J'ai été saisi d'effroi à la lecture de ce post sur SkepticalScience.

Non pas parce que les nouvelles prévisions sont apocalyptiques, bien au contraire, mais parce qu'elles contredisent complètement les précédentes.

Bien entendu, l'auteur précise que cela ne remet pas en cause du tout les prévisions long terme, mais tout de même, si on le suit, on s'acheminerait doucement mais sûrement vers une prolongation, pour les 5 prochaines années, de la stagnation des températures constatée depuis plus de 10 ans maintenant.

Quoiqu'il s'agirait plutôt, selon l'auteur, d'une prévision, à l'aide de nouveaux modèles (HadGEM3), du "temps océanique" sur 5 années.

C'est un peu alambiqué cette formulation et çà traduit une profonde gêne, me semble t-il.

Mais, à mon avis, là n'est pas la question.

La question de fond est de savoir si on peut faire désormais confiance à ce que nous racontent les modèles.

En effet, on se rappellera sans doute qu'il y a quelques années seulement, Hadley nous avait fait une prévision très alarmante pour les années que nous vivons actuellement.

Nous aurions du être entrain, en effet, de battre des records de température globale et force est de reconnaître qu'il n'en a rien été.

De plus, la vision de ces deux graphes d'évolution, le premier fait avec le "vieux" modèle HadCM3, le second avec le "nouveau" modèle HadGEM3, est particulièrement édifiante et bien qu'exposée honnêtement par l'auteur, se passe de tout commentaire.

On devait se prendre plus de 0.4°C entre 2012 et 2017 et maintenant c'est tout juste si on risque 0.1°C!

On notera cependant que le "hindcast" du nouveau modèle semble un peu meilleur que celui du modèle plus ancien.

Mais tout de même comment peut-on faire confiance aux prévisions de ce genre?

Que donneront les futurs modèles de 2017?

Une baisse, une forte hausse?

Seront-ils (les modélisateurs) comme certains présentateurs météo qui regardent le temps qu'il fait par leur fenêtre avant de lancer leurs prévis sur les ondes?

Non bien sûr, mais il me semble régner une certaine confusion dans la science climatique en ce moment, au moins par certains côtés.

Et ceci laisse mal augurer, comme on le disait précédemment, d'une quelconque réaction pour diminuer de quelque façon que ce soit, notre consommation de carbone fossile.

J'ai eu quelques critiques ou conseils de prudence concernant ma dernière correction de l'évolution de la température des océans compte tenu de l'ENSO et de l'influence solaire.

Certes, comme je le disais, ces corrections étaient basées sur des statistiques et modèles plutôt sommaires et j'accepte tout à fait les critiques pourvu qu'elles soient suffisamment justifiées.

Mais d'autres, plus affûtés que je ne peux l'être dans ce domaine, sont venus involontairement à ma rescousse, en utilisant des statistiques "un peu plus" poussées (régressions multiples).

Je vous laisse donc découvrir cette étude,Foster et Rahmstorf 2011 (FR11), qui se propose de nous offrir, également, une évolution corrigée de la température globale.

Outre le fait que les méthodes soient différentes, les corrections portent en plus sur l'activité volcanique, importante en 1985/1986 (El Chichon) et en 1991/1992 (Pinatubo).

L'indice ENSO n'est pas le nino34, comme je l'ai utilisé, mais le MEI.

Toutefois ces indices sont  très proches.

Il ne semble pas y avoir d'utilisation de modèle pour l'influence solaire, toutefois la réponse semble être assez proche de celle du modèle que j'utilise.

FR 2011 réalisent les corrections sur les températures globales directement pour 5 organismes (NASA-NCDC-HadCRUT-RSS-UAH) alors que j'ai utilisé uniquement les SST (températures de surface de l'océan) NOAA (NCDC).

Notons que RSS et UAH sont les températures de la basse troposphère et pas de la surface.

J'ai repris les valeurs de la figure 8 de l'étude FR11 et les valeurs de mon graphe n°2 affectées d'un coefficient de 1.18 pour tenir compte du passage des SST au global (évolution CE).

Les courbes sont quelque peu différentes mais, mise à part la période 1991-1994, il n'y a que peu de différences entre les deux courbes, sauf qu'il semble que chez FR11 l'ENSO soit mieux corrigée pour les épisodes forts, comme 1998, où l'influence sur la température globale a été fortement décalée par rapport à l'indice.

Les tendances sur le long terme sont les mêmes et, sur la dernière décennie la tendance FR11, plus faible que la tendance CE, est toutefois proche de 0.16°C/décennie.

L' attrait principal de ce genre d'exercice est, à mon sens, de montrer qu'une fois le bruit climatique haute fréquence en grande partie éliminé, on constate une montée assez régulière de la température globale compatible avec le  réchauffement global (RC).

Concernant l'ENSO, cela ne sous-entend pas qu'une corrélation sur le plus long terme n'existe pas entre cette oscillation et le RC.

Par exemple cela ne sous entend pas que plus de RC ne voudrait pas dire plus ou moins de Niño ou Niña.

Seuls des modèles couplés pourraient répondre à cette problématique et, pour le moment, ils ne voient pas de corrélation franche.

Il est intéressant de noter, de  façon plus anecdotique, que 2009 et 2010 sont les deux années les plus chaudes de la série corrigée.

Dans le prolongement de l'article précédent, je me suis livré à une petite simulation qui explore la période 1976-2100.

hypothèses de base

forçage anthropique

On considère uniquement le forçage du CO2 et on fait donc l'hypothèse que les forçages des aérosols et des autres GES que le CO2 s'annulent.

Les émissions de CO2 en 2100 sont prises égales à 1.5 fois les émissions de 2010 (10 GtC environ).

La quantité totale de carbone fossile brûlée de 2010 à 2100 est ainsi de 1125 Gt, quantité largement inférieure aux estimations des ressources (supérieures à 10000 Gt).

Bien que ce ne soit pas le but ici d'examiner l'attractivité économique d'un carbone fossile de plus en plus difficile à extraire, il est intéressant de signaler que l'actualité récente regorge d'informations, plus ou moins valides évidemment, qui concernent des projets d'extraction dans des conditions qui auraient paru impossibles il y a quelques dizaines d'années seulement.

Citons les russes en mer de Kara (Arctique) , l'or noir de la Guyane française (forage à 6000m de profondeur dont 2000m d'océan), et plus généralement celui de la côte ouest de l'Amérique du sud (Brésil notamment), le  pipe line de Keystone pour alimenter le nord des USA avec du pétrole des sables bitumineux de l'Alberta, les gaz de schiste dont l'Europe et les USA, entre autres, semblent particulièrement bien pourvus, etc…

Sans parler du charbon…

forçages naturels

solaire

J'ai considéré l'hypothèse, que nous entrions dans une période prolongée de faible activité du Soleil, genre minimum de Spörer ou de Dalton.

Un cycle faible comme celui que nous connaissons actuellement, peut être le premier d'une série de 2 à 3 cycles faibles ainsi que je l'ai représenté sur ce graphique.

Cependant, comme en 1913, il peut précéder une recrudescence d'activité.

C'est dire.

Il est rappelé que le solaire est affecté d'un coefficient multiplicateur de 3.2 pour tenir compte de l'amplitude du signal du cycle de 11 ans.

volcanique

Je n'ai considéré que l'éruption du Pinatubo pour reproduire la température de 1976 à 2010.

variabilité interne

Seule l'ENSO a été prise en compte dans la simulation.

Afin d'avoir une idée du flux de chauffage et de la chaleur océanique, j'ai introduit l'oscillation comme un échange de chaleur entre couches océaniques.

Cet échange, se faisant à bilan nul, est paramétré sur l'anomalie  de température Niño34.

J'ai supposé que l'ENSO futur serait le même que celui de ces 60 dernières années.

données simulées

températures

-température de l'océan (surface et couches profondes)

-température globale (se déduit en appliquant un coefficient multiplicateur de 1.2)

chaleur de l'océan

-flux de chauffage

-chaleur cumulée.

La température globale se déduit des SST par l'application d'un coefficient multiplicateur de 1.2.

Plus régionalement, on se reportera aux estimations de modèles plus sophistiqués.

Néanmoins les températures comparées de certaines régions terrestres et de la température globale, font apparaître des coefficients d'amplification assez énormes faisant craindre le pire si le réchauffement continue.

Je ne citerai que l'exemple de Toulouse qui, pendant que la température globale, de 1976 à 2010, s'élevait de 0.17°C/décennie, voyait sa température monter de 0.44°C/décennie.

On espère que, localement, il existe une part importante de variabilité climatique, mais tout de même, un coefficient de près de 2.6, c'est beaucoup.

Tout cela pour essayer de démontrer à ceux qui se gaussent de la faiblesse relative de l'évolution globale (bof qu'est-ce que c'est que 2°C?) qu'ils devraient être un peu plus prudents en considérant les évolutions locales, la France étant sans doute très mal placée de ce point de vue.

résultats

1976-2010

La simulation des SST mensuelles, effectuée avec un coefficient de sensibilité de 0.8°C.m2/W et les forçages de CO2 établis avec les teneurs en CO2 mesurées, est représentée ci-dessous avec la température SST de Hadley.

Le signal simulé est bien sûr moins bruité que le signal mesuré, mais la corrélation entre simulation et mesure est suffisamment convenable (R²=0.809), me semble t'il, pour exploiter le modèle dans un but prédictif avec des hypothèses quant aux oscillations naturelles dont je ne donnerai que l'exemple décrit plus haut.

Concernant la chaleur océanique, on distingue bien une diminution de la pente à partir de 2003 environ.

De 2005 à 2010, le flux de chauffage océanique moyen n'est que de 0.4W/m2 environ.

Les mesures, quant à elles, donnent des résultats qui vont de 0 W/m2 pour 0-700m (Levitus) à 0.55+-0.1 W/m2 pour 0-1500m (Von Schuckmann et Le Traon 2011 avec ARGO seuls).

Je suis incapable de décider qui a raison entre les deux mais le chiffre donné par le modèle est plutôt en accord avec les 0.55 W/m2.

Prédictions suivant les hypothèses retenues

Voici la température de l'océan de 1976 à 2100 en rappelant qu'il faut multiplier par 1.2 pour le global (terres+océans), par 1.6 pour les terres uniquement, et, pour certaines zones, par plus de 2, voire 5 à 10 en Arctique).

L'hypothèse de minimum solaire type Dalton provoque une stagnation relative des températures jusqu'en 2020-2025, mais au-delà, bien sûr, çà monte très franchement avec une hypothèse d'augmentation du CO2 qu'on peut qualifier de moyenne ou de réaliste, comme on veut.

L'augmentation linéaire, de 1976 à 2100, de la température océanique est de 0.12°C/décennie, de la température globale, de 0.144°C/décennie, et des terres, de près de 0.2°C/décennie.

Le CO2, en fin 2100, est à 586 ppm en volume, ce qui correspond à un forçage par rapport au préindustriel, de 4 W/m2.

Rappelons que si ce forçage était maintenu, la température d'équilibre finale serait, avec les hypothèses retenues, de 3.2°C.

Soit plus du double de la température la plus élevée du graphique.

La conclusion rejoint celle de l'article précédent.

Pour expliquer les températures constatées depuis 1976, les forçages anthropique et solaire (moyennant les hypothèses retenues) suffisent, avec l'ENSO, pour reproduire les températures mesurées et la stabilisation des dix dernières années, sans que soit remise en compte, en aucune façon, le réchauffement de fond.

La prédiction des températures des toutes prochaines années, montre que la température ne peut continuer à se stabiliser que dans l'hypothèse d'une activité solaire encore en baisse, typique d'un minimum de Dalton ou de Spörer.

Mais, malgré cette hypothèse sévère, les températures recommencent à monter à partir de 2020/2025, pour atteindre des valeurs globales modérées dont il faut rappeler, à chaque fois, une déclinaison locale très préoccupante.

Enfin, dans ce modèle à forte absorption de chaleur océanique, l'équilibre, à teneur en CO2 constante, est atteint plutôt vers la fin du 22ème siècle.

La teneur en CO2 constante imposant une réduction notable des émissions, évidemment.

Dans l'article précédent je montrais ce graphe de l'évolution de la température globale mesurée par la NOAA:

Il apparaissait qu'à l'évidence la température n'avait pas augmenté en tendance linéaire sur cette période de 10 ans.

Bien entendu, il semblait impossible, à première vue, de tirer des conséquences sur le plus long terme, et en particulier sur le réchauffement climatique supposé d'origine anthropique, qu'on constate depuis 40 ans environ.

Je me suis donc livré à quelques expériences statistiques très simples, visant à analyser sur plusieurs périodes (5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 ans) les tendances linéaires, à l'aide d'un signal composite simple.

Ce signal composite, dans un premier temps, comporte une composante à pente fixe de 0.16°C/décennie (à peu près ce qu'on constate sur 40 ans) et un signal aléatoire généré par excel.

Le signal aléatoire est d'amplitude 0.15°C en interannuel, c'est-à-dire que l'amplitude maximum entre 2 années est de 0.3°C.

Quand on sait que l'écart-type réel est de l'ordre de 0.09°C, prendre un maxi de 0.15°C est une bonne approximation.

Les expériences consistent à évaluer la probabilité d'occurrence de différentes tendances linéaires sur une durée totale supérieur à 2000 ans (pour avoir un échantillonnage suffisant).

Voici, sur 100 ans, l'allure de ce signal composite simple.

La répartition de probabilités en fonction de la durée ayant été utilisée pour établir la tendance linéaire est la suivante.

On s'aperçoit tout de suite que 5 ans est une durée complètement insuffisante qui donne une courbe plate où toutes les tendances sont quasi-équivalentes.

Par contre, pour 10 ans, on commence à voir une certaine allure en cloche se dessiner et le spectre se resserre fort logiquement quand on augmente la durée de la période.

Toujours pour 10 ans, il apparaît que la probabilité que la tendance soit ce qu'elle est actuellement, c'est-à-dire inférieure à 0.01°C/décennie est de l'ordre, en cumul, de 5.6% (on voit mieux sur le dernier graphe).

Ceci veut dire que, si le signal réel est semblable à ce signal composite, il est très peu probable (mais pas impossible) que la tendance soit de cet ordre même sur 10 ans seulement.

Si on ajoute une oscillation quelconque, là j'ai ajouté une oscillation de période 60 ans et d'amplitude 0.2°C, on obtient ce signal:

Et la probabilité cumulée d'être inférieur à 0.01°C/décennie monte à 22%:

En conclusion, on ne dispose pas d'une durée suffisante pour analyser de façon satisfaisante l'évolution réelle mais, au vu de cette expérience simple, il semble plus probable que la situation actuelle soit due à autre chose que l'effet de la variabilité classique interannuelle.

Nous allons examiner, de façon simple, les répercussions que peuvent avoir certaines variations climatiques, plus ou moins périodiques, ou oscillations, sur la température globale.

Nous nous limiterons aux oscillations de grande échelle , à savoir :

l’AMO (Atlantic Multidecadal Oscillation).

La PDO (Pacific Decadal Oscillation)

L’ENSO (El Niño South Oscillation)

La variation d’activité solaire, que nous nommerons ici TSIV (Total Solar Irradiance Variation)

Une des difficultés, et non des moindres, pour apprécier leur influence, est de les débarrasser du signal global.

Nous ne nous attacherons pas à l’exposé des différentes techniques de « détrending « de ces oscillations.

Néanmoins, l’une d’entre elles, fort simple, consiste à retrancher du signal la tendance linéaire sur une certaine période.

Le problème d’une telle méthode est qu’elle peut biaiser la valeur de l’amplitude de l’oscillation du fait que la variation de fond, sur la période envisagée, n’est pas linéaire.

On lira en particulier le paragraphe 2 de Trenberth and Shea 2006 pour l’AMO (Atlantic Multidecadal Oscillation).

la première méthode consiste donc à faire le fit linéaire sur la période complète :

ce qui aboutit à un signal détrendé tel que présenté dans Knight et al 2005

c’est le signal qui sera adopté ici, faute de données concernant le signal proposé par Trenberth and Shea 2006 à la fig 3, qui tient compte du signal global de façon plus fine que pour Knight05.

on voit que la partie chaude de l’oscillation est de très faible amplitude, dans la période récente, tandis que l’amplitude, définie ici comme la différence de pic à creux, est de l’ordre de 0.3°C, pour 0.4°C, si on considère l’indice traditionnel.

influences des différentes oscillations sur la température globale

Pour l’AMO, nous utiliserons Knight et al 2005 :

« The regression of simulated global and Northern Hemisphere mean decadal temperatures with the THC are 0.05 ± 0.02 and 0.09 ± 0.02°C /Sv respectively, implying potential peak-to-peak variability of 0.1 and 0.2°C.”

la référence à la THC (ThermoHaline Circulation) provenant de l’implication probable de cette dernière dans le mécanisme de l’AMO.

L’amplitude prise en compte sera donc de 0.1°C, et la base de données sera http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/correlation/amon.us.long.data

Pour la PDO, nous utliserons, pour l’influence, Chen et al 2008 :

« As shown in Fig. 1, because the PDV signals in highand low latitudes are out of phase and thus offset each other, the global mean temperature change (Fig. 1, top) associated with the PDV phenomenon is in the range of +0.02 K”

Il s’agit de l’influence de la PDO sans l’ENSO.

La base de données de la PDO sera http://jisao.washington.edu/pdo/PDO.latest

Pour l’ENSO, c’est l’indice ENSO (Niño 34) qui sera utilisé, et l’influence sur la température globale prise en compte sera de 0.07°C/unité d’indice ENSO

Pour la TSIV, l’influence sera de 0.1°C/unité de TSIV (W/m2)

indice composite

Nous faisons l’hypothèse que toutes les influences s’ajoutent de façon arithmétique.

En conséquence nous pouvons construire un indice composite des influences des 4 oscillations retenues.

Voici ci-dessous la reconstruction du composite et l'anomalie brute NOAA de 1900 à 2009.

On observe que le fit linéaire est négatif.

Il est intéressant de regarder, dans ce contexte, ce que donne l’anomalie globale dont on a extrait le composite pour cette période :

On obtient un signal plus régulier, qui comprend cependant encore les volcans.

On notera que la tendance linéaire est très proche de 0.17°C/décennie, ce qui implique que les oscillations, suivant les hypothèses retenues, amoindriraient très légèrement la tendance linéaire de ces 30 dernières années (0.156°C/décennie).

idem pour la période 1900-2009.

On constatera que l’évolution des températures est là aussi plus uniforme, mais présente encore des "oscillations"  résiduelles de plus faible amplitude dues à un résiduel lui-même non uniforme (forçages anthropique et volcanique, autres oscillations plus mineures…)

Il subsiste des pics comme vers 1945 ou 1962.

exemple de prévision de l’évolution future

si on modélise de façon très simple les oscillations sous forme de fonctions sinusoïdales dont on paramétrise les phases, on obtient l’évolution suivante pour la période 1972-2032.

Dans cette simulation, l’activité solaire est considérée comme « normale ».

conclusion

Nous avons donc reconstruit un signal composite de l’influence de 4 oscillations naturelles sur la température globale.

Il apparaît, qu’avec les hypothèses retenues, les oscillations n’ont que peu d’influence sur le signal long terme,   anthropique en particulier, ainsi que sur l' évaluation de ce dernier à partir de fits linéaires sur 30 ans.

Enfin, si l'activité solaire se normalise, on devrait assister à une hausse significative des températures dans les 6 prochaines années.