1975-2010 vs 1910-1945: attributions différentes

Lundi 1 août 2011 1 01 /08 /Août /2011 17:06

1975-2010 vs 1910-1945: attributions différentes

Les bases de données de température, notamment celle du Hadley Center, montrent deux augmentations successives principales de température, 1910-1945 et 1975-2010, au cours de ces 160 dernières années.

La température de surface varie de deux manières différentes :

- par la variabilité interne du système terrestre

- par les forçages

La variabilité interne qui se produit sur des échelles de temps très courtes, détermine, en plus des variations imposées par les saisons, tout simplement le temps qu’il fait.

Par exemple, on a vu sous nos latitudes tempérées, des Noël au balcon à 15°C et des Noël blancs et froids à -15°C (certes de plus en plus rares malheureusement).

Cette variabilité est donc suffisamment puissante, localement, pour effacer complètement l’influence saisonnière sur des intervalles de temps de la journée à la semaine.

Sur une saison complète, toujours localement, les différences de température moyenne par rapport à la climatologie sont évidemment plus faibles, de quelques degrés seulement.

A l’échelle du globe, les variations locales jouent souvent en sens inverse et le résultat moyen est que lavariation moyenne globale est bien plus faible.

La variation interannuelle est typiquement de 0.1°C et peut aller, assez rarement, à 0.4°C, au maximum.

Lorsque l’on considère des périodes plus grandes, la variabilité est bien plus difficile à mettre en évidence.

Elle rentre en concurrence, du moins sur le plan théorique avec l’influence des forçages qu’ils soient naturels, solaire et volcans notamment, et anthropiques, gaz à effet de serre, aérosols, changements d’usages des sols, …

Les variations internes répertoriées , celles qui s’appliquent au long terme, sont liées exclusivement aux océans.

Il s’agit de l’AMO (Atlantic Meridional Oscillation) et de la PDO (Pacific Decadal Oscillation).

Nous avons déjà souvent parlé ici de ces oscillations et on notera que le terme oscillation qui fait penser à quelque chose de périodique genre sinusoïde est quelque peu galvaudé puisqu’on se pose encore des questions sur leur caractère réellement cyclique.

L’AMO correspond à un signal global d’amplitude 0.1°C et la PDO à un signal global deux fois inférieur, 0.05°C donc.

Leur combinaison arithmétique, qui n’est pas forcément justifiée, peut donner des écarts maxi de 0.3°C sur des intervalles de temps de plusieurs décennies.

Le problème principal qui se pose, dans le contexte actuel, est de différencier les variations de température provenant de la variabilité interne et celles provenant du forçage donc par définition, de quelque chose d’extérieur au système.

Il existe des moyens pour réaliser cette attribution qui font intervenir des modèles climatiques.

En gros on réalise une analyse spatio-temporelle du réchauffement pour en connaître l’origine.

Je n’ai guère de doute sur la performance de ces modèles pour attribuer le réchauffement récent aux GES anthropiques.

Cependant la simple logique peut permettre d’avoir une amorce, qui nécessiterait un approfondissement évidemment, pour être plus définitive.

Cette logique est la suivante :

La température des terres dépend, grandement, de la température des océans, mais en cas de forçage global, l’inertie thermique des terres très inférieure à celle des océans, permet une variation de température bien plus forte sur les terres que sur les océans.

On peut faire une analyse spatio-temporelle très simple, et plutôt large, en observant les variations de température comparées des terres et des océans de ces deux périodes d’élévation de température que sont 1910-1945 et 1975-2010.

L’examen des températures, globale, océanique, terrestre, relevées par la NASA et figurant sur les graphiques ci-dessous, apporte des éléments, intéressants.

nasa

1910-1945 est au dessus et 1975-2010 en dessous

de gauche à droite: global/terres/océans

Pour les deux périodes les valeurs des variations de température des océans (SST) sont très proches.

Elles présentent cependant des différences notables de répartition spatiale et on distingue bien les influences de l’AMO et de la PDO ainsi qu’un refroidissement de l'océan austral au cours de la période récente.

Mais surtout on constate une très forte différence entre les variations des températures des terres pour les deux périodes.

Si on examine les données de la base Hadley, dans la dernière période, l'écart entre terres et océans s'accroît bien d'avantage que dans n'importe quelle autre période des 160 années de la base.

Had 1

Le différentiel terres/océans (moyenne glissante sur 10 ans) est assez parlant.

Had 2

Les corrélations terres/océans sur les deux périodes sont également révélatrices.

corré

La corrélation est plutôt moyenne dans la période 1910-1945 (R²=0.64) et la droite de tendance a une pente de 0.7 qui représente le rapport entre les terres et les océans.

Dans la période 1975-2010 la corrélation est excellente entre les deux milieux (R²=0.94) mais surtout la droite de tendance a cette fois une pente de presque 1.6 entre les températures des terres et des océans.

Interprétation possible

De 1850 à 1975 environ (un peu au-delà en fait) le différentiel de température entre terres et océans oscille de plus ou moins 0.1°C (écart-type sur la moyenne 10 ans = 0.074°C), mais à partir de 1975 le différentiel s'accroît fortement jusqu'à atteindre des valeurs jamais vues au cours de ces 160 dernières années.

D'un point de vue strictement thermique étant donnée sa capacité thermique énorme c'est l'océan qui influence les terres plutôt que l'inverse.

En l'absence de forçage les deux doivent évoluer de concert mais avec des différences dues aux changements de circulation atmosphérique, centres d'actions, etc.

Si on voit les deux évolutions complètement calquées l'une sur l'autre on peut se dire que l'océan influence parfaitement les terres mais si les terres, en plus, se réchauffent nettement plus que les océans, il semble probable qu'un forçage soit à l'origine des variations puisque les terres ont une capacité nettement moindre que celle des océans et se réchauffent donc plus vite.

C'est bien le cas pour la période 1975-2010.

J'arrêterai là ce début d'attribution.

Des modèles climatiques type AOGCM doivent pouvoir réaliser plus finement cette attribution et mettre en évidence l'influence d'un forçage global.

Ils l'ont fait et c'est pourquoi il n'existe que très peu de chances que la variation récente soit une résultante de la variabilité interne du climat.

Les candidats pouvant contribuer au forçage global ne sont pas légion.

Parmi les principaux on citera les GES, les aérosols troposphériques, et la vapeur d'eau stratosphérique...

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Par meteor - Publié dans : réchauffement climatique - Voir les 23 commentaires
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Commentaires

Gilles,
Plus on reste dans le flou ("ça pourrait etre ça, mais bien sur ça pourrait etre autre chose"), moins on est pertinent pour prétendre faire des prédictions crédibles (ce qui est finalement la seule chose qu'on demande à des modèles scientifiques, sinon c'est pas vraiment la peine de se fatiguer à en faire ....).
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C'est pas la peine de faire des tartines , le commentaire ci-dessus suffit

Commentaire n°1 posté par the fritz le 07/08/2011 à 23h58

Je ne vois pas en quoi cette affirmation a à voir avec l'attribution.

Réponse de meteor le 08/08/2011 à 12h13

Meteor : pour Compo 2008, ils étudient juste la période 1991-2006 comparée à 1961-1990, pas la première partie du XXe siècle. Ils montrent qu'ils arrivent à reproduire à peu près correctement les observations avec deux modèles (ECHAM4.5 et NASA/NSIPP), en partant des spécifications de forçage de l'IPCC pour les analyses d'ensemble. Après, c'est assez technique, ils analysent des signatures comme l'humidité relative à 330 hPa, des mouvements d'ascendance et subsidence en réponse aux SST, etc. On voit sur leur schéma (figure 5d comparé à 1a) que la simulation tous forçages est meilleure par rapport aux observations, surtout dans le nord de l'HN, mais aussi qu'un forçage sur les SST seules (prescrites au modèle par rapport aux observations) reproduit une bonne part du réchauffement sur les terres (5a par rapport à 5d). Du moins dans le modèle.

A la fin, ils ne se prononcent pas sur ce qui a fait réchauffer les océans, et en dernier ressort les terres, ils soulignent juste que la bonne simulation de leur variabilité est un préalable à l'analyse correcte des projections régionales sur les terres.

Commentaire n°2 posté par skept le 07/08/2011 à 23h56

J'avais bien compris, mais je soulignais le fait qu'une augmentation comparable des SST en 1910-1945 ne conduisait pas, loin de là, à une augmentation de la température des terres comparable à celle de 1975-2010.

PS: je rajoute au sujet de Compo et al 2008, un commentaire de G Schmidt.

"[Response: Yes. This method of running models (AMIP-style) is very common and useful for many purposes. However, all of the trend comes from the increases in SST, which have been affected by GHGs and natural variability - thus this kind of model simulation is no good for attribution studies at the global scale (you need a coupled model for that). They are quite useful at determining tele-connections - how ENSO affects rainfall for instance, but you will see errors in, for instance, land-ocean temperature contrasts or stratospheric dynamics, which are more closely tied to the physics of GHGs rather than the overall level of warming. - gavin]"

Donc, apparemment, les modèles utilisés par Compo et al ne conviennent pas pour l'attribution à l'échelle globale, il faut utiliser des modèles couplés pour celà.

Réponse de meteor le 08/08/2011 à 11h05

A signaler ces deux papiers sur ce thème du réchauffement terre-océan. On les trouve en pdf.

Compo 2008, en faisant tourner un modèle, trouve que le réchaufement des terres s’explique d’abord par le réchauffement océanique : un modèle sans CO2 trouve à peu près la bonne évolution sur les terres quand on lui prescrit le réchauffement observé sur les océans.

Evidence is presented that the recent worldwide land warming has occurred largely in response to a worldwide warming of the oceans rather than as a direct response to increasing greenhouse gases (GHGs) over land. Atmospheric model simulations of the last half-century with prescribed observed ocean temperature changes, but without prescribed GHG changes, account for most of the land warming. The oceanic influence has occurred through hydrodynamic-radiative teleconnections, primarily by moistening and warming the air over land and increasing the downward longwave radiation at the surface. The oceans may themselves have warmed from a combination of natural and anthropogenic influences.
Compo, G.P., and P.D. Sardeshmukh, 2009: Oceanic influences on recent continental warming. Climate Dynamics, 32, 333-342 doi: 10.1007/s00382-008-0448-9

Lambert 2007 trouve que le ratio de réchauffement terre/océan est constant de 1955 à 2003, quelle que soit l’évolution des forçages sur cette période et que le ratio dépend des variations de capture de chaleur de l’océan.

We show that the ratio of observed annual-mean land temperature change to ocean surface temperature change, f,has remained almost constant during 1955 – 2003. This is the case, despite most of the heat capacity of the climate system lying in the oceans, and rapid variations in climate forcing. Examining seven General Circulation Models (GCMs), we find land and ocean temperature behavior comparable to observations in six cases. For three models that reproduce observed f and for which we have data, we find no significant changes in future f under the SRES A1B scenario. We suggest that variations in land-ocean heat flux primarily balanced by ocean heat uptake are sufficient to maintain constant f. This flux is present in the six GCMs that resemble observations, suggesting that observed f may remain constant into the future, even if radiative forcing is markedly different than in the past.

F. Hugo Lambert, FL, J.CH. Chiang, 2007 ; Control of land-ocean temperature contrast by ocean heat uptake. GRL, 34, L13704, doi:10.1029/2007GL029755

Commentaire n°3 posté par skept le 07/08/2011 à 18h57

2 choses:

1- pourquoi entre 1910 et 1945 les terres se sont moins réchauffées que les SST et beaucoup moins que les terres entre 1975 et 2010.

Compo l'explique t'il?

2- sur Lambert 2007 pas de problème.

le ratio reste constant suite aux variations de flux océan-->terres.

Mais ratio constant ne veut pas dire que les océans et les terres se réchauffent à la même vitesse.

Réponse de meteor le 07/08/2011 à 19h19

Meteor : je suis d’accord sur l’intérêt de comparer LO plutôt que des Tm globales. Et sur le fait que cela plaide pour une signature anthropique comme explication la plus simple, sous réserve que les données 1910-40 soient assez fiables spatialement. Après, que faut-il expliquer en 1975-2010 ? Faut-il prendre les 0,73 K comme signal forcé, ou alors considérer qu’il y a une base de variabilité trentenaire à 0,2-0,3 K (comparable à celle de la première moitié du siècle), qui bruite ce signal ? Et, puisque l’on est dans une tendance interne sur un intervalle de 35 ans, qu’est-ce que l’on peut donner comme valeur au ∆ forçage TOA des aérosols sur cette période ? La difficulté vient de ce que cela correspond à des lois anti-pollution qui ont limité les émissions soufrées, à la chute du bloc de l’Est, à diverses choses qui nourrissent le "global brightening" dans les décennies 1980 et 1990 se trouvant au cœur de la période d’intérêt (la suggestion que des aérosols naturels + anthropiques expliquent 2000-2010 est intéressante de ce point de vue). Tant que l’on n’est pas plus précis sur la valeur des effets directs / indirects de cs aérosols, cela restera difficile d’obtenir la sensibilité transitoire aux GES. Mais cela ne peut qu'être plus clair quand on aura une période trentenaire de mieux.

Commentaire n°4 posté par skept le 06/08/2011 à 00h40

"
le contraste terres-océans =LO est un indice déjà utilisé comme je ne le savais pas mais que je sais maintenant grâce au lien de ICE.
Pour expliquer un tel contraste le plus simple est bien évidemment le forçage.
On peut peut-être l'expliquer de façon sans doute beaucoup plus alambiquée par une modification générale des centres d'action due elle-même à je ne sais quelle oscillation mystérieuse."

Comme pour les températures moyennes, c'est aussi une question quantitative de la part de l'un et de l'autre. Les variations pré-1970 sont loin d'etre négligeables, en réalité elles sont du meme ordre de grandeur que l'effet après 1970. Meme si la courbe est au plus haut historiquement, il faut la rapporter au bruit sous-jacent encore une fois. Il n'est pas du tout statistiquement improbable que le forçage ne représente "que" 0.1 °C dans la différence.

Il y a un danger universel a regarder les indicateurs a posteriori, en essayant un tas de trucs et en ne gardant que ce qui va dans le bon sens. Les prédictions réellement validées sont celles qui s'engagent sur le futur et sont ensuite testées de manière "aveugle".

Par exemple, puisque la croissance du CO2 est assez prédictible dans les 20 prochaines années , si on transcrit ça en forçage, attribuer une valeur à l'influence du forçage sur la courbe de la différence L-O revient à faire une prédiction sur l'évolution future. En est-on capable, oui ou non ? prevoit-on que cette différence va encore augmenter à l'avenir de 0,3°C de plus par exemple ? evidemment il faut 20 ans pour le vérifier, mais ça me parait une étape de validation indispensable avant de croire aux modèles. Plus on reste dans le flou ("ça pourrait etre ça, mais bien sur ça pourrait etre autre chose"), moins on est pertinent pour prétendre faire des prédictions crédibles (ce qui est finalement la seule chose qu'on demande à des modèles scientifiques, sinon c'est pas vraiment la peine de se fatiguer à en faire ....).

Commentaire n°5 posté par Gilles le 05/08/2011 à 11h59

Ah le CO2 on peut en avoir une idée pas trop mauvaise par contre les aérosols c'est une autre histoire qui dépend non seulement du type, mais aussi du type de C fossile, et des valeurs pour l'AIE notamment.

J'ai vu récemment un article où on parlait d'un AIE, actuellement, à -1.6W/m2.

Avec un ADE à -0.5W/m2 çà fait un total de -2.1W/m2 à rapporter aux 3W/m2 pour les WMGHG+O3, soit un forçage de seulement 0.9W/m2.

En bref, le CO2 n'est pas le seul élément à prendre en compte.

Réponse de meteor le 05/08/2011 à 15h09

""""Tant que les AOGCM n'arrivent pas à bien reproduire tout cela (ainsi que le reste dont surtout les aérosols), cela me semble difficile de quantifier des probabilités d'attribution sur une seule série (les T pendant 50 ans).""""

Et c'est reparti pour un tour.....

Commentaire n°6 posté par Robert le 05/08/2011 à 11h43

Meteor : sur les oscillations, le gradient et les nuages, je voulais simplement dire qu'une oscillation naturelle produit elle aussi des rétroactions transitoires (sur sa période). Par exemple, si pendant 30 ans on a des Nino plus fréquents que la moyenne centenaire des Nino, ou si pendant 100 ans on a des Nino plus fréquents que leur moyenne millénaire, eh bien cela aura sans doute des effets sur l'état "moyen" de l'atmosphère dans la période considérée, sa concentration en vapeur d'eau, le gradient, la nucléation, etc. Ce qui est vrai pour ENSO est vrai pour toute mode de variabilité, et pour tout couplage / découplage de ces modes dans la durée. Tant que les AOGCM n'arrivent pas à bien reproduire tout cela (ainsi que le reste dont surtout les aérosols), cela me semble difficile de quantifier des probabilités d'attribution sur une seule série (les T pendant 50 ans).

Commentaire n°7 posté par skept le 04/08/2011 à 14h05

certes, certes.

d'où l'intérêt de regarder les conditions terrestres, moins soumises, par définition, aux oscillations océaniques, que les océans eux-mêmes.

à moins que d'un seul coup, les climats dits continentaux, disparaîssent, pour ne citer que cet exemple.

le contraste terres-océans =LO est un indice déjà utilisé comme je ne le savais pas mais que je sais maintenant grâce au lien de ICE.

Pour expliquer un tel contraste le plus simple est bien évidemment le forçage.

On peut peut-être l'expliquer de façon sans doute beaucoup plus alambiquée par une modification générale des centres d'action due elle-même à je ne sais quelle oscillation mystérieuse.

Mais, comme je l'expliquais, il n'y a plus beaucoup de mystère quant aux influences SST/terres et à partir de SST données on peut déterminer s'il est possible, sans forçage (je précise "externe" mais je devrais pas), d'avoir un tel contraste.

Ensuite, comme je l'écrivais aussi, il est beaucoup plus difficile, du moins sans modèle, de différencier l'influence des aérosols de celle des GES.

Réponse de meteor le 04/08/2011 à 15h54

"sur les données je ne vois pas ce que çà change:"
Ben comme je disais, ça ne change strictement rien à la forme de la courbe, bien sur, ça introduit juste un décalage d'origine. Sauf que le commentaire "ça oscillait entre -0,1 et + 0,1 et maintenant ça atteint des valeurs jamais atteinte auparavant " dépend de l'origine choisie...

en coupant en 1885, la période 1890 -1920 parait tout aussi exceptionnelle comme variation - alors c'est attribué à quoi suivant les modèles ?

d'une façon générale, je reste surpris qu'on commente autant des bouts de courbes qui montent et qui descendent sans trop se préoccuper du signal sur bruit, c'est à dire de la significativité des écarts par rapport à la variabilité naturelle. Il me semble que dans d'autres domaines de la physique , on est beaucoup plus prudent avant de prétendre avoir vu un vrai signal physique... les poubelles du LHC sont pleines de signaux à trois sigmas ! pareil dans la confiance dans les modèles, ce n'est pas parce qu'un calcul donne un résultat que c'est une parole d'évangile - et tout particulièrement pour des problèmes comme la variabilité spontanée, qui sont notoirement très difficiles, voire impossibles à reproduire correctement.

Tu demandes pourquoi les modèles varient, mais bien évidemment les modèles sont basés sur des équations non linéaires couplées chaotiques et ont leur propre variabilité ! je dis juste que les caractéristiques précises de ces variabilités, l'existence et l'amplitude des fluctuations à plus ou moins grandes périodes, ne sont pas, de manière générale, prédites avec précision par les modèles numériques.

Commentaire n°8 posté par Gilles le 03/08/2011 à 09h08

"ça oscillait entre -0,1 et + 0,1"

oui je m'en suis expliqué 2 fois.

une troisième?

sinon pour la période 1890-1920: prudence dans l'interprétation de données de plus en plus incertaines.

Ce qu'on peut dire c'est que la corrélation entre terres et océans est très faible (R2= 0.16) pendant cette période.

Il ne semble donc pas y avoir de pilote commun.

Encore une fois, la courbe de différentiel ne doit pas être appréciée seule, et j'ai sans doute eu tort de faire ce commentaire qui pour factuel qu'il était, pouvait être mal interprété.

Réponse de meteor le 03/08/2011 à 10h59

coincidence, dans la meme veine je suis tombe par hasard, apres lecture de ce post, sur ce papier a la photocopieuse :
"Simple indices of global climate variability and change Part II: attribution of climate change during the twentieth century"
Braganza et al 2004, Clim.Dyn.
Abstract:
"Five simple indices of surface temperature are used to investigate the influence of anthropogenic and natural (solar irradiance and volcanic aerosol) forcing on observed climate change during the twentieth century. These indices are based on spatial fingerprints of climate change and include the global-mean surface temperature, the land-ocean temperature contrast, the magnitude of the annual cycle in surface temperature over land, the Northern Hemisphere meridional temperature gradient and the hemispheric temperature contrast. The indices contain information independent of variations in global-mean temperature for unforced climate variations and hence, considered collectively, they are more useful in an attribution study than global mean surface temperature alone. Observed linear trends over 1950–1999 in all the indices except the hemispheric temperature contrast are significantly larger than simulated changes due to internal variability or natural (solar and volcanic aerosol) forcings and are consistent with simulated changes due to anthropogenic (greenhouse gas and sulfate aerosol) forcing. The combined, relative influence of these different forcings on observed trends during the twentieth century is investigated using linear regression of the observed and simulated responses of the indices. It is found that anthropogenic forcing accounts for almost all of the observed changes in surface temperature during 1946–1995. We found that early twentieth century changes (1896–1945) in global mean temperature can be explained by a combination of anthropogenic and natural forcing, as well as internal climate variability. Estimates of 'scaling factors' that weight the amplitude of model simulated signals to corresponding observed changes using a combined normalized index are similar to those calculated using more complex, optimal fingerprint techniques. "
http://www.springerlink.com/content/8wm04eqdg1u0calq/

Commentaire n°9 posté par ICE le 03/08/2011 à 02h37

salut ICE

oui, merci, çà ressemble en plus complexe, malgré tout et forcément.

euh c'était pas moi à la photocopieuse, hein!

Réponse de meteor le 03/08/2011 à 08h25

sur les données, je répète : faire la différence des anomalies dépend de la période de base; c'est peut etre idiot à dire, mais si les anomalies était toutes les deux calculées sur la période moderne 2000-2010, l'écart actuel serait ... à peu près nul et il serait maximal dans le passé ! conclusion donc inverse de celle de meteor .....

ensuite, je réagissais à la phrase : "Des modèles climatiques type AOGCM doivent pouvoir réaliser plus finement cette attribution et mettre en évidence l'influence d'un forçage global.
Ils l'ont fait et c'est pourquoi il n'existe que très peu de chances que la
variation récente soit une résultante de la variabilité interne du climat."

et je ne suis pas d'accord : encore une fois les modèles sont sélectionnés par l'absence de dérive, avec ou sans correction de flux. La raison fondamentale étant qu'ils sont loin d'etre assez précis pour prédire la température moyenne absolue, et donc ne peuvent tester l'effet d'un forçage qu'en partant de runs de controle stationnaires, et en rajoutant ensuite le forçage. Donc ils *imposent* au départ (ou ils privilégient) les solutions initiales avec des dérives minimales. Ca revient à présupposer que l'état initial est stationnaire, ce qui interdit mécaniquement de voir autre chose que des variations de forçages - des possibles cycles naturels de longue période sont simplement éliminés. On ne peut donc pas les utiliser de manière fiable pour infirmer ou confirmer des variations naturelles de longue période, puisqu'ils supposent au départ qu'ils
n'existent pas.

evidemment en ayant fait cette hypothèse initiale, la seule variable ayant une dérive séculaire ést le CO2, et donc les modèles mettent naturellement tout sur le compte du CO2. Et si ça ne marche pas très bien sur la première moitié du siècle, on trafique un peu et on arrange la présentation pour que ça ne se voit pas trop ....

Commentaire n°10 posté par Gilles le 02/08/2011 à 20h24

sur les données je ne vois pas ce que çà change:

étant donné que zéro est supérieur à du négatif mais je veux bien admettre une formulation douteuse concernant les +-0.1°C.

sinon il ne faut pas oublier l'essentiel qui est la comparaison des deux périodes de chauffage qui n'ont pas du tout la même déclinaison sur les océans et sur les terres.

concernant les modèles, désolé, mais on n'est pas sur la même longueur d'onde.

dans le cas de mon article ils sont un outil de vérification des données à partir d'un état observé exactement comme le ferait, je le rappelle, un modèle météo qui comprendrait une simulation plus poussée de l'océan.

autrement dit ce que tu ne veux pas comprendre c'est qu'en admettant une dérive naturelle de long terme provenant d'une oscillation océanique, on ne pourrait pas avoir, c'est physiquement impossible d'après la dynamique, des températures terrestres comme celles de la période actuelle.

Le modèle en l'occurrence est forcé par les observations et il délivre son calcul.

enfin bref.

sur le reste...

oui sur le reste si ce que tu dis était vrai, on n'aurait pas de variabilité du tout puisqu'on partirait d'un état stationnaire.

Or les modèles produisent bien une variabilité.

pourquoi?

Réponse de meteor le 02/08/2011 à 21h25

ces histoires de réajustement de flux datent des années 80. Elles étaient nécessaires à cette époque parce que , essentiellement, la résolution des modèles océaniques était insuffisante.
Ce n'est plus le cas actuellement.

Par ailleurs, j'approuve la remarque de skept, cet article ci ne repose que marginalement sur les modèles.
Pourquoi remettre ça sur le tapis? Une obsession? Une incompréhension fondamentale ?

Commentaire n°11 posté par sirius le 02/08/2011 à 19h13

Un détail mais pour les SST, il vaut mieux désormais charger HadSST3 (je ne sais pas où cela se trouve), qui a corrigé un biais important sur la période 1945-1970 environ. Bon, cela ne concerne pas les périodes ici analysées. Real Climate a fait un papier sur cette correction (Climate Audit aussi).

Gilles : je pense que Meteor et toi ne parlez pas tout à fait de la même chose. En fait Meteor ne parle des modèles qu'à la fin, ce n'est pas son point essentiel. Ce qu'il met en avant, ce sont plutôt des mesures sur la signature spatio-temporelle du réchauffement. Après, on peut se dire (même sans modèle) : telle signature est-elle plutôt compatible avec tel mode de variabilité? Ou sa mesure est-elle robuste, sa variance significative?

Par exemple, une baisse d'émission d'aérosol pourrait avoir, sur une période isolée de 30 ans, une certaine signature sur les terres. En quoi diffère-t-elle des GES et que peut-on attendre en observation (journalière type DTR, saisonnière)? Je ne sais pas trop.

Ce qui me paraît de toute façon difficile, c'est l'attribution quantifiée, précise, parce que les variations restent faibles sur les 100 dernières années et beaucoup de choses varient un peu en même temps (les GES, les aérosols, les usages des sols, les forçages naturels y compris le bruit de fond volcanique récemment mis en avant, les oscillations et leurs éventuels effets sur la nébulosité et le gradient adiabatique, etc.).

Commentaire n°12 posté par skept le 02/08/2011 à 14h24

oui pour hadley il faut que je revois mes fichiers car çà a pas mal changé ce qui peut expliquer la réflexion de gilles sur 1961-1990.

pour faire de l'attribution précise CO2 aérosols on n'y arrive pas sinon on saurait dire ce qu'est le forçage aérosols or on sait pas.

bon il doit effectivement y avoir une différence en cas de baisse d'aérosols par rapport à augmentation de CO2 au niveau du DTR qui augmente dans le premier cas et baisse dans le second mais ce sont des valeurs de variations très très faibles.

Il doit y avoir aussi une différence au niveau de la convection/précipitations mais c'est pas du tout évident.

Pour les oscillations qui changent la nébulosité je ne comprends pas trop.

Les nuages sont une rétroaction globale et une rétroaction des systèmes de temps.

Si ces systèmes sont bien simulés ils prennent en compte ces rétroactions.

Il semble que tu fasses la même "erreur", sur ce point, que R Spencer.

J'utilise des guillemets car ce n'est pas si évident que çà à intégrer.

Réponse de meteor le 02/08/2011 à 15h36

"on réajuste les flux dans les modèles imparfaits (enfin ils sont tous imparfaits mais plus ou moins)
quand un bilan, soit énergétique, soit matière, soit les deux, ne colle pas, il faut soit le rectifier quand on a pas d'autre modèle sous la main et là c'est du savoir faire qui permet de rectifier au mieux, soit pondre un modèle dont les bilans collent.
Ca se fait, enfin je suppose, en soignant la paramétrisation, en diminuant la maille et en prenant en compte d'autres milieux comme la strato, les couches plus profondes de l'océan,...

Mais comme je comprends les choses, les modèles actuels qui demandent de moins en moins d'ajustements de flux, ne dérivent pas plus de quelques dizièmes par millénaire.
A ce stade c'est suffisant pour les utilisations courantes."

Je ne suis pas sûr que tu aies saisi le sens de mes remarques : la méthodologie que tu décris suppose AU DEPART que les flux doivent etre physiquement équilibrés et qu'il n'y a donc pas de dérive à long terme, et considèrent donc PAR DEFINITION que toute dérive est spurieuse et doit etre éliminée.

Cette hypothèse est fausse quand on a des cycles limites, pendant le cycle, de l'énergie peut etre temporairement stockée, puis relibérée après (c'est ce qui se passe dans les cycles El Niño/La Niña, ou dans les cycles AMO et PDO), le bilan instantané n'est donc pas équilibré, il ne l'est qu'en moyenne sur plusieurs cycles.

Mais supposer que le bilan doit l'etre sur un siecle et corriger les dérives arbitrairement revient à postuler que des cycles de l'ordre du siecle ne peuvent pas exister - ce qui revient à postuler au départ ce qu'on cherche à montrer, démarche bien évidemment incorrecte, du type "GIGO" (Garbage in, Garbage out). Le fait même que ces dérives existent dans les modèles montre physiquement qu'il y a des temps de relaxation longs dans les océans, ce n'est d'ailleurs pas une surprise, mais ça veut dire AUSSI qu'il peut y avoir des cycles ou des transitions sur de longues périodes. Les dérives observées dans les modèles ont une vraie origine physique, le fait que les conditions initiales sont mal choisies et que le système n'est pas stationnaires - mais d'ailleurs il peut tres bien etre instable et ne jamais etre stationnaires.

Faire une sélection sur les modèles en imposant l'absence de dérive introduit ipso facto un biais qui revient, comme je l'ai dit, à supposer au départ ce qu'on cherche à démontrer.

Commentaire n°13 posté par Gilles le 02/08/2011 à 13h50

je réponds à tes deux commentaires

OK bien sûr pour le +-0.1°C, çà dépend de la base.

mais le différentiel voulait sutout mettre en évidence la différence entre les deux périodes de chauffage significatives de la base Hadley.

ensuite pour les bilans qui doivent coller c'est simplement le respect du premier principe concernant la thermo c'est à dire qu'en chaque point et à tout moment le bilan énergétique est nul.

s'il rentre un flux d'énergie (Fe) à un endroit et s'il sort Fs

on doit avoir Fe-Fs = dU/dt

pareil pour les flux matières

Peu importe qu'on soit en dérive comme tu dis, ou en stationnaire, ce principe doit être respecté.

C'est comme çà que j'entends les corrections de flux et pas comme des corrections de flux pour faire revenir l'état de dérive en un état stationnaire.

PS: bon je me gourre c'est pas çà les ajustements de flux, çà m'étonnait aussi parce que c'est le principe d'un modèle de boucler les bilans.

non en fait l'ajustement de flux c'est çà:

"Flux correction

Some early incarnations of AOGCMs required a somewhat ad hoc process of "flux correction" to achieve a stable climate (not all model groups used this technique). This resulted from separately prepared ocean and atmospheric models each having a different implicit flux from the other component than the other component could actually provide. If uncorrected this could lead to a dramatic drift away from observations in the coupled model. However, if the fluxes were 'corrected', the problems in the model that led to these unrealistic fluxes might be unrecognised and that might affect the model sensitivity. As a result, there has always been a strong disincentive to use flux corrections, and the vast majority of models used in the current round of the Intergovernmental Panel on Climate Change do not use them. The model improvements that now make flux corrections unnecessary are various, but include improved ocean physics, improved resolution in both atmosphere and ocean, and more physically consistent coupling between atmosphere and ocean models."

donc en gros les ajustements de flux étaient surtout dus à une imperfection des modèles qui traitaient océans et atmosphère de façon un peu trop indépendante.

celà conduisait à une dérive artificielle et à des flux qui devenaient irréalistes.

ce n'est plus le cas avec les modèles actuels.

Réponse de meteor le 02/08/2011 à 15h10

La variation d'une des quantités sur une période ne dépend effectivement pas de la période choisie, mais la valeur de la différence entre les deux en dépend, c'est à dire que tu devrais avoir un offset de ta figure "différentiel terre-océans" si tu changes ta ligne de base , à mon avis. D'ailleurs il me semble y avoir un petit problème parce que si les deux anomalies sont repérées par rapport à la même période 1961-1990, leurs anomalies moyennes doivent etre nulles pendant cette période, ainsi que leur différence.. ce qui ne semble pas être le cas sur ton graphique (c'est peut etre un effet du lissage ceci dit, c'est toujours dangereux de faire des stats sur des lissages qui introduisent des autocorrélations significatives).

Bref un offset sur ces courbes va changer la conclusion, parce que quand tu dis "ça fluctue entre -0;1°C et +0.1 °C dans la premiere partie et ensuite ça augmente", en réalité la variation dans la premiere période est parfois de 0,2°C et ce n'est pas beaucoup moins que ce que tu observes après. Le centrage en zéro n'a donc pas de signification absolue. Si tu regardes ta courbe sans échelle verticale indiquée, il n'est pas flagrant que la période moderne soit anormale par rapport au reste de la courbe (pas pour moi en tout cas).

Mon autre remarque est que le débat n'est pas tant de dire "il y a un effet du CO2" (en détruisant l'hypothèse nulle que le CO2 n'aurait aucun effet), que de quantifier précisément cette influence, ce qui est indispensable pour valider les prédictions. Les simulations suggèrent que les variations de forçages naturels sont globalement nulles au cours du XXe siecle, et de plus, elles interdisent des fluctuations naturelles séculaires par la "sélection de modèles sans dérives", ce qui a pour effet automatique de reporter l'ensemble du réchauffement sur le CO2, et lui donne un effet maximal. Ca reste douteux à mon sens (surtout le 2e point....) .

Commentaire n°14 posté par Gilles le 02/08/2011 à 13h41

"C'est pas vraiment le problème.
Dans le cas présent on ne leur demande pas de prévoir, mais de faire de l'attribution.
C'est à dire, à partir d'observations, par exemple des SST, de calculer l'influence sur, par exemple, les températures des terres locales ou plus globales."

Desolé mais C'EST le même problème pour moi. Faire correctement une attribution suppose que ton modèle évalue correctement les différents facteurs , et ça n'a rien d'une évidence. Il faut d'abord prouver que les modèles reproduisent parfaitement des situations "simples" ou on sait calculer les influences avant de vouloir mettre en évidence d'autres influences.

Or le post que j'ai mis sur mon blog me semble assez clairement monter que les modèles ne reproduisent pas très bien la première moitié du siècle, à la précision en tout cas qu'il faudrait pour prétendre bien faire l'attribution de la seconde. La forme générale de la première moitié du siècle n'est pas TRES BIEN reproduite, et significativement pas très bien, c'est à dire : avec des ecarts comparables à ce qu'on est censé attribuer dans la période suivante.

Et je repose ma question ; ton travail fait la différence d'anomalies, qui n'est PAS indépendante de la période de base (parce que les anomalies SST sont calculées par rapport à la moyenne des SST, et les anomalies terrestres par rapport aux moyennes terrestres. Dans la différence entre les deux, intervient la différence entre les moyennes, qui dépend de la période de base).

Donc : quelle est la période de bases des anomalies, et comment tes calculs en dépendent ? (mon avis est : assez fortement).

Commentaire n°15 posté par Gilles le 02/08/2011 à 11h47

Les modèles savent reproduire les situations synoptiques et globales.

Ca s'appelle la réanalyse et ça se fait 4 fois par jour dans les modèles météo.

Je pense que tu confonds encore attribution et prévision.

Enfin c'est possible que ce soit moi, hein!

Sinon pour les moyennes je vais regarder çà.

bon la base pour Hadley c'est 1961-1990 pour les SST (HadSST) comme pour les terres (CRUTEM v3).

Donc l'anomalie est nulle pendant ces périodes.

Mais peu importe la base, si on mesure une variation d'écart et pas un écart dans l'absolu.

Et ce qui importe c'est qu'entre 1975 et 2010 la température a augmenté bp plus sur les terres que sur les océans qu'elle ne l'a fait entre 1910 et 1945 et ce quelle que soit la base.

Réponse de meteor le 02/08/2011 à 11h57

Pourquoi y a-t-il besoin de "réajuster les flux", pourquoi sont-ils faux ?

Tu n'es pas d'accord que la procédure finit quand même par sélectionner les modèles qui ne dérivent pas sans variation de forçage, et donc, par définition, sont incapables de montrer une autre cause de variation que le forçage?

Autre manière de poser la question, en supposant qu'on ne soit pas limité par les possibilités de temps de calcul, en prenant un modèle qui dérive et en continuant le calcul sur des millénaires et des dizaines de millénaires, ça donnerait quoi pour la température? des milliers de degrés ?

Commentaire n°16 posté par Gilles le 02/08/2011 à 11h40

on réajuste les flux dans les modèles imparfaits (enfin ils sont tous imparfaits mais plus ou moins)

quand un bilan, soit énergétique, soit matière, soit les deux, ne colle pas, il faut soit le rectifier quand on a pas d'autre modèle sous la main et là c'est du savoir faire qui permet de rectifier au mieux, soit pondre un modèle dont les bilans collent.

Ca se fait, enfin je suppose, en soignant la paramétrisation, en diminuant la maille et en prenant en compte d'autres milieux comme la strato, les couches plus profondes de l'océan,...

Mais comme je comprends les choses, les modèles actuels qui demandent de moins en moins d'ajustements de flux, ne dérivent pas plus de quelques dizièmes par millénaire.

A ce stade c'est suffisant pour les utilisations courantes.

Réponse de meteor le 02/08/2011 à 12h09

"Des modèles climatiques type AOGCM doivent pouvoir réaliser plus finement cette attribution et mettre en évidence l'influence d'un forçage global.
Ils l'ont fait et c'est pourquoi il n'existe que très peu de chances que la variation récente soit une résultante de la variabilité interne du climat."

Il faut quand même souligner que les modèles numériques sont génériquement très mauvais pour reproduire les variabilités internes et leurs caractéristiques pour des systèmes fortement non linéaires et chaotiques, et il n'y a aucun signe que les modèles climatiques soient meilleurs pour ça. Comme je le souligne sur mon blog, il y a pire : les simulations sont SELECTIONNEES par le fait de ne pas avoir de dérive séculaire dans les runs de controle, ce qui assure - par force - de ne pas pouvoir attribuer une variation à l'échelle du siècle à une variabilité interne , puisqu'on l'a soigneusement éliminée au départ ! mais il est totalement faux de dire que les modèles ne montrent pas en général de variations séculaires, c'est même exactement le contraire : ils en montrent très facilement, et c'est la croix et la bannière pour les modélisateurs de les éliminer. Conclure après que "les modèles ne prévoient pas de fluctuations à long terme" est pour le moins ... étrange, et c'est un terme plutot poli.

Commentaire n°17 posté par Gilles le 02/08/2011 à 08h20

C'est pas vraiment le problème.

Dans le cas présent on ne leur demande pas de prévoir, mais de faire de l'attribution.

C'est à dire, à partir d'observations, par exemple des SST, de calculer l'influence sur, par exemple, les températures des terres locales ou plus globales.

En absence de forçage les seules SST ne peuvent expliquer les températures des terres.

C'est du travail basique d'AOGCM à mon sens.

Sinon dans la sélection des modèles je pense que tu ne sais pas bien de quoi tu parles, désolé.

Les modèles sélectionnés sont ceux qui ne nécessitent pas de réajustement, manuel en quelque sorte, de flux, à différentes étapes de leur simulation.

Ces modèles qui demandent des réajustements de flux sont ceux, justement, qui dérivent.

Actuellement il y a de moins en moins de réajustements de flux et le fait est qu'il y a très peu de variation séculaire.

Réponse de meteor le 02/08/2011 à 09h48

Meteor , tu fais des différence d'anomalies, ce qui centre forcément les différences sur une période commune : quelle est cette période ? comment tes conclusions changent si tu change la période de base sur laquelle tu calcules les anomalies ?

Commentaire n°18 posté par Gilles le 02/08/2011 à 07h34

non il n'y a pas le terme albédo, mais ce dernier intervient dans le changement d'usage des sols qui lui est mentionné.
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je pense que le changement d'usage des sols dans le facteur albédo est bien moindre que l'ennuagement; oubli ? Alors qu'on lance la polémique sur la thèse des rayons cosmiques?

Commentaire n°19 posté par the fritz le 02/08/2011 à 00h46

oui j'ai vu vaguement que çà s'excitait un peu du côté des rayons cosmiques.

moi j'ai rien contre çà permettrait d'expliquer plus facilement le facteur d'amplification solaire.

il peut toutefois y avoir des explications plus "dynamiques" et classiques à cette amplification.

Sinon, faut attendre encore un peu.

S'il y a quelque chose de "fort" on ne pourra guère empêcher sa divulgation.

Sinon je rapellerai que la baisse des températures de 2008 s'est faite dans un contexte de rayons cosmiques très forts, mais par contre je ne sais pas si on voit quelque chose sur les nuages bas.

Réponse de meteor le 02/08/2011 à 16h18

C'est intéressant. Peut-on expliquer pourquoi les océans se réchauffent moins (ou disons autant, la différence n'est pas significative) en 1975-2010 qu'en 1910-45? Notamment dans l'HS et le Pacifique, où il n'y a pas tellement d'aérosols pour masquer le forçage (enfin intuitivement, il y en a moins, on se dit que les principaux émetteurs d'aérosols sont dans l'HN et qu'ils sont "lessivés" avant de se répandre dans la troposphère de l'HS). Est-ce que les périodes ENSO à Nino dominantes se traduisent par un refroidissement de la surface?

Commentaire n°20 posté par skept le 01/08/2011 à 21h02

on ne peut que faire des hypothèses.

le réchauffement des océans et des terres semblent obéir à un pilote unique dans la période récente puisque les vitesses de réchauffage de ces deux milieux sont respectées ou du moins réagissent dans le bon ordre.

par contre il semble que pour le Pacifique surtout austral, le mélange des eaux superficielles avec les eaux profondes ait augmenté du fait d'un renforcement du SAM (south annular mode) lui même paraissant lié au réchauffement transitoire.

pour la période précédente le fait que les terres se réchauffent moins vite que les océans, compte tenu des incertitudes évidemment, prouverait qu'il n'existe pas de pilote commun très puissant.

de fait les océans se sont d'avantage réchauffés du fait de la variabilité interne court et long terme que de la variation des forçages qui devait être bp moins puissante que maintenant (pas mal de solaire et un peu d'anthropique)

l'exercice auquel je me suis livré ne prétend pas donner la vérité mais donner une première piste très simple, voire simpliste, de ce que peut être l'attribution.

c'est ce que réalisent les modèles complexes qui évaluent bien mieux que ce qu'on peut faire au jugé, comme ici, les interactions océans/terres.

Réponse de meteor le 01/08/2011 à 21h25

Bon papier, bravo
Ca change des éternels développements sur la seule
température globale

Commentaire n°21 posté par sirius le 01/08/2011 à 19h36

Mon ordi déconne, faute de trop de gens qui tapent dessus, surtout des petits
« Je n'ai lu qu'en travers, mais je crois que je n'ai pas vu Si si, excuses «
Il fallait lire
Je n'ai lu qu'en travers, mais je crois que je n'ai pas vu le terme albédo. S’il y est, excuses

Commentaire n°22 posté par the fritz le 01/08/2011 à 17h47

non il n'y a pas le terme albédo, mais ce dernier intervient dans le changement d'usage des sols qui lui est mentionné.

Réponse de meteor le 01/08/2011 à 18h59

Je n'ai lu qu'en travers, mais je crois que je n'ai pas vu Si si, excuses

Commentaire n°23 posté par the fritz le 01/08/2011 à 17h43