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.