Météo et Climat répond à vos questions !
Vos questions sur le Climat
Sur les 300 dernières années on voit que la température augmente depuis l'an 1750 alors que le CO2 n'a commencé à augmenter, lentement, que aux environs de 1850, c'est-à-dire beaucoup plus tard. Pourquoi dans ces conditions, dit-on que l'homme est la cause principale du réchauffement ?
Comparer la variation sur un petit nombre de siècles de la température mondiale et de la concentration en CO2 n’a pas de sens physique car les deux variables n’ont pas le même type de variabilité. La température a des fluctuations à toutes les échelles de temps qui peuvent être assez brutales comme le « petit âge glaciaire ». Ces variations sont indépendantes des forçages externes, c’est « l’effet papillon » à l’échelle des temps climatiques. Au contraire, le CO2, hors variation saisonnière, a des variations beaucoup plus lentes et régulières. Les modèles numériques du climat, représentatifs sur le long terme, permettent de faire des comparaisons qui s’affranchissent des fluctuations d’origine interne au système.
Voir l’article « Le climat du dernier millénaire » de M. Khodri et al., dans La Météorologie « Spécial climat », n°88 de Février 2015, qui explique bien la nature et l’origine des fluctuations climatiques (http://documents.irevues.inist.fr/handle/2042/56360).
J'ai lu sur Internet que le réchauffement climatique engendrait un réchauffement des basses couches de atmosphère mais refroidissait les hautes couches. Comment est-ce possible ?
Dans la troposphère (c’est-à-dire jusqu’à environ 10 km d’altitude) le CO2 piège la chaleur par absorption et échange radiatif avec la surface terrestre, elle-même réchauffée par le soleil (c’est ce que l’on appelle « l’effet de serre »).
La stratosphère (en gros, de 10 à 50 km) fonctionne de manière très différente. C’est là en effet que se trouve la fameuse couche d’ozone. La température de la stratosphère résulte d’un équilibre entre deux phénomènes : un réchauffement du à l’absorption par l’ozone du rayonnement solaire ultra-violet, un refroidissement du à l’émission par le CO2 de rayonnement infra-rouge vers l’espace. Une augmentation du CO2 déplace cet équilibre dans le sens d’un refroidissement de la stratosphère.
Comment peut-on faire confiance aux modèles pour prédire le climat dans cent ans alors qu'ils sont incapables de prévoir le temps dans dix jours ?
Ce sont en effet des modèles très semblables qui sont utilisés pour la prévision du temps et la prévision de l’évolution climatique (pour la partie atmosphérique seulement parce que les modèles de climat incluent des modélisations de l’océan, des glaces et pour certains de la biosphère).
La grosse différence entre les deux utilisations est que la prévision météorologique est un problème d’évolution libre du fluide atmosphérique à partir de conditions initiales mais avec des conditions aux limites immuables alors que la prévision climatique est la prévision de l’évolution du comportement moyen du fluide soumis à l’évolution des contraintes extérieures (par exemple le rayonnement solaire ou la quantité de CO2 injectée dans l’atmosphère).
Dans le cas de la prévision météorologique il faut être capable de prévoir l’évolution du moindre mouvement dans le fluide turbulent. L’installation progressive du chaos dans le fluide fait que la possibilité de prévision est limitée à une ou deux semaines, après quoi le fluide a perdu la mémoire de ses conditions initiales.
Dans le cas de la prévision climatique, on ne s’intéresse pas au détail de l’évolution et les conditions initiales (au sens météorologique) n’ont pas d’importance. On s’intéresse au comportement moyen résultant de l’équilibre entre les différentes contraintes extérieures. Le climat a aussi un comportement chaotique (exemple le « petit âge glaciaire ») mais il s’organise autour de la variation régulière de l’état moyen en fonction des contraintes externes..
Les modélisateurs du climat se sont évidemment posé la même question et ils ont commencé par vérifier la capacité de leurs modèles à prévoir l’évolution climatique. Ils l’ont fait sur le climat passé en prévoyant le climat d’aujourd’hui à partir de ce qu’il était il y a cent ans. Les modèles de climat sont effectivement capables de prévoir une évolution climatique sur cent ans.
A force de regarder notre environnement à travers une longue-vue (au champ hyper réduit), ne néglige-t-on pas les possibilités et la longue histoire de dame nature ? En serions nous à notre premier "réchauffement climatique", suite inévitable à la dernière de nos nombreuses glaciations, et avant la prochaine ? Réponse :
Les travaux des glaciologues, qui ont pu analyser les climats du passé à partir des carottes de glace (sur près de 1 million d’années) et les relier de façon certaine aux paramètres astronomiques qui régissent le mouvement de la Terre autour du soleil, permettent d’affirmer que la rapidité des changements observés à l’échelle du dernier siècle ont un caractère exceptionnel « très probablement » (terme utilisé par le Groupe Inter Gouvernemental d’Étude du Climat) attribuable à l’activité humaine.
Est-ce que dans cent ans la température des Vosges sera au niveau de celle de la Provence aujourd'hui ?
Le réchauffement a été de l’ordre de 1 °C pour la moyenne annuelle en France au cours du XXème siècle. La différence de température actuelle en moyenne annuelle entre les Vosges et la Provence est de l’ordre de 5 ou 6 °C. Même avec l’accélération probable du réchauffement, il est très improbable que les Vosges ressemblent à la Provence en 2100. D’autant que le caractère continental des Vosges ajoute un paramètre non négligeable.
A propos de pollution, qu'en est-il des possibilités de "régénération" apportées par l'homme, comparées à celles apportées par les océans (70% de la surface terrestre) Notamment pour l'absorption et la conversion du CO² présent dans les basses couches.
Au sujet des « régénérations » par l’homme, plusieurs essais d’ensemencement des océans ont été tentés. Les résultats ne semblent pas très probants. Il existe également des tentatives de « captation » du gaz carbonique qui pourraient s’avérer être des pistes intéressantes. Il faut en tous cas aborder l’ingénierie environnementale (qualifiée par certains de métier d’apprenti sorcier) avec une grande prudence…la voie la plus sûre semblant être celle d’attaquer les problèmes à leur source (les émissions) !
Pourquoi parle-t-on autant du CO2 pour le changement climatique alors que l'effet de serre de la vapeur d'eau atmosphérique est plus important que celui du CO2 ?
La vapeur d’eau est effectivement le principal gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Mais elle ne peut pas être la cause du réchauffement climatique, c’est à dire d’un déplacement de l’équilibre du système. La raison en est tout simplement que la quantité de vapeur d’eau n’est pas une contrainte extérieure mais une variable interne du système atmosphérique. Cela veut dire qu’elle interagit avec les autres éléments du système et s’ajuste en fonction du déplacement de l’équilibre du cycle de l’eau, lui-même lié à la température moyenne.
De ce point de vue, la situation de la quantité de vapeur d’eau dans l’atmosphère est assez semblable à celle de la quantité de glace au sol stockée dans les glaciers de montagne et les calottes polaires.
Ajoutons bien sûr que, parce qu’elle est un gaz à effet de serre, la vapeur d’eau introduit une amplification du phénomène de réchauffement. Plus l’atmosphère est chaude, plus elle contient de vapeur d’eau et ce surcroît de vapeur d’eau apporte un surcroît de réchauffement.
La vapeur d’eau amplifie donc le rôle du CO2 dans le réchauffement climatique mais elle n’est pas la cause qui déclenche initialement le réchauffement.
Comment fait-on pour calculer la température moyenne de la Terre ? Comment faire intervenir un -75° anormal dans l'antarctique (au lieu d'un -60° pendant des années) par rapport à un -5° au lieu d'un -3° régulier en France ?
Les organismes qui se livrent à cette délicate définition d’une température moyenne globale le font en s’efforçant que la pondération des mesures soit proportionnelle à la surface. Cette « température moyenne globale » est une quantité exprimée en degrés mais ce n’est plus une quantité physique comme celle que mesure un thermomètre! Elle est le résultat de différentes procédures de moyenne temporelles et spatiales. Les régions arctiques et antarctiques, de même que certaines régions océaniques ont une densité de mesures in situ faibles, si bien qu’il est important que les procédures utilisées soient particulièrement soignées, les rares mesures dans ces régions pouvant avoir un poids non négligeable. Une marge d’incertitude est donnée dans le résultat. Ainsi le GISS estime à 0,05°C l’incertitude actuelle ( 2 sigma, niveau 95%) sur le résultat final et à 0,1°C l’incertitude pour les estimations correspondant à des années du début du XXe siècle.
Pourquoi en 2012 n'utilise-t-on pas encore en France les normales de températures calculées sur la période 1981-2010 ?
Météo-France publiera les « nouvelles » normales trentenaires avant la fin de 2012, après avoir terminé les vérifications et comparaisons détaillées avec celles de la période 1971-2000. A vrai dire, ces normales trentenaires ne sont publiées que pour satisfaire une recommandation de l’OMM. Elles ne sont pas très utiles car elles filtrent les variations décennales du climat. Les applications opérationnelles qui ont besoin d’une base climatologique utilisent plutôt les normales calculées sur dix ans.