(voir EDIT du 05 août en fin d'article)

Les sceptiques, en plus de nier le réchauffement actuel et/ou de nier son origine, ont pour fâcheuse habitude de rabaisser son amplitude au regard d' hypothétiques réchauffements du passé.

On connaît tous le fameux Optimum Médiéval, sensé avoir fait reverdir le Groenland, et avoir permis sa colonisation par Eric le Rouge sans oublier le vin en Angleterre, voire en Ecosse etc.

Fameux optimum dont l'amplitude bien supérieure au réchauffement actuel a été "mise en évidence" par le célèbre Beck, falsificateur sceptique (pléonasme?) de son état.

Tout est bon pour servir de pâture au peuple sceptique de base qui refuse, par idéologie conservatrice, l'idée même d'un réchauffement anthropique global, car, comme pour ce triste sire d'Inhofe:

"Tant que la terre subsistera, les semailles et la moisson, le froid et la chaleur, l'été et l'hiver, le jour et la nuit ne cesseront point." …"Dieu est toujours là-haut. Je suis scandalisé par l'arrogance des gens qui pensent que nous, êtres humains, serions capables de changer ce qu'Il fait avec le climat."

source: Passeur de sciences

Venons en au Groenland.

Ceux qui s'intéressent aux "arguments" sceptiques, connaissent celui qui évoque la variabilité de la température de surface du Groenland mise en exergue par les températures de GISP2 (45000ans de données).

Ces températures sont déduites du déficit en O₁₈ des échantillons de glace prélevés par carottage dans l'inlandsis au "summit" du Groenland.

Alors on vous montre ce genre de courbe ci dessous (je résume car on vous le distille savamment en plusieurs étapes censées vous impressionner de façon faussement pédagogique) :

Comme vous le voyez le réchauffement actuel est dérisoire par rapport aux différentes pointes de chaleur précédentes.

Ciel!

Beck le falsificateur aurait-il finalement raison?

Bon, aller, on va "débunker" tout çà.

1- "before present"

Oui le dernier point de la courbe ci dessus, la fin du "réchauffement moderne", c'est en fait en 1854.

Car en paléo, puisque, le présent change à chaque seconde, le présent, c'est le 1er janvier 1950, par convention.

Comme le premier point de la base de Alley est 0.0951 ky BP, c'est un échantillon qui correspond à 1854.

Mais pour les sceptiques, c'est çà le réchauffement moderne.

2- La base de données Alley 2000.

Bon, c'est tout de même un peu gênant qu'il n'y ait pas les incertitudes.

En général, çà se donne, dans une vraie publication.

Si on regarde la figure 3 de Jouzel 94, même si on prend la courbe du bas LGM, pour un même δ 18O, l'incertitude sur la température est de +-5°C.

On peut certes admettre que statistiquement l'incertitude se réduit, soit, mais tout de même, utiliser des mesures aussi imprécises pour gloser sur un optimum médiéval d'amplitude 2°C, il faut le faire.

Alors en fait ce n'est pas tant la mesure isotopique elle-même qui est en cause, mais, entre autres, la composition changeante des différentes sources de vapeur d'eau qui va précipiter au-dessus du "summit".

Il y a bien sûr d'autres sources d'incertitudes et il faut être très prudent pour utiliser ce genre de courbe bruitée, mais les sceptiques, n'y connaissant strictement rien, s'en balancent éperdument.

Mais allez, soyons bon prince, utilisons tout de même cette belle courbe de GISP2.

3- la variation de l'insolation.

Eh oui, comme vous le savez tous, l'insolation baisse régulièrement sur le Groenland (et dans l'Arctique en général) depuis le milieu de l'Holocène.

Il suffit donc de tracer la régression linéaire de la courbe plus haut sur 8000 ans pour s'apercevoir que, la température baisse d'environ 0.2°C/millénaire (+- quelque chose étant donné l'incertitude vue plus haut).

Si on veut comparer à ce qui se passe maintenant, à insolation équivalente donc,il faut donc détrender la courbe, ce qui donne:

Bon çà n'a pas tout à fait la même allure, non?

Mais enfin le réchauffement moderne n'est pas encore terrible.

4- la vraie période moderne

Ah ces données de BEST, elles sont géniales.

Bon, elles ont aussi une incertitude mais comme l'incertitude on s'en fiche puisqu'on utilise tel quel Alley 2000, allons-y.

Voici tout d'abord la courbe de BEST pour le Groenland.

Je sais pas comment ils ont fait pour les valeurs anciennes mais admettons.

On va rabouter les deux courbes, en standardisant à partir de leurs données communes, ce qui n'est pas évident étant donné, répétons le, les incertitudes.

Ah c'est déjà mieux, mais c'est nettement moins bien pour un sceptique, je le reconnais.

La courbe rouge est la moyenne glissante sur 10 ans de la série BEST, mais Alley doit être plus lissée.

C'est de plus la moyenne du Groenland alors qu'Alley c'est pour le "summit" uniquement ce qui fait que la variabilité peut être plus importante pour ce point mais ce n'est pas évident sur de longues périodes.

Il n'empêche que le vrai réchauffement moderne du Groenland semble tout fait significatif par rapport aux différents "réchauffements" de Alley.

causes des variations de température

Evidemment, si on n'a pas l'amplitude exacte des variations ce n'est pas facile d'en donner les causes, sans compter l'erreur sur le temps.

On peut seulement supposer que le Groenland est particulièrement sensible aux oscillations océaniques de l'Atlantique nord, mais les variations passées ne semblent pas être de même période (60 à 80 ans) que l'AMO mais plutôt de l'ordre de plusieurs siècles, voire du millénaire.

Le phénomène suspecté de "sea-saw" entre Antarctique et Arctique aurait une période de 2000 ans et pourrait peut-être détecté dans la série de Alley?

D'autres candidats comme les volcans, l'activité solaire, peuvent influencer et il y a peut-être conjonction de plusieurs effets.

Pour le réchauffement actuel, on ne peut évidemment pas oblitérer le rôle anthropique, de par les GES évidemment mais aussi de par les aérosols carbonés qui ont pu avoir une grosse influence au début du 20ème siècle.

Phénomène de fonte actuel

Lorsqu'on a une augmentation de la température moyenne et une augmentation encore plus forte des températures les plus élevées, il est assez évident, ou de bon sens, que les phénomènes de fonte généralisée comme on les a vus récemment, deviennent de plus en plus fréquents.

Et dans les deux derniers millénaires, il est possible, oui, qu'ils soient exceptionnels.

EDIT du 05 août 2012 à 14H40

On lira avec intérêt cette étude de Kobashi 2011 qui reconstruit les températures de surface de la neige au "summit" du Groenland.

Elle est basée sur les isotopes de l'Argon et de l'azote, piégés dans les bulles d'air de la glace.

On est donc cette fois indépendant des sources et la méthode devrait être plus précise.

L'incertitude annoncée est de l'ordre de +-0.5°C.

Là aussi il y a "raboutage" avec les températures mesurées T2m près du summit.

Le problème étant que le T2m est plus chaud que la Ts de la neige (inversion de très basse couche)

Les températures actuelles sont abaissées de 1.75°C par comparaison entre les parties communes.

c'est peut-être là, d'ailleurs, que le bât blesse.

Quoiqu'il en soit, voici les résultats "bruts" tels que figurés sur la fig 1 de l'étude.

Comme on peut le constater, la hausse moderne de la température du Groenland est très relative par rapport à beaucoup de hausses passées.

La température de 2010 devient comparable à ces plus fortes hausses et il faut se rappeler que le Groenland bénéficiait d'une insolation plus forte que l'actuelle dans le passé.

Les différentes méthodes isotopiques donnent des résultats quelquefois  très contradictoires, voir par exemple le fort réchauffement vers 700 de Kobashi et le refroidissement correspondant chez Alley.

Ce dernier point ainsi que les méthodes de raboutage de données T2m et de température de neige, la représentativité de la température du summit avec la moyenne du Groenland, etc., doivent amener à considérer, comme d'habitude, ces résultats avec prudence.

Je signale cette étude de Kemp et al 2011:

"Climate related sea-level variations over the pas two millenia"

Au cours de laquelle les auteurs établissent l'évolution du niveau de la mer (corrigée du rebond isostasique) à partir de mesures effectuées en Caroline du nord.

Les "proxies" utilisés sont des foraminifères qui se développent dans des marais salants côtiers.

En gros, on mesure l'élévation du niveau corrigée de la PME (hauteur de formation des foraminifères actuellement), la chronologie des échantillons, et on applique une formule pour déterminer le rebond isostasique en Caroline du nord.

On obtient ainsi l'évolution du niveau de la mer global puisque la Caroline borde l'Atlantique qui n'a aucune raison de se désolidariser de l'océan global.

(courbe en bleu- source Realclimate)

Comme cette évolution est liée, au premier ordre, à l'évolution de la température globale, il se conçoit que le niveau de la mer peut lui-même être un proxy de la température globale.

Je ne discuterai pas ici de la validité de la méthode ni de ses incertitudes, mais de deux points en particulier.

1- faibles variations au cours de l'Optimum Médiéval et du Petit Age Glaciaire

Cela tendrait à conforter les reconstructions actuelles qui établissent le fait que, globalement, ces deux périodes ont vu des variations de température globale plus faibles que l'actuelle.

Ceci ne voulant pas dire non plus, pour prendre l'exemple  de l'Optimum Médiéval, qu'un réchauffement important ne se serait pas produit en Arctique alors que l'Antarctique se serait refroidi.

2- variation forte pendant le 20ème siècle

Il est fait référence à l'étude de Church et White 2006 qui concerna la mesure du niveau par marégraphes de 1870 à 2001.

On peut mettre en parallèle le niveau marégraphes, selon cette étude, avec l'évolution des forçages anthropiques estimée par Crowley.

Il n'y a pas de correspondance évidente entre ces deux évolutions, c'est le moins qu'on puisse dire.

En effet, entre 1934 et 1965 (dates approximatives) le forçage anthropique est quasiment stable et plutôt faible (0.45W/m2) alors que le niveau s'élève de 68 mm (soit 2.12 mm/an) et, entre 1965 et 2001, le forçage augmente de 1.1 W/m2, pour atteindre 1.6W/m2, alors que le niveau s'élève de 77mm (soit 2.07 mm/an).

On peut mettre également en parallèle le niveau et la température globale et là aussi il y a des évolutions, à certaines périodes, non corrélées.

Entre 1942 et 1977alors que la température globale baisse/stagne, selon Hadley, le niveau continue à augmenter assez fortement.

On peut envisager, en ce qui concerne le forçage, un retard du à l'inertie du système mais ce n'est qu'une explication partielle et de toute façon insuffisante.(à moins aussi que les estimations de forçages aérosols soient complètement farfelues)

Pour la température, les deux composantes du niveau (stérique et massique) compliquent probablement sa corrélation avec le niveau mais dans ce cas, pourquoi évoquer dans Kemp et al 2011, une proportionnalité de la hausse avec la température: dH/dt = a(T-T₀).

Il apparaît donc deux évidences: 

- le niveau semble s'élever assez fortement de façon non exclusivement dépendante du forçage anthropique avec une légère accélération à 3 mm/an dans les deux dernières décennies, pouvant faire suspecter, en première analyse, que l'influence humaine ne serait pas responsable de la totalité de la hausse du niveau.

- le niveau s'élève, grossièrement, avec la température (ce n'est pas un scoop) mais, dans le détail, de fortes divergences apparaissent, laissant suspecter que les variations locales de température pourraient avoir une influence non négligeable sur le niveau global (dans l'Arctique par exemple).

Voilà, je ferai une autre conclusion plus générale concernant le discours médiatique actuel qui impute la hausse actuelle du niveau uniquement à l'influence humaine.

En fait, on pourrait imaginer qu'il y ait une montée naturelle du niveau, assez significative, sur laquelle viendrait se rajouter une montée "anthropique" encore relativement modérée.

Bon on regardera les post-scriptums qui, concernent l'aspect différentiel des choses et qui modèrent un peu ces deux premiers alinéas.

réflexions complémentaires

1- un point à priori plutôt surprenant qui concerne le premier graphique de cet article.

en effet, la courbe rouge (modèle) suit parfaitement bien l'évolution des derniers siècles.

Ceci paraît étonnant, étant donné le fait que les forçages, au moins pendant 30 ans (1935-1965) sont plutôt faibles.

Donc qu'est-ce qui peut bien faire augmenter autant le niveau quand forçages et température sont aussi  faibles? 

Le déstockage ou la baisse des précipitations sur les terres?

Les oscillations océaniques?

2- signal différentiel : hausse du niveau

il n'est pas facile de comparer un niveau, qui représente un cumul, avec la température.

J'ai donc regardé plus précisément ce que donnait le signal différentiel, le fameux dH/dt et voilà ce que çà donne:

là non plus il n'y a pas de corrélation évidente même au niveau des moyennes décennales glissantes, du moins on vérifie difficilement dH/dt = a (T-T0).

3- corrélation entre les moyennes décennales glissantesde dH/dt et T

Le coefficient de corrélation, égal à 0.53, n'est pas excellent

Il sembe toutefois y avoir un retard du dH/dt par apport à la température.

Vérifions ce que çà donne avec un décalage de 12 ans.

La corrélation s'améliore (0.63) de façon sensible.

Le phénomène semblant après tout relativement normal, puisqu'il est concevable que le phénomène de fonte ne soit pas immédiat après une augmentation de température.

4- causes de l'augmentation du niveau

l'équation bilan qui relie la puissance reçue (Pr) par le système à la température de surface et au forçage est la suivante:

Pr = F - T/S

Mais suivant que cette puissance est utilisée à fondre la glace ou à chauffer l'océan, les conséquences en terme d'élévation du niveau changent de façon drastique.

exemple pour Pr = 1W/m2

si c'est intégralement utilisé pour chauffer l'océan, cela correspond à une hausse de 1.8mm/an

si c'est intégralement utilisé à fondre la glace, cela correspond à une fonte de 94.2 kg glace par an et par m2, soit 94 mm/an.

La fonte est 52 fois plus efficace que le réchauffement de l'océan pour faire monter le niveau de la mer.

Cette constatation doit permettre de regarder tout ce que j'ai raconté plus haut de façon différente.

Si, pour une raison ou pour une autre la circulation atmosphérique/océanique change de façon à attaquer différemment les glaces, on peut avoir variation significative du niveau avec une température de surface qui semble ne pas varier.(exemple: période 1942-1970)

Ceci doit rendre prudent sur une utilisation trop simpliste de la relation dH/dt = a(T-T0) et subordonne à mon sens la variation de niveau à l'utilisation de modèles complexes.

5- local vs global

Un réflexion intéressante, émanant de divers commentateurs, concerne l'aspect très local de la mesure en Caroline du nord et sa représentativité du niveau global.

En effet quand on regarde par exemple cette représentation (site AVISO)

on peut distinguer des zones de hausse et des zones de baisse, au cours des 18 années de mesure satellitaire.

La zone "Caroline du nord" semble d'ailleurs assez perturbée.

Mais on peut se douter aussi que sur 18 ans il y ait influence des changements de circulation océanique.

Enfin c'est pas simple.

Toutefois, à leur décharge, les auteurs de Kemp et al 2011, présentent, dans les infos supplémentaires, ce graphe (fig S6):

qui indique une corrélation acceptable, sur 300 ans tout de même, entre le niveau local en question et le niveau global par marégraphes suite à Jevrejeha et al 2008.

Ceci ne veut pas dire que c'est bon sur les 2000 ans bien sûr.

Concernant la validité des corrections de niveau isostasique sur 2000 ans, des avis de spécialistes seraient souhaitables.

liens

Kemp et al 2011: http://www.pnas.org/content/early/2011/06/13/1015619108.full.pdf

article Realclimate: http://www.realclimate.org/index.php/archives/2011/06/2000-years-of-sea-level/

Church and White 2006 : http://naturescapebroward.com/NaturalResources/ClimateChange/Documents/GRL_Church_White_2006_024826.pdf

données du niveau par marégraphes: http://www.cmar.csiro.au/sealevel/sl_data_cmar.html

(photo NASA)

Mais qu'est-ce donc que ce paradoxe du soleil jeune?

Les températures des époques très lointaines, d'il y a plusieurs milliards d'années, sont considérées comme ayant été proches, voire supérieures, à la température actuelle.

Si on met à part, bien sûr, de possibles épisodes de glaciation intense (type Terre boule de neige)

Depuis sa naissance, il y a 4.5 à 5 milliards d'années, la puissance émise par le soleil ne fait que croître.

On estime que cette puissance a augmenté de 35 % depuis son origine.

L'âge de la Terre étant très proche de celui du soleil, notre planète a donc connu des flux solaires beaucoup plus faibles qu'actuellement.

Rappelons que la température effective actuelle, pour un albédo de 0.30, est de -18°C.

Avec un flux solaire égal à 65% du flux actuel, pour le même albédo, cette température tombe à  -44°C.

Si on se place au Néo Archéen (Late Archean dans l'article cité plus bas), soit il y a environ 2.5 milliards d'années, on estime que le flux était de 80% l'actuel, soit une température effective de -32 °C

Si, actuellement, la température réelle moyenne de la surface est de 15°C soit une augmentation de 33°C par rapport à la température effective, et que l'on connaît la responsabilité de l'effet de serre naturel dans ces 33°C, la question que l'on se pose est:

Qu'est-ce qui explique, au Néo archéen, une augmentation de température, par rapport à l'effective, de 47°C?

L'explication traditionnelle est qu'une teneur plus grande en GES, à l'époque, était nécessaire pour rendre l'atmosphère plus opaque à l'infrarouge terrestre.

les candidats étant bien sûr le CO2 mais aussi le CH4 (certainement plus concentré avant les eucaryotes).

En très gros, si on suppose que ce rôle réchauffant était dû entièrement au CO2, cela aurait nécessité des teneurs de l'ordre de 20 à 30 fois l'actuelle, soit de l'ordre de 1%, pour fixer les idées.

Depuis les origines la teneur en CO2, à partir de valeurs très élevées, est descendue, avec des hauts et des bas, jusqu'à des valeurs de 200 à 280 ppm actuellement (mis à part l'augmentation récente bien sûr

En conséquence l'hypothèse du CO2, toutes choses étant égales par ailleurs, est tout à fait plausible.

Cependant, le "toutes choses étant égales par ailleurs" est une hypothèse d'école, car forcément, il y a 2.5 milliards d'années, tout n'était pas pareil que maintenant.

Les sceptiques, qui font la chasse à toute hypothèse mettant en jeu le rôle du CO2, nous font remarquer, à juste titre pour une fois, que les calculs sont faits à albédo constant.

Or cet albédo était il le même qu'actuellement?

Sans doute pas, mais quelle pouvait être sa valeur à l'époque?

On peut calculer très facilement l'albédo nécessaire à l'obtention d'une température effective de -18°C.

Il est de 242/(0.8*342) = 0.884.

Mais la température effective n'est pas tout.

On cherche en effet ce qui peut faire monter la température de surface pour atteindre 15°C et, pour ce faire, des éléments autres que les GES, qui augmentent l'effet de serre.

Vous aurez bien sûr reconnus les excellents candidats que sont les nuages.

Après cette longue introduction, je vous propose la lecture d'un article très récent paru dans "climate of the past"

Il s'agit de : "clouds and the faint young sun paradox" de Goldblatt et Zahnle publié le 10 juin 2010.

Les auteurs examinent certaines hypothèses (dont certaines d'entre elles ont été émises par des sceptiques très connus) concernant des variations supposées des nuages, en quantité et qualité, lors du Néo archéen, par rapport à l'actuelle.

J'ai personnellement trouvé cet article très intéressant car, s'il ne répond évidemment pas de manière définitive à la question, il donne des pistes pour juger de la vraisemblance des hypothèses et apporte de vraies informations sur un tas d'autres sujets.

Je ne vais pas vous en faire un résumé exhaustif, mais vous brosser les grands traits des conclusions auxquelles il aboutit.

le déficit de forçage radiatif

si les GES ne sont pas présents, le déficit en forçage , à combler donc par d'autres acteurs, est de 50 W/m2.

l'albédo de surface

Là, je dois dire que j'ai pas mal appris car je n'avais pas conscience du fait que, lors des temps très anciens, la Terre était très proche du "waterworld" cher à nos écrivains de SF.

En effet, les continents ne sont pas apparus subitement, comme ça, d'un seul coup mais se sont extraits progressivement du manteau et de l'océan.

Au début de l'Archéen, il y a 3.8 milliards d'années, les continents n'occupaient que 5% de leur surface actuelle et lors du néo archéen, objet de l'article, entre 20 et 60%.

L'albédo actuel de surface est estimé à 0.124 par les auteurs.

C'est la moyenne pondérée des surfaces de l'albédo des océans (0.090) et de l'albédo des terres (0.214).

On peut ainsi avoir une idée de l'albédo du Néo archéen et donc du forçage que ça représentait soit 4.8W/m2.

De plus l'humidité, du fait de l'absence de terres, aurait pu être plus élevée et ajouter un forçage complémentaire.

Mais on est loin du compte toutefois.

venons en aux nuages

les auteurs explorent les effets d'une large gamme de nuages.

Les nuages les plus influents, comme nous l'avons vu dans l'article précédent  , sont les nuages bas, à fort pouvoir refroidissant, et les nuages très hauts, à fort pouvoir réchauffant.

Les stratus

Ce qui fait le pouvoir refroidissant des nuages bas, c'est leur fort pouvoir réfléchissant et leur faible effet de serre.

Le pouvoir réfléchissant provient de la taille et du nombre des micro gouttelettes qui composent le nuage.

Et ce qui joue, entre autres, sur la taille des micro gouttelettes, ce sont les aérosols qui jouent le rôle de noyaux de condensation (CCN).

S'il y a peu de CCN les gouttelettes sont plus grosses, il pleut  plus et les stratus sont plus minces tant optiquement qu'en contenu d'eau.

Dans ce cas, ils laissent d'avantage passer la lumière vers la surface et refroidissent moins.

Rosing et al (2010) ont proposé qu'il y avait moins de CCN à cette époque étant donné que les émissions de DMS (diméthyl sulfide) auraient été plus faibles.

Ceci repose sur une hypothèse dont on est loin d'être sûr, car le DMS qui est émis par certains êtres vivants n'est pas la seule substance qui fournit l'acide sulfurique en tant que CCN.

D'autre part les tailles de gouttelettes envisagées par Rosing (jusqu'à 30 microns) sont sans commune mesure avec les tailles maximales des gouttelettes trouvées dans les régions actuelles très pauvres en DMS, comme l'océan austral.

Notons d'ailleurs que les stratus sont très abondants actuellement dans l'océan austral.

Il n'y a donc pas de raison valable de supputer que les stratus étaient moins nombreux et moins efficaces que maintenant.

De plus, le fait qu'il y ait moins de terres, donc moins de CCN, n'est pas synonyme loin s'en faut de moins de nuages.

Il y a plus de nuages dans l'hémisphère sud (85% d'eau environ) que dans l'hémisphère nord (55% d'eau environ).

Il n'y a donc pas de raison valable de considérer que les stratus puissent expliquer une part significative, ou même sensible, du déficit.

Les cirrus

Ce qui fait le pouvoir réchauffant des cirrus, c'est leur très faible albédo pour un effet de serre important.

L'effet réchauffant global des cirrus dépend donc de la surface couverte et de leur émissivité.

Les auteurs calculent qu'avec une épaisseur 3.5 fois plus grande que l'actuelle et avec une couverture de 100% de la surface, on arriverait à 25W/m2.

Si on suppose en plus qu'ils sont plus hauts et atteignent la pression très faible de 100hPa, on arrive à 50 W/m2.

Rondanelli et Lindzen (2010) ont proposé que la couverture totale du ciel par les cirrus pouvait expliquer l'énigme du soleil jeune.

C'est encore une fois le fameux effet d'iris de Lindzen qui sert de base à la démonstration.

En effet, selon notre sceptique préféré, notre planète possède un merveilleux iris qui s'ouvre quand il fait plus chaud et qui se ferme quand il fait plus froid.

Cet iris ce sont les cirrus.

La théorie de Lindzen s'appliquait auparavant aux cirrus tropicaux mais là ça s'étend à l'ensemble de la planète.

Il n'est pas justifié, et à mon sens peu plausible, que, dans un monde plus froid les cirrus non seulement couvrent toute la planète, mais aussi sont plus hauts et plus épais.

Rappelons aussi que l'effet d'iris n’a pas reçu confirmation de son existence.

De plus, si on calcule l'effet de la couverture totale par des cirrus plus épais et plus froids on aboutit à un monde où la température est au moins égale à la température actuelle.

Donc l'effet d'iris, en supposant qu'il soit exact, n'aurait aucune raison de fonctionner d'une façon différente de l'actuelle puisque la température serait la même.

Ce qui voudrait dire, in fine, moins de cirrus et donc une température plus froide...

on ne s'en sort plus..

c'est un paradoxe dans le paradoxe.

Ou alors il faudrait supposer que l'iris soit un thermostat réglé à 15°C, ce qui ne tient évidemment pas étant donné ce que l'on sait des températures des périodes glaciaires par exemple, où la température était nettement plus basse que l'actuelle.

La question subsidiaire, à poser au sceptique Lindzen, c'est:

Pourquoi donc l'iris n'a pas fonctionné lors des périodes glaciaires pour empêcher la température globale de chuter de 5 à 6°C?

Etant donné que les "théories" de Lindzen, ainsi que celles de la "science" sceptique n'ont pas d'autre but que de contrer systématiquement tout ce qui peut concerner l'effet du CO2, en niant et en falsifiant l'évidence scientifique, on ne risque pas d'avoir une réponse rapide...

En conclusion, il n'y a pas d'explication valable, hors GES, à l'énigme du soleil jeune.

Les hypothèses alternatives n'aboutissent, au mieux, qu'à un léger comblement du déficit de 50W/m2.

On peut  retenir, éventuellement, un effet d'albédo de surface permettant de combler environ 10% du déficit, mais les hypothèses sur les nuages ne semblent pas réalistes.

Tout ceci renforce encore le rôle indubitablement très important des gaz à effet de serre, non seulement dans le passé, mais aussi dans le réchauffement actuel.

"frost fair in 1683": foire gelée en 1683, sur la Tamise (wikipedia)

Certains d'entre vous connaissent sans doute cette célèbre série de températures qui concerne l'Angleterre centrale et qui s'étage de 1659 à 2009.(en 1659 nous étions, mine de rien, sous le règne de Louis XIV et sous la gouvernance de Mazarin, ça date un peu tout de même)

La période couverte, égale à 350 ans, est considérable et sans doute sans équivalent.

Ses intérêts sont multiples:

-évolution de la température actuelle dans un contexte multicentenaire

-informations climatologiques diverses sur les records, moyennes, etc

-informations sur le Petit Age Glaciaire (1550-1860)

-...

Après une simple visualisation et un exposé rapide de la série, nous tenterons ici, de quantifier la corrélation avec les séries modernes de température globale, et, plus loin, nous appliquerons cette corrélation pour tenter une reconstruction de la température globale de 1659 à 2009.

La série

Le lecteur trouvera des informations générales sur cette série ici.

Des informations plus précises sont disponibles dans Manley74.

La série elle-même est disponible gratuitement au Hadley Center.

Il s'agit donc de la série des températures mensuelles depuis 1659 en Angleterre centrale.

on peut tracer la courbe de l'évolution annuelle

un examen rapide montre une période froide entre 1670 et 1705 environ, suivie d'une période plutôt chaude culminant en 1733.

C'est à partir des années 1980-1990 que le réchauffement actuel se détache réellement du bruit climatologique, du moins dans la période envisagée.

Le réchauffement, dans le cadre du réchauffement global, dans cette région, est donc quelque chose de très récent (20 ans environ).

évolution saisonnière

C'est assez nettement l'hiver qui subit les plus fortes variations, l'écart-type étant de  1.36°C, tandis que les autres saisons sont plus tranquilles avec un écart-type de 0.8-0.9°C.

C'est également l'hiver qui enregistre la plus forte variation linéaire sur la période 0.038°C/décennie, alors que l'été est seulement à 0.009°C/décennie.

L'hiver le plus froid est celui de 1684 avec une moyenne de -1.2°C suivi par 1740 (-0.4°C) et 1963 (-0.3°C).

Ceci permet d'avoir une idée de l'importance du PAG du moins au cours de cette période, par rapport, par exemple, à l'hiver rigoureux que certains ont connu en 1963.

Tamise gelée en 1963 (photo windsor lien ci dessus)

L'été le plus chaud est celui de 1976 avec 17.8°C (année "sécheresse" pour ceux qui se souviennent), devant 1826 (17.6°C) et 1995 (17.4°C).

En moyenne décennale les dernières décennies sont, sans contestation, les plus chaudes, tant annuellement que de façon saisonnière, quoique cela soit vraiment très juste en été.

Voilà un premier examen rapide de la climatologie de la période pour cette région.

Cette climatologie pouvant être étendue sans que cela pose des problèmes excessifs, dans un rayon minimum de 500 km, par exemple pour le nord de la France, la Belgique, la Hollande,etc.

reconstruction de la température globale

Nous allons tenter de produire une reconstruction globale basée sur les valeurs instrumentales de l'Angleterre centrale en utilisant la plus ancienne série de données globales avec la plus ancienne série de données locales.

On notera au passage que ces deux séries émanent toutes deux du Hadley center.

la fig3 offre une comparaison visuelle des moyennes sur 20 ans des deux séries sur la période 1850-2009

Le coefficient de corrélation (fig4) est proche de 0.835 ce qui est satisfaisant et permet de tenter une reconstruction sur des bases pas trop farfelues.

Nous avons, en effet, un proxy, la température locale en Angleterre centrale, bien corrélé à la température globale sur 150 années.

Ce proxy répond à un critére important, souvent réclamé, qui est celui de reproduire l'augmentation de température récente, après 1960 donc, ce que ne reproduisent pas les proxies traditionnels (cernes d'arbres entre autres).

Ce proxy est certes unique, toutefois, la position de cette région, en plein dans le flux zonal, permet de faire l'hypothèse, pas trop légère à mon sens, d'une bonne réaction au comportement global de l'atmosphère, en tous cas sur une moyenne de 20 ans.

Nous pouvons ainsi reconstruire l'anomalie de température globale (fig5) (on notera que le premier point, 1660, est l'anomalie décennale de la période 1659-1668)

D'emblée, il apparaît que la période actuelle est très nettement la plus chaude des 3.5 derniers siècles.

On constate, entre 1660 et 1720, un creux très important qui correspond au Petit Age Glaciaire (PAG).

Son amplitude est de l'ordre de -0.5 à -0.6°C si on s'en réfère à 1980.

Notons que cette amplitude est plutôt dans la  partie supérieure de la fourchette des amplitudes habituellement reconstruites pour le PAG.

On peut mettre en perspective l'évolution de la température globale avec la reconstruction (effectuée par l'auteur de ce blog en fonction de Wang 2005) de la TSI (irradiance solaire) et des estimations de l'influence de cette dernière sur la température.

Pour cette dernière estimation nous avons mis les résultats en "direct" sans passer par le modèle et donc nous ne bénéficions pas de l'effet "décalage" que ce dernier implique.

Toutefois la figure 6 montre une corrélation assez claire entre PAG et activité solaire pendant cette période.

conclusion

Pour les raisons évoquées ci dessus cette reconstruction n'est sans doute pas beaucoup plus approchée que bien des reconstructions basées sur les variations infimes de certaines caractéristiques de proxies.

Ces caractéristiques, de plus, dépendent d'autres paramètres, ce qui entraîne des traitements statistiques assez poussés pour essayer de dégager, à grand peine et avec beaucoup d'incertitude, une évolution de la température globale en l'absence de mesures instrumentales.

Il suffit de regarder l'évolution des travaux d'un Michael Mann depuis sa crosse de hockey vers quelque chose de beaucoup plus tourmenté, ou l'éventail des reconstructions (de Mann à Moberg par exemple) pour comprendre que beaucoup de chemin reste à faire.

D'après ma connaissance du sujet, certes limitée, la reconstruction des températures pour les 3.5 derniers siècles, présentée ici, est une approche qui peut se défendre, mais qui mériterait certainement d'être validée par les modèles de circulation atmosphérique, afin de rendre plus robuste l'hypothèse de départ.

Toutefois elle ne répond évidemment pas à la question assez cruciale des températures des deux derniers millénaires.

A mon sens, la meilleure réponse, pour le moment, reste la reconstruction par les forçages dont les traces semblent un peu plus précises que les proxies.

On peut éventuellement y ajouter les grands cycles connus (AMO,PDO) pour avoir une idée de ce que pourraient être les amplitudes maximales.

Ce sera peut-être pour une prochaine fois...

Curieux mais pourtant bien intéressant article paru dans le dernier Nature.

contexte

Pendant des  périodes passées très chaudes comme lors du PETM  (Paleocene-Eocene Thermal Maximum), les zones polaires et en particulier la zone arctique semblent avoir subi des températures de plusieurs dizaines de degrés supérieures aux températures d'aujourd'hui.

Les fossiles de reptiles comme des crocodiles, trouvés dans ces zones, l'attestent.

Par contre, jusqu'à maintenant, les températures des zones tropicales semblaient, d'après certains proxies (paléo indicateurs du climat), n'avoir que  peu augmenté.

Les modèles climatiques standard indiquent que des températures, des hautes latitudes, aussi élevées, sont incompatibles avec des températures tropicales quasiment identiques à celles d'aujourd'hui.

C'est principalement une question de gradient thermique méridional sur laquelle nous reviendrons plus tard.

découverte d'un boa géant

Les auteurs ont découvert, en Colombie, un boa géant fossilisé, datant de 58 à 60 Ma, dont ils ont estimé la longueur à 13 m et le poids à 1135kg.

Ces dimensions en font le plus grand et plus lourd spécimen de serpent, jamais découvert sur Terre.

Se basant sur le fait que ces animaux sont des poïkilothermes , et que leur taille augmente avec la température, les auteurs établissent que les températures des zones tropicales auraient été de fait, supérieures aux anciennes estimations, basées sur la flore, de 6 à 8°C.

Des températures tropicales de 10°C plus chaudes, par rapport à maintenant, ne seraient donc pas à exclure, ce qui serait bien d'avantage en conformité avec les modèles qui ne peuvent rendre compatibles un Arctique présentant une anomalie de 30°C, et des zones tropicales dont les températures augmenteraient de 2°C seulement.

Bien sûr tout ceci est à prendre avec des pincettes, mais cela m'a semblé intéressant pour introduire le problème du gradient thermique méridional, sujet de futurs articles.

D'un autre côté, des températures aussi importantes sembleraient témoigner d'une résistance générale de la faune et de la flore plus élevée qu'on ne le pensait...