Le réchauffement actuel n'est que le début d'un réchauffement de bien plus grande ampleur, sous réserve de la réalisation des prévisions des modèles et des scénarios d'émissions de Gaz à Effet de Serre (GES).

Il n'y a pas, encore, de mesure de la température globale, telle que l'on pourrait la réaliser par exemple avec un engin suffisamment loin de la planète pour la considérer comme une surface unique et qui serait capable, en outre, de mesurer la surface en dehors de l'atmosphère (quoique ce soit plus ou moins fait par l'AVHRR)

Les mesures de surface sont là, entr'autres, pour vérifier la progression du réchauffement que nous vivons.

Les organismes chargés de calculer les anomalies tant régionales que globale, tel NASA-GISS, fournissent de belles cartes interactives que tout un chacun peut manipuler.

Evidemment la densité des mesures n'est pas homogène à la surface de la Terre.(1)

On conçoit qu'il y ait moins de points de mesures au nord du Canada, de la Sibérie, en Antarctique, ou dans la forêt amazonienne, qu'en Europe ou aux USA.

Alors est-ce que cela a une importance dans le calcul des anomalies?

Et bien pas tant que l'on pourrait le croire.

Les régions, à l'échelle synoptique (le millier de km environ), sont soumis à des régimes de circulation atmosphérique relativement homogènes.

Ces régimes permettent les échanges de chaleur entre les différentes parties d'une même région synoptique par l'advection thermique

Il s'agit là d'advection horizontale: zonale (est-ouest) ou méridienne (nord-sud).

On retrouve le même échange d'énergie, ou de température, dans le sens vertical, par le phénomène de convection qui fait que l'on retrouve, grossièrement, l'anomalie de surface dans l'anomalie de la basse troposphère.

On peut donc estimer, de façon voisine à ce que dit un Gavin Schmidt (2), par exemple, qu'une seule station par maille de 1000 km est suffisante pour donner une bonne approche de l'anomalie globale et surtout de son évolution sur le moyen terme.

En conséquence 150 à 200 stations continentales devraient être suffisantes.(pour les terres évidemment)

En conséquence aussi, si ces stations sont bien réparties, la connaissance de l'anomalie régionale (nord du Canada par exemple) est probablement correcte.

Statistiquement d'ailleurs, sur 150 à 200 stations, si une d'entr'elles est dans une micro-zone légèrement plus froide que le reste de la maille, une autre station d'une autre maille sera légèrement plus chaude et donc l'erreur ne sera pas, au final, perceptible.

Statistiquement aussi on conçoit que les zones synoptiques homogènes ne sont elles-mêmes pas figées, spatio-temporellement parlant, mais que cela ne change guère le résultat.

Une démonstration statistico-climatique serait certes indispensable mais complexe et fastidieuse.

On utilisera ici un autre moyen de vérification de la validité des répartitions régionales des anomalies mesurées par NASA-GISS, malgré cette rareté des stations dans certaines zones, en rapport avec ce que nous disions plus haut sur la convection verticale.

Voici donc deux représentations de tendances décennales de 1979 à 2008.

La première issue de NASA-GISS, basée sur les mesures d'anomalie de surface, dans laquelle apparaissent les trends, même dans des régions dépourvues de toute station.

Il est à noter que NASA-GISS se sert en effet de modèles de circulation atmosphérique (CGM), pour remplir les zones vides, à part une ou deux près de l'Antarctique.

La deuxième est issue de RSS et concerne la tendance décennale, sur la même période, de l'anomalie de basse troposphère (TLT), mesurée par satellite.

Une comparaison attentive n'indique que très peu de différences régionales entre les deux représentations pourtant basées sur des principes de mesure tout à fait différents.

Attention le trend NASA est sur l'ensemble de la période tandis que le trend RSS est un trend décennal ce qui explique les différences de valeurs et RSS ne sait pas mesurer les zones de trop hautes altitude et latitude.

Les tendances globales de la TLT et de la surface sont quasi-identiques sur la période, les tendances régionales sont très semblables, il n'y a donc que très peu de raison valable de remettre en cause les mesures et calculs de surface, tels ceux de NASA-GISS.

Pourquoi il y a t'il des différences régionales?

Comme nous l'avons déjà vu plusieurs fois ici, l'anomalie de température globale est le résultat de l'addition (pas forcément arithmétique) de signaux climatiques de périodes différentes et de signaux plus ou moins long terme qui peuvent être naturels, comme la variabilité moyen terme de l'irradiance solaire (TSI), très long terme comme ceux engendrés par les variations orbitales, etc.

Ils peuvent être également anthropiques, par l'action de substances optiquement actives dans l'atmosphère (GES, aérosols).

Cette action globale, entre parenthèses, ne se contente pas de modifier, monotoniquement, la température, mais elle modifie la circulation atmosphérique, les précipitations, ..  et peut donc modifier la répartition des anomalies régionales.

C'est un domaine fort complexe que celui qui consiste à étudier et détecter les influences du réchauffement climatique sur les grands régimes de circulation (Hadley par exemple) ou les grandes oscillations (ENSO, PDO, AMO,...).

Sur des tendances sur 30 ans, comme celle étudiée plus haut, l'influence des oscillations de périodes voisines ou du même ordre de grandeur (cela peut aller jusqu'à 60 ans par exemple) peut être significative, régionalement parlant.

Lorsque l'on regarde les cartes plus haut, il apparaît un réchauffement plus important des latitudes nord (au delà, en gros mais pas exclusivement, de 50°N) pendant la période 1979-2008.

Ce réchauffement plus important est prévu par les modèles.

Les causes en sont certainement multiples et rejoignent ce que l'on a déjà dit ici sur l'amplification arctique du RC.

Mais il n'est pas exclu d'y voir aussi l'action d'une oscillation type AMO, naturelle cette fois, mais non exempte de réactivité au RC global.

Il convient cependant de relativiser son importance sur le plan global.

D'une part parce que, à priori il n'existe pas de forçage associé à cette oscillation (enfin on n'en n'a pas détecté car c'est plutôt difficile) et d'autre part parce que les oscillations océaniques se manifestent plutot par des phénomènes d'advection et donc par des transferts de chaleur d'une région à une autre.

L'influence de l'AMO (de période 60 à 80 ans) sur le plan global a été estimée à 0.2°C de crête à creux, comme nous en avons déjà parlé ici.

Cette oscillation influence surtout l'Atlantique nord et un simple calcul de pondération montre que, rapportée à la surface globale, la portée globale de cette oscillation reste faible, quoiqu'il n'est pas exclu que son influence ne se limite pas à cette zone.

Toutefois, il est clair aussi que nous étions en AMO positive en 1979-2008 et ceci peut expliquer une partie du gradient nord-sud de l'anomalie.

conclusion

L'Optimum Médiéval, autre période chaude supposée s'être produite vers 1000-1200 environ, reste très mal connue.

On ne possède pas pour le moment, de suffisamment d'enregistrements paléoclimatiques fiables pour détecter une anomalie qui présente le même degré d'homogénéité que l'actuelle.

Il est donc prématuré de comparer les deux périodes mais la connaissance exacte du climat du passé reste un objectif important.

(1) issue de Peterson et Vose 1997  la répartition des stations terrestres qui peuvent être régulièrement updatées:

(2) réponse de Gavin Schmidt à un commentaire sur realclimate:

1. But the main question from skeptics has not been answered.

   Why the decline in the number of temperature points? 1000 data points seems awfully small to get a mean temperature of the earth. There`s over 30000 McDonalds restaurants in the world – but we use only 1000 thermometers?

   I’m from Canada, and there’s no way 39 thermometers can give an accurate reading of the average temperature in Canada.

   [Response: Actually you are over-estimating enormously. First, the fact is that temperature anomalies have very high spatial correlation at the monthly and annual scale - that is to say that if Montreal is having a cold winter, than so is Toronto and Quebec City. For the monthly scale, the number of spatial degrees of freedom is around 60-100 in each hemisphere. Thus if they were well placed you could get away with ~200 stations for the globe in order to get a good estimate of the mean anomaly (within 0.05 deg C say). But there are many more than that so that they can provide good checks on each other. You can check this by simply dropping half the stations and seeing whether you get basically the same number. - gavin]

   Comment by Syl — 19 janvier 2010 @ 7:46 AM