deux nouvelles récentes de la cryosphère (février 2011)

Jeudi 3 février 2011 4 03 /02 /Fév /2011 17:09

deux nouvelles récentes de la cryosphère (février 2011)

1ère nouvelle: réchauffement de l'Antarctique

Eric Steig persiste et signe, dans Realclimate, concernant le réchauffement du continent Antarctique.

En effet, même s'il reconnaît des améliorations, quant à la méthodologie, apportées par la dernière étude d'O Donnel et al 2010, il en réfute leur mise en œuvre par ces mêmes auteurs.

Je laisserai les connaisseurs apprécier ses arguments.

Simplement, je reprendrai le fait suivant, signalé par Steig: bien que l'étude d'O Donnel soit basée sur les stations terrestres uniquement, elle n'est pas bien capable de reproduire la température mesurée par la station de Byrd dans l'Antarctique ouest (WAIS).

antarc1

Voici ce que donnent les reconstructions de Steig et d'O' Donnel avec les données brutes et une nouvelle reconstruction de Monagham.

antarc2

A première vue, et bien que la variabilité interannuelle soit forte, O' Donnel est en retrait (au point de vue de la tendance linéaire) par rapport aux données brutes et aux autres reconstructions, ce qui est plutôt étonnant puisqu'il utilise, je le répète, uniquement les données des stations, à l'inverse de Steig qui utilise les mesures satellitaires.

Cette station de Byrd présente le désavantage d'être passée en mesure automatique à partir de 1980 et il semble que quelques biais peuvent survenir à cette occasion.

Néanmoins une étude indépendante, basée sur une méthode complètement différente, qui consiste à mesurer le gradient de température dans un forage (borehole), semble donner des résultats très proches de ceux de la station de Byrd

en voici l'abstract

Evidence de réchauffement récent aux latitudes polaires à partir de température de forage

Orsi, A. J.; Severinghaus, J. P.

American Geophysical Union, réunion d'automne 2010, abstract # C24A-04

Les régions polaires se sont réchauffées significativement pendant les 50 dernières années, et pas seulement près de la côte. Nous présentons ici deux enregistrements de température de forage: un de WAIS Divide (79 ° S, 112 ° W) dans le centre de l'Antarctique occidental, et un de NEEM dans le nord du Groenland (77 ° N, 51 ° W). Ces deux sites ont une température moyenne annuelle de -29 ° C.

Les enregistrements de température de forage nous permettent de mettre les mesures modernes dans le cadre d'une série plus longue.

Au WAIS Divide, l'enregistrement 300m nous ramène 500 ans, avant le minimum du "petit âge glaciaire".

La partie récente de l'enregistrement est en complet accord avec les reconstructions climatiques à l'emplacement de la station météo automatique et de données par satellite, montrant que WAIS Divide s'est réchauffée de plus de 1 ° C depuis 1958. (soit >0.2°C/décennie)

A NEEM, il y a un gradient de température de 1°C dans le névé entre 20 et 80m, comparativement à 0,2 ° C à WAIS.

C'est la preuve d'un rythme encore plus rapide du réchauffement ces dernières décennies.

Un réchauffement important intérieur est une préoccupation pour la stabilité de la calotte glaciaire et finalement l'élévation du niveau de la mer.

Il faudra attendre la publication des données, mais on notera une confirmation de l'enregistrement de la station de Byrd (WAIS divide est très proche de Byrd), ce qui constitue un point positif pour Steig.

Quoique entre >0.2°C/décennie et 0.38°C+-0.20°C il y ait certes un domaine commun mais ça reste peu précis.

2ème nouvelle: perte de glace au Groenland

Bien que je n'ai pas l'étude de base, je reproduis ici ces graphiques paru dans skepticalscience qui concernent le bilan masse de glace de l'inlandsis groenlandais.

le premier décrit la variation mensuelle de la masse de glace (à partir de 2002 prise comme origine)

groenland

La perte de glace est bien sûr continue et semble s'accélérer (courbe orange)

On peut noter une perte record en été 2010 de 600Gt (ou km3 d'équivalent eau).

La perte de glace est de 400 à 500Gt/an en 2010, soit plus du quadruple de 2002.

Sur l'ensemble de la période la perte est de 1900Gt soit plus de 200 Gt/an et l'accélération est de l'ordre de 38 Gt/an^2.

Le deuxième graphique concerne des mesures indépendantes sur une plus longue période.

groenland2

Ce dernier graphique semble écarter la dernière hypothèse d'une surestimation de la perte de glace par mauvaise estimation du rebond isostasique puisqu'en principe le "net accumulation/loss" n'en tient pas compte, mais c'est à vérifier.

Ces deux informations vont évidemment dans le même sens d'une déstabilisation potentiellement dangereuse de l'inlandsis groenlandais et de la partie ouest de l'Antarctique.

Le potentiel en terme d'augmentation du niveau de la mer étant de l'ordre de 12 mètres pour les deux cumulés.

quelques vidéos pour illustrer les phénomènes de fonte de surface au Groenland

un rapide qui s'engouffre au plus profond de la glace:

et un manifique lac supra-glaciaire:

On ne distingue pas l'autre rive du lac, c'est dire ses dimensions.

Cela me fait penser d'ailleurs au fait que pourrait se développer une véritable mer intérieure sur l'inlandsis.

je ne sais si cette possibilité a déjà été envisagée.

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Par meteor - Publié dans : cryosphère - Voir les 11 commentaires
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Commentaires

Dans Nature de cette semaine, une reconstruction de la variabilité des SST de la péninsule antarctique sur le Holocène. Les 3,4°C / siècle observés dans le climat présent semblent dans la fourchette de variabilité (oscillations souvent brusques) 2-4 °C des 12.000 dernières années.

Les auteurs explorent des téléconnexions intéressantes avec l’ENSO, les alizés et le cycle du carbone.

Nature 470, 250–254 (10 February 2011), doi:10.1038/nature09751
http://www.nature.com/nature/journal/v470/n7333/full/nature09751.html

Holocene Southern Ocean surface temperature variability west of the Antarctic Peninsula

Résumé :
The disintegration of ice shelves, reduced sea-ice and glacier extent, and shifting ecological zones observed around Antarctica1, 2 highlight the impact of recent atmospheric3 and oceanic warming4 on the cryosphere. Observations1, 2 and models5, 6 suggest that oceanic and atmospheric temperature variations at Antarctica's margins affect global cryosphere stability, ocean circulation, sea levels and carbon cycling. In particular, recent climate changes on the Antarctic Peninsula have been dramatic, yet the Holocene climate variability of this region is largely unknown, limiting our ability to evaluate ongoing changes within the context of historical variability and underlying forcing mechanisms. Here we show that surface ocean temperatures at the continental margin of the western Antarctic Peninsula cooled by 3–4 °C over the past 12,000 years, tracking the Holocene decline of local (65° S) spring insolation. Our results, based on TEX86 sea surface temperature (SST) proxy evidence from a marine sediment core, indicate the importance of regional summer duration as a driver of Antarctic seasonal sea-ice fluctuations7. On millennial timescales, abrupt SST fluctuations of 2–4 °C coincide with globally recognized climate variability8. Similarities between our SSTs, Southern Hemisphere westerly wind reconstructions9 and El Niño/Southern Oscillation variability10 indicate that present climate teleconnections between the tropical Pacific Ocean and the western Antarctic Peninsula11 strengthened late in the Holocene epoch. We conclude that during the Holocene, Southern Ocean temperatures at the western Antarctic Peninsula margin were tied to changes in the position of the westerlies, which have a critical role in global carbon cycling9, 12.

Commentaire n°1 posté par skept le 11/02/2011 à 15h39

les modèles ne prévoient pas de réchauffement particulier des SST de la péninsule en cas, par exemple, de scénario A2.

Réponse de meteor le 13/02/2011 à 11h29

pour les guerres de religion, je suis bien d'accord avec toi, Skept :) on finira bien par avoir la réponse, contrairement aux religions ! mais je parlais juste de façon générale de l'attitude actuelle des débatteurs (pas des scientifiques eux mêmes mais de ceux qui les commentent), et des fondements de leur attitude quand ils prennent position : manifestement, ils prennent position bien plus sur le fait que le résultat présenté "leur plait" (= tout ce qui montre un réchauffement est bon !) que sur la critique scientifique de la méthode - c'est évidemment très dangereux.

Commentaire n°2 posté par Gilles le 09/02/2011 à 08h13

de ce que je comprends, O'Donnell reproche à Steig plusieurs choses : d'abord de ne pas comprendre que son papier était juste une critique de la méthode de Steig , pour montrer qu'avec les mêmes données on pouvait avoir une reconstruction mieux faite. D'après lui le meilleur accord avec la station de Byrd est fortuit parce que le changement de mesure introduit une grosse incertitude , et que Steig n'argumente pas du tout sur la qualité scientifique de la méthode mais juste sur la comparaison d'un résultat, qui peut etre biaisé. Il lui reproche aussi d'avoir référé son papier (chose tue jusqu'ici par les deux protagonistes), et d'avoir conseillé dans son rapport d'utiliser une méthode qu'il lui reproche ensuite publiquement d'avoir utilisé alors qu'ils avaient originellement pris la "meilleure " méthode ! si c'est vrai, c'est particulièrement inélégant. Et finalement, il démontre la faiblesse de la méthode de Steig en montrant que si on augmente artificiellement le trend d'une station de la péninsule, ça conduit à augmenter le trend de toute la partie OUest ! ce qui n'est pas si étonnant que ça si la méthode de Steig garde trop peu de composantes spatiales, elle filtre les hautes fréquences et du coup le signal reconstruit se retrouve dilué dans des "patterns" de basse fréquence qui débordent largement de la réalité. Toute discussion sur la localisation précise du réchauffement devient alors totalement oiseuse ... bref c'est bien une querelle de spécialistes, mais les arguments de O'Donnell et al. me semble au moins aussi, voire plus solidement argumentés que ceux de Steig. Notons que ce n'est pas un problème de physique du climat mais de reconstruction spatiale à partir de données disparates, c'est donc bien un problème plus de maths applis et de statistiques, comme l'imagerie médicale par exemple : et O'Donnell et al. ont l'air tout aussi compétents sur le sujet que Steig (et peut être plus).

Commentaire n°3 posté par Gilles le 09/02/2011 à 08h10

O'Donnell a l'air superfurax des manip' de Steig sur les données... mais je n'y entrave que dalle. :-(

Gilles, je pense que tu as tout à fait raison… sauf la toute fin. Les guerres de religions sont proprement insolubles car elles portent en dernier ressort sur des données indécidables et invérifiables en ce bas monde (eg l'existence d'un ou plusieurs dieux, la valeur d’un prophète, la vérité d’un dogme échappant à l’examen empirique et logique, etc.).

Les guerres du climat s’en rapprochent psychologiquement, mais la réalité finira fort heureusement par y mettre un terme : au-delà des petites querelles comme celle-ci sur les données antarctiques, elle confirmera ou infirmera dans leurs grandes lignes les conjectures des uns ou des autres, au plus tard dans quelques décennies, probablement plus tôt, mais cela arrivera à un moment ou un autre. L’idéal serait bien sûr que la réalité nous prête un bon coup de main pour en finir très vite avec cette querelle de tranchée (qu’est-ce que j’aimerais être en 2020 !).

Quoique l’avenir nous réserve, il y aura dans ces débats des années 2000 et 2010 une matière exceptionnelle à réflexion sur la manière dont le "réchauffement climatique" (comme totem ou tabou) aura été approprié par les uns et les autres, révélent des traits psychologiques, des préjugés idéologiques, des intérêts économiques, provoquant des luttes d’influence au sommet et des prises de parole à la base. Je suppose que les sciences humaines s’en régaleront, si ce n’est déjà le cas.

Commentaire n°4 posté par skept le 09/02/2011 à 03h07

ah ben y a une réponse de O'Donnell sur les critiques de Steig, publiée sur Climate Audit.

Il a pas l'air content du tout ... je sens qu'il va y avoir du sport !

Commentaire n°5 posté par Gilles le 09/02/2011 à 00h21

je ferais un commentaire sur la polémique O'Donnell vs Steig. le plus intéressant dans ce débat, ce n'est pas le fond de ce qui est discuté : c'est l'analyse des raisons pour lesquelles on y croit ou pas.

Quand on lit les papiers et les commentaires sur les blogs, que lit-on ? on lit une discussion technique assez serrée sur des techniques statistiques de reconstruction à partir d'un ensemble disparate et inhomogène (satellites vs stations, répartition inhomogène , stations ayant changé de modes de mesures), un problème manifestement complexe et incertain. Les deux auteurs adoptent des prescriptions différentes à partir de mêmes données, et aboutissent à des résultats partiellement différents mais aussi certaines conclusions identiques : en réalité la distribution spatiale du réchauffement occidental est différente, plus concentré vers la péninsule pour O'donnell et plus diffus sur la partie occidentale pour Steig.

Mais franchement, qui ici ou sur n'importe quel blog du monde est capable de porter un avis pertinent sur qui a raison ou qui a tort ? qui peut dire quelque chose de pertinent sur la méthode de régularisation , la troncature du chi^2 , le nombre de composantes principales à garder, etc, etc ... : bien évidemment , personne ! (pas même moi je précise). C'est du pur débat de spécialistes. Apparemment les deux ont des problèmes et des incertitudes dans leur résultat, ce qui n'est pas du tout surprenant, vu que les données au départ ne sont pas idéales. Aucune méthode statistique n'est capable de rendre parfaite des données incertaines !

donc bref pour conclure ; qu'est ce que des posteurs sur un blog comme celui-ci peuvent dire de pertinent scientifiquement ? honnêtement, absolument rien. Si il s'agissait de la reconstruction de températures de Mars, d'ailleurs, tout le monde s'en ficherait totalement et n'aurait strictement aucune idée de qui a raison et qui a tort. Or la validité des arguments est LA MEME qu'il s'agisse de Mars ou de l'Antarctique n'est ce pas ?

Sur quelle base prendront-ils position ? sur aucune base scientifique. Donc sur une autre base : celle de la croyance et de l'argument d'autorité. Tout comme en religion : il n'y a évidemment aucun argument objectif pour savoir si une religion plutot qu'une autre a raison ou tort, ou même si elles sont justifiées en général. Donc c'est le statut "humain", des raisons sociales, personnelles, historiques qui décident. Le problème est qu'une fois cette attitude adoptée , y a plus aucune critique possible : un camp a raison "par principe", et l'autre a tort "par principe". Et ça conduit exactement au résultat des religions : des querelles sans fin qui sont par essence insolubles.

Commentaire n°6 posté par Gilles le 06/02/2011 à 08h24

Gilles : sur Alley 2000 (voir aussi Cuffey 1997 ou Winther 2009), on a de bonnes raisons de penser que le Groenland était plus chaud au maximum thermique du Holocène qu'aujourd'hui. Il se peut même que la glace arctique n'ait été que saissonnière à certaine période. Sous réserve de bien interpréter les proxies (isotopes du deuterium et oxygène) comme d'hab. Mais c'était aussi au maximum de la pente de hausse du niveau des mers. Et en tout état de cause, cette variabilité naturelle passée (sous la triple influence insolation, circulation AO et GES) ne nous indique pas grand chose sur la variabilité forcée future. On voit dans la courbe de Halley qu'il existe des comportements non linéaires violents en sortie de glaciation, donc cela ne peut pas être exclu pour l'avenir. D'où les modèles de dynamique des glaces.

Commentaire n°7 posté par skept le 05/02/2011 à 11h02

"Mais voici qu'un beau jour, un sot entreprit de mettre la casserole sur le feu.
Devinez ce qu'il advint de l'eau.."

euh, avant qu'elle s'évapore complétement, elle avait depuis bien longtemps excédé significativement la variation naturelle de température qu'elle avait auparavant ...??

j'ai bon? :-D

Commentaire n°8 posté par Gilles le 05/02/2011 à 10h12

peut-être, mais le problème était qu'elle était sur le feu et que, conformément à sa petite logique, le feu la réchauffait.

Réponse de meteor le 05/02/2011 à 10h44

tracer une courbe sur une période T sans point de comparaison sur des périodes bien plus grandes ne permet pas de dire grand chose : comme j'ai déjà dit, une courbe de température prise sur les 6 premières heures de la journée ou les 6 premiers mois de l'année n'est absolument pas extrapolable !

pour le groenland, ça me parait utile de replacer ses variations sur une perspective historique plus large :

http://www.ncdc.noaa.gov/paleo/pubs/alley2000/alley2000.html

ça donne quand même une image quelque peu différente de l'époque actuelle ...

Commentaire n°9 posté par Gilles le 05/02/2011 à 09h27

une petite histoire:

"De l'eau abandonnée dehors, depuis des temps immémoriaux, dans une casserole, était bien tranquille, ma foi, entre périodes de gel, de sécheresse et de pluie.

Elle vivait sa vie quoi.

Mais voici qu'un beau jour, un sot entreprit de mettre la casserole sur le feu.

Devinez ce qu'il advint de l'eau..."

une citation:

"Madame Forestier était myope et vivait dans le passé: deux raisons qui l'empêchaient de se rendre un compte exact des choses présentes" (Cocteau)

Réponse de meteor le 05/02/2011 à 10h01

Oui, je pense que le papier de Nature entre plutôt dans le débat des spécialistes sur la non-linéarité du fait de la fragilisation des socles par des infiltrations de fonte. Il ne m'a pas semblé que leurs mesures permettaient de généraliser sur ce qui pouvait se passer dans quelques années ou décennies, mais seul un glaciologue peut sans doute estimer leur portée dans sa discipline et par rapport à l'état actuel des modèles.

Commentaire n°10 posté par skept le 04/02/2011 à 20h06

Une autre étude récente cependant (pour la "déstabilisation dangereuse"), qui a reçu quelques commentaires et qui est parue dans Nature :
http://www.nature.com/nature/journal/v469/n7331/full/nature09740.html

Les auteurs analysent les fontes du Groenland et tentent de répondre à une question inquiétante, la lubrification basale susceptible d'accélérer les ablations ou de provoquer des réponses non-linéaires. Ils observent que pour le moment, le drainage efficace des eaux de fonte n'aggrave pas le processus. Dans les années ou périodes (été) les plus chaudes, on note donc un ralentissement et non une accélération, passé un certain seuil, en raison de ces mécanismes. Ils suggèrent que cs observations soient intégrer dans les modèles pour une simulation réaliste.

(Nota ces questions de dynamique des ablations sont complexes et ma traduction incertaine, corrections et précisions bienvenues, ci-dessous l'abstract)

Fluctuations in surface melting are known to affect the speed of glaciers and ice sheets1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, but their impact on the Greenland ice sheet in a warming climate remains uncertain8. Although some studies suggest that greater melting produces greater ice-sheet acceleration7, 9, others have identified a long-term decrease in Greenland’s flow despite increased melting3. Here we use satellite observations of ice motion recorded in a land-terminating sector of southwest Greenland to investigate the manner in which ice flow develops during years of markedly different melting. Although peak rates of ice speed-up are positively correlated with the degree of melting, mean summer flow rates are not, because glacier slowdown occurs, on average, when a critical run-off threshold of about 1.4 centimetres a day is exceeded. In contrast to the first half of summer, when flow is similar in all years, speed-up during the latter half is 62 ± 16 per cent less in warmer years. Consequently, in warmer years, the period of fast ice flow is three times shorter and, overall, summer ice flow is slower. This behaviour is at odds with that expected from basal lubrication alone7, 9. Instead, it mirrors that of mountain glaciers10, 11, 12, where melt-induced acceleration of flow ceases during years of high melting once subglacial drainage becomes efficient. A model of ice-sheet flow that captures switching between cavity and channel drainage modes13 is consistent with the run-off threshold, fast-flow periods, and later-summer speeds we have observed. Simulations of the Greenland ice-sheet flow under climate warming scenarios should account for the dynamic evolution of subglacial drainage; a simple model of basal lubrication alone misses key aspects of the ice sheet’s response to climate warming.

Commentaire n°11 posté par skept le 04/02/2011 à 15h15

Le processus a cependant l'air de s'accélérer et il existe de nombreuses autres études qui indiquent que ça va plutôt dans le sens de l'accélération, ce qui semble, a priori, logique.

J'en profite pour ajouter ce lien qui concerne la fonte record de l'inlandsis groenlandais en 2010.

Il s'agit de la fonte de surface où il s'avère qu'une surface comme la France fond, en plus, en 2010 qu'en 1979.

Ceci correspond, si on en croît GRACE, à une perte record de masse également en 2010.

Donc globalement en tous cas, et à première vue, les années chaudes provoquent une fonte de surface plus forte et une perte de masse plus forte.

Les auteurs de l'article que tu cites indiquent une vitesse spatiale moyenne plus faible en été lors des étés chauds, mais il semble que ce phénomène ne soit pas prédominant dans la perte de masse globale du Groenland.

à suivre en tout cas.

Réponse de meteor le 04/02/2011 à 15h34