climat-evolution

 

 

A signaler cette étude parue dans le Nature du 19 juin 2008:

 

Improved estimates of upper-ocean warming and multi-decadal sea-level rise

Catia M. Domingues1, John A. Church1,2, Neil J. White1,2, Peter J. Gleckler3, Susan E. Wijffels1, Paul M. Barker1 & Jeff R. Dunn1

1. Centre for Australian Weather and Climate Research, CSIRO Marine and Atmospheric Research, GPO Box 1538, Hobart, Tasmania 7001, Australia
2. Antarctic Climate and Ecosystems Cooperative Research Centre, Hobart, Private Bag 80, Tasmania 7001, Australia
3. Program for Climate Model Diagnosis and Intercomparison, Lawrence Livermore National Laboratory, Mail Code L-103, 7000 East Avenue, Livermore, California 94550, USA

 

 

 

la période totale analysée est 1950-2003

 

les anomalies globales de quantité de chaleur contenue à 700 et 100 m de profondeur, ainsi que les SST, se suivent maintenant bien aux échelles de temps multi-décennales (voir figure b de l'article)

la tendance linéaire de l'évolution de la chaleur contenue dans la couche 0-700m indique 16 + 3  1022 J,  de 1961 à 2003, ce qui correspond à 0.36 + 0.06W/m2, avec 91% dans les premiers 300m.

 

L'élévation du niveau thermostérique (dilatation thermique correspondante) est de 22mm soit 0.52 + 0.08mm/an.

 

Cette valeur de chaleur stockée dans l'océan est supérieure de 50% aux précédentes estimations, pour la période 1961-2003, mais inférieure de 40% aux estimations précédentes (biaisées par les mesures par XBT) pour la période 1993-2003.

 

Les courbes d'évolution de l'OHC (Ocean Heat Content) observée et les simulations de la plupart des modèles, avec prise en compte du volcanisme, sont similaires, mais les modèles donnent une tendance à l'augmentation de l'OHC légèrement plus faible (11% en moins pour 0-700m)

 

estimation du bilan total du niveau de la mer

 

Les auteurs, tout en reconnaissant l'incertitude de la valeur, utilisent une élévation de niveau de l'océan profond (de 700 m aux abysses) de 0.2mm/an.(soit +8 1022J ou +0.2W/m2)

 

de 1961 à 2003, la contribution moyenne à l'élévation du niveau de la mer des glaciers de montagne  et des "icecaps" ( à différencier des "ice sheets" groenlandais et antarctique), est estimée à 0.5 + 0.2mm/an.

L'évolution des "ice sheets" du Groenland et de l'Antarctique est estimée par les auteurs par l'utilsation d'une inerpolation linéaire partant de zéro en 1961 aux valeurs connues des années 90.

La somme de ces différentes contributions donne une élévation totale de 1.5 + 0.4mm/an pour 1961 à 2003.

Cette valeur est très proche de la valeur, 1.6 + 0.2 mm/an, "updatée" obtenue en utilisant un plus grand nombre de jauges de marée, le tout étant corrigé de l'isostasie et de la pression atmosphérique.

Pour 1993 à 2003, l'élévation obtenue par la somme des contributions, est de 2.4 mm/an , très proche des 2.3 mm/an par les jauges de marée.

Concernant les valeurs satellitaires l'élévation coïncide bien jusqu'en 1999, mais diverge ensuite.

Il n'y a pas d'explication à cette différence.

 

Notons que d'après le GIEC (AR4 ch 5 p 411) l'élévation du SL, mesurée par altimétrie satellitaire, est de 3.1+-0.7mm/an.

Les valeurs obtenues plus haut, ne recouvrent donc pas bien l'intégralité de la fourchette mesurée par les satellites.

 

 

En conclusion, nous apprenons, par cette nouvelle étude de l'équipe du CSIRO :

 

-         que leur méthode permet une meilleure approche de la variabilité multidécennale de la chaleur captée par     les océans du fait du réchauffement climatique.

-         qu'elle permet d'ailleurs une meilleure adéquation avec la plupart des modèles

-         que l'OHC de 1961 à 2003 est supérieure de 50% aux estimations précédentes et inférieure de 40% entre 1993 et 2003.

-         que l'élévation totale du niveau de la mer obtenue d'une part par la somme des contributions et d'autre part par les jauges de marée est de 1.5 +-0.2mm/an pour 1961-2003 et de 2.4 mm/an pour 1993-2003

-         que cette élévation diffère significativement des estimations satellitaires qui nous donnent une élévation de 3 mm/an pour 1993-2003.

 

 

En supplément sur ce blog

Je me suis demandé pourquoi l'étude se limitait à 2003 et n' allait pas plus loin étant donné ce que l'on suppute sur l'après 2003 et notamment d'aprèsles informations des balises ARGO.

(voir l'article sur le mystère de la chaleur manquante)

 

J'ai donc posé la question à Catia Domingues

 

voici des extraits de sa réponse:

 

1961-2003 est la période utilisée pour faire le bilan du niveau de la mer dans le dernier rapport du GIEC(AR4)

Un de nos buts dans ce papier était d'apporter un peu de clarté sur le fait que des estimations plus précises de l'expansion thermique aidaient à faire la lumière sur les incertitudes clés du dernier rapport du GIEC.

Nous travaillons maintenant sur la période après 2003.

Paul Baker a identifié quelques problèmes concernant la qualité du contrôle/manipulation des balises ARGO.

Vous pouvez trouver des explications complémentaires ici page 16.

Un des importants messages que nous voulons faire passer est qu'il y a un besoin actuel de contrôle soigneux de qualité des données observationnelles et du monitoring océanique, utilisant diverses observations qui peuvent être vérifiées entr'elles.

 

Un des points clés que Josh (Willis) et ces collègues font dans leur récent papier du JGR est que le budget pour ces 4 à 5 dernières années ne colle pas car:

Total (altimeter) différent de mass(GRACE) + Steric (ARGO)

Cette inconsistance suggère qu'un ou plusieurs de ces systèmes d'observation a un problème.

Une fois que Paul aura fini l'analyse, nous pourrons commenter le trend stérique (réchauffement ou refroidissement) pour ces 4-5 dernières années.

En accord avec les commentaires de John (?), le niveau de la mer augmente encore et s'il s'avère que l'océan s'est réellement refroidi, nous pourrons nous faire du souci, car cela signifiera que la fonte des glaces est beaucoup plus importante qu'estimée initialement.

 

 

Sur ce dernier point j'ai un problème, car je ne vois pas l'adéquation entre refroidissement de l'océan et fonte des glaces.

Pour que l'océan se refroidisse de façon sensible, suite à la fonte de glaces issues des inlandsis, il faudrait que la masse de glace en cause soit énorme, de l'ordre de 50 fois (pour une variation d'OHC de 5 1021 J/an) la quantité actuellement estimée.

J'ai de nouveau écrit à Catia, que je remercie pour sa disponibilité ( that I thank for her availability), sur ce point particulier, car j'ai peut-être mal compris.

EDIT:je précise un peu les choses concernant la valeur de 5 1021 J/an.

 

Les auteurs de l'étude trouvent entre 1961 et 2003 une hausse de niveau thermostérique (du à la dilatation thermique) de 0.5 mm/an environ, pour une valeur de chaleur contenue totale de 16 1022 J sur la période, soit 4 1021J/an de 1961 à 2003.

Dans l'article sur le mystère de la chaleur manquante il est indiqué que le niveau stérique baisse de 0.5mm/an à partir de 2003.

Cela voudrait donc dire que l'océan perd, cette fois, 4 1021J/an.

Si, de plus, on se base sur l'hypothèse qu'il y a toujours un flux entrant donc réchauffant, cela veut dire que la chaleur cédée à "une source froide" est de 8 1021J/an.

J'ai pris 5 1021J/an comme ordre de grandeur, mais, en fait, il faudrait prendre 8 1021J/an.

 

La chaleur nécessaire pour fondre 1 kg de glace est d'environ 3.35 105J.

 

Ceci entraîne que, pour prendre 8 1021J/an de chaleur à l'océan, par ce moyen, il faudrait fondre:

 

8 1021J/an / 3.35 105J/kg

soit

2.39 1016kg/an ou encore 23900 Gt de glace/an.

 

C'est un chiffre stupéfiant, environ 100 fois celui des estimations de fonte des glaces continentales.

 

De plus il correspondrait à une hausse du niveau de:

 

2.39 1013m3/an /3.34 1014m2 (surface océanique) = 0.07m/an ou 70 mm/an (sans parler de la baisse de salinité)!

 

Si on considère la contraction thermique résultant du refroidissement d'une couche d'eau de 300m, par exemple, le refroidissement de cette couche est de :

 

8 1021J/an / ( 4186 J/kg * 1000 kg/m3 * 3.34 1014m2 * 300m) = -0.019°C/an

 

la dilatation volumique de l'eau est de 2 10-4 /°C (c'est une simplification car la variation de densité avec la température dépend de la pression donc de la profondeur)

 

ceci entraîne une variation de volume, donc de hauteur de la couche de 300 m de:

 

-0.019°C/an * 2 10-4 /°C * 300m = -1.1 10-3 m/an = -1.1 mm/an

 

on voit que cette baisse de niveau suite au refroidissement, ne compense pas, loin s'en faut, l'apport d'eau douce des inlandsis.