évaluée grâce à l’étude des isotopes du carbone dans le CO2 atmosphérique : elle est négligeable comparée à l’activité humaine. Pour le méthane, l’écart est moins clair, mais il semble quand même que l’activité humaine est dominante.
  13. Quelle est la fiabilité des modèles utilisés pour faire des projections du changement climatique futur ?
    c’est ce que j’ai trouvé le plus intéressant : elle est très bonne comme le montre le graphique suivant:
    simulation.png
    Les 58 courbes jaunes correspondent à différentes méthodes de simulation testées sur le XXème siècle : on leur demande de calculer le climat du XXème siècle en n’utilisant que des données d’avant 1900 (sinon ce serait de la triche…). La courbe rouge est la moyenne des 58 simulations et la noire correspond aux mesures réelles. Comme ça correspond bien, on se dit que le modèle est bon et peut être utilisé valablement pour prédire l’avenir
  14. Des évènements extrêmes spécifiques peuvent-ils être expliqués par le réchauffement global ?
  15. Le réchauffement du XXème siècle peut-il être expliqué par des variations naturelles?
    C’est extrêmement improbable. Les simulations (voir ci-dessus) montrent que les résultats mesurés ne “collent pas” si l’on ne simule que les phénomènes naturels (bleu), mais collent très bien en considérant l’activité humaine (rouge), et ceci dans toutes les régions du monde, sur terre et sur mer :naturel-humain.png
  16. Les évènements extrêmes comme les canicules, les sécheresses, inondations et ouragans vont-ils changer si le climat change?
  17. Quelle est la probabilité de changements majeurs ou abrupts tel que la fonte des calottes polaires ou un changement de la circulation océanique?
    ces évènements ne se produiront probablement pas pendant le XXIème siècle, mais pourraient se produire si le réchauffement se poursuit.
  18. Si les émissions de gaz à effet de serre sont réduites, à quelle vitesse leur concentration dans l’atmosphère va-t-elle décroitre ?
  19. Les changements climatiques prévus vont-ils varier de région en région?

voir aussi la page “Réchauffement climatique” de la Wikipedia

  • Jacques-Marie Moranne

    Dans la première figure, oubliez les “back radiations”, qui n’ont aucun sens physique (violent le premier principe de la thermodynamique) ; par contre, rajoutez le gradient thermique adiabatique (en fait, polytropique) qui fait passer la température de -57°C (en moyenne) en haut de la troposphère à + 15°C (en moyenne au niveau du sol) du fait de la compression de l’air, du fait de la convection : https://fr.wikipedia.org/wiki/Gradient_thermique_adiabatique.

    • La Terre et l’atmosphère ne doivent pas respecter le premier principe de la thermodynamique car ce ne sont pas des systèmes fermés. Ils échangent de l’énergie avec le Soleil, l’espace, la terre “produit” de la chaleur par radioactivité naturelle etc.

      Par contre la Terre et l’atmosphère sont dans un quasi équilibre thermique et c’est ce que montre ce graphique : La Terre + atmosphère reçoit 342 W/m2 du Soleil “doivent” en réémettre 342=107+235 vers l’espace sinon ça chauffe très vite. A ma connaissance ces valeurs sont mesurées par divers moyens et ne font pas débat.

      La température de notre chère croûte étant aussi en quasi équilibre, les 168+324 = 24+78+390 du graphique traduisent ceci à mon entière satisfaction. Je ne crois pas qu’il y ait débat sur les 168 arrivant du Soleil et les 390 émis par radiation du corps noir.

      Reste l’atmosphère. Elle aussi est en quasi équilibre : sans les “back radiation qui n’ont aucun sens physique” on serait congelés en moins de deux.

      La page wikipédia que vous citez dit très justement que le gradient adiabatique ” ne dépend que de la pression atmosphérique, sans considération d’échange de chaleur avec l’environnement “. Il me semble que la convection que vous mentionnez est représentée dans le graphique avec les 24 W/m2 de “thermals” voir https://www.forums.meteobelgium.be/index.php?/topic/16055-%C3%A9t%C3%A9-2016/ pour plus à ce sujet.

      Donc j’ai bien compris que vous contestez l’existence même de l’effet de serre, mais vous ne fournissez aucune explication sur le manque d’environ 324 W/m2 au bilan d’équilibre de la température du sol et de l’atmosphère. Ma suggestion est que vous fassiez vos propres graphiques et que vous les soumettiez dans un journal de climatologie peer-reviewed…

      • Jacques-Marie Moranne

        Je suis d’accord sur 342, 107 d’albédo, 67 d’absorption par l’atmosphère (et oubliés : 17 absorbés et restitués par la stratosphère) : OK pour 168 reçus par rayonnement (ce qui donnerait, sans atmosphère, une température moyenne de -40°C (pour autant qu’on puisse parler de température moyenne)).

        L’atmosphère, du fait du gradient thermique adiabatique, fait passer la température de -40°C à +15°C.

        La terre rayonne donc à 15°C, soit 390 W/m2, … qu’elle doit évacuer (mais pas plus) : toujours d’accord !

        Mais seule une partie peut traverser l’atmosphère par rayonnement, via la “fenêtre atmosphérique” (air transparent entre 2 bandes d’absorption de la vapeur d’eau) : je ne sais pas la quantité exacte, mais je dirais de l’ordre de 20%.

        Le reste se heurte à l’opacité de l’atmosphère, et s’évacue (à partir du sol) :
        1. par transfert de chaleur latente de vaporisation/condensation (environ 95 W/m2 : j’ai donné le calcul dans votre post “climat : le graphique qui vaut 10000 mots”).
        2. par convection et advection (transfert de l’air chaud tropical vers les pôles) (qui représente bien plus que 24 W/m2 : gradient adiabatique à l’envers).

        L’air chaud monte, se détend, se refroidit : l’épaisseur optique de la vapeur d’eau diminue (par raréfaction et condensation) : la fenêtre atmosphérique s’élargit en quasi-totalité : l’air atmosphérique rayonne (vers le froid, c-à-d vers le haut), jusqu’à ce qu’il ne reste plus que la bande d’absorption du CO2, qui reste opaque (mais très étroite) jusque dans la stratosphère.

        Pour résumer :
        – ces 324 W/m2 de rétrodiffusion n’existent pas
        – le transfert de chaleur latente est inclus dans les 390 W/m2, et non pas séparé

  • Seb F.

    Merci Dr. Goulu.
    Je crois que vous avez apporté la réponse à mon questionnement du moment…

    Je me demandais comment on pouvait nous vendre un “le niveau des océans monte parce que les banquises en antarctique fondent”…
    En effet, en faisant l’expérience simple de mettre des glaçons dans un verre puis de remplir celui-ci d’eau à ras-bord, on peut constater que rien ne déborde quand les glaçons fondent…
    Je me demandais ce que je loupais dans l’histoire…
    La dilatation fonction de la température est du coup beaucoup plus crédible.
    Aussi, un grand merci de vous être donné la peine de traduire la FAQ en anglais !
    Au plaisir de vous lire dans un de vos prochains billets (que je ne manque jamais)

  • Philippe ARTRU

    Sans remettre en cause a priori les graphiques proposés? je remarque:

    – Il y a une coïncidence entre la sortie progressive du PAG et l’augmentation de l’activité humaine (population, émissions de CO2).

    – Nous nous nous approchons mais sommes encore loin du pic thermique de l’optimum romain (+2,5 °C et pas ou presque de glaciers dans les Alpes) avec sa reprise au Moyen-Âge.

    – Fin du néolithique: on parle de +5,6°C (les 300 millions d’années ne reposent sur rien).

    Conclusions:

    1) il faut étudier plus en détail et sans a priori la répartition causale anthropique/naturelle du réchauffement et affiner les mesures. Bien étudier les variations du rayonnement solaire.

    2) Il faut n’investir industriellement que dans les méthodes qui offre les plus bas prix de revient à la tonne de CO2 économisée (les économies d’énergie en priorité). Ceci n’interdisant pas de faire des prototypes et des séries limitées sur d’autres dispositifs.

    • D’après la Wikipedia, l’optimum climatique de l’holocène (ou du néolithique) il y a 8000 ans n’était pas plus chaud que la température actuelle. Il est vrai que les différentes mesures dont on dispose donnent des résultats très dispersés à cette époque.

      Quant à l’ “optimum romain” dont vous parlez, je n’ai pas retrouvé de chiffres, et il semble contesté. Je sais bien que l’on retrouve actuellement des pièces et objets romains sur des cols dont les neiges éternelles ont disparu, mais il est très possible qu’il s’agisse de phénomènes locaux.

      Les estimation de température les plus globales dont on dispose proviennent de l’analyse isotopique des bulles d’air emprisonnées dans les glaces de l’Antartique. Et là il n’y a pas à tortiller : il a très rarement fait aussi chaud qu’aujourd’hui, et il n’y a jamais eu d’accroissement de la température si rapide.

      Les phénomènes astronomiques qui influent sur l’apport d’énergie solaire (cycle solaire, de Milankovitch etc) sont bien connus. Mieux que ceux qui concernent la réflexion de cette énergie par notre planète (Albedo). Et la corrélation du réchauffement avec la concentration de CO2 est quasi parfaite, et colle aux modèles, qui ont été validés comme décrit dans l’article.

      Les résultats scientifiques ne permettent plus de douter de la contribution prépondérante de l’Homme au réchauffement actuel.

      Ce qui ne veut pas dire que c’est une catastrophe abominable qui doit être combattue toutes affaires cessantes par des moyens extraordinaires en mettant en péril l’économie mondiale.

      Je suis de ceux qui pensent que nous vivons dans un système dynamique stabilisé par beaucoup de contre réactions. Demain sera différent, quoi qu’on fasse pour qu’il ressemble à hier.