Je signale cette étude de Kemp et al 2011:

"Climate related sea-level variations over the pas two millenia"

Au cours de laquelle les auteurs établissent l'évolution du niveau de la mer (corrigée du rebond isostasique) à partir de mesures effectuées en Caroline du nord.

Les "proxies" utilisés sont des foraminifères qui se développent dans des marais salants côtiers.

En gros, on mesure l'élévation du niveau corrigée de la PME (hauteur de formation des foraminifères actuellement), la chronologie des échantillons, et on applique une formule pour déterminer le rebond isostasique en Caroline du nord.

On obtient ainsi l'évolution du niveau de la mer global puisque la Caroline borde l'Atlantique qui n'a aucune raison de se désolidariser de l'océan global.

(courbe en bleu- source Realclimate)

Comme cette évolution est liée, au premier ordre, à l'évolution de la température globale, il se conçoit que le niveau de la mer peut lui-même être un proxy de la température globale.

Je ne discuterai pas ici de la validité de la méthode ni de ses incertitudes, mais de deux points en particulier.

1- faibles variations au cours de l'Optimum Médiéval et du Petit Age Glaciaire

Cela tendrait à conforter les reconstructions actuelles qui établissent le fait que, globalement, ces deux périodes ont vu des variations de température globale plus faibles que l'actuelle.

Ceci ne voulant pas dire non plus, pour prendre l'exemple  de l'Optimum Médiéval, qu'un réchauffement important ne se serait pas produit en Arctique alors que l'Antarctique se serait refroidi.

2- variation forte pendant le 20ème siècle

Il est fait référence à l'étude de Church et White 2006 qui concerna la mesure du niveau par marégraphes de 1870 à 2001.

On peut mettre en parallèle le niveau marégraphes, selon cette étude, avec l'évolution des forçages anthropiques estimée par Crowley.

Il n'y a pas de correspondance évidente entre ces deux évolutions, c'est le moins qu'on puisse dire.

En effet, entre 1934 et 1965 (dates approximatives) le forçage anthropique est quasiment stable et plutôt faible (0.45W/m2) alors que le niveau s'élève de 68 mm (soit 2.12 mm/an) et, entre 1965 et 2001, le forçage augmente de 1.1 W/m2, pour atteindre 1.6W/m2, alors que le niveau s'élève de 77mm (soit 2.07 mm/an).

On peut mettre également en parallèle le niveau et la température globale et là aussi il y a des évolutions, à certaines périodes, non corrélées.

Entre 1942 et 1977alors que la température globale baisse/stagne, selon Hadley, le niveau continue à augmenter assez fortement.

On peut envisager, en ce qui concerne le forçage, un retard du à l'inertie du système mais ce n'est qu'une explication partielle et de toute façon insuffisante.(à moins aussi que les estimations de forçages aérosols soient complètement farfelues)

Pour la température, les deux composantes du niveau (stérique et massique) compliquent probablement sa corrélation avec le niveau mais dans ce cas, pourquoi évoquer dans Kemp et al 2011, une proportionnalité de la hausse avec la température: dH/dt = a(T-T₀).

Il apparaît donc deux évidences: 

- le niveau semble s'élever assez fortement de façon non exclusivement dépendante du forçage anthropique avec une légère accélération à 3 mm/an dans les deux dernières décennies, pouvant faire suspecter, en première analyse, que l'influence humaine ne serait pas responsable de la totalité de la hausse du niveau.

- le niveau s'élève, grossièrement, avec la température (ce n'est pas un scoop) mais, dans le détail, de fortes divergences apparaissent, laissant suspecter que les variations locales de température pourraient avoir une influence non négligeable sur le niveau global (dans l'Arctique par exemple).

Voilà, je ferai une autre conclusion plus générale concernant le discours médiatique actuel qui impute la hausse actuelle du niveau uniquement à l'influence humaine.

En fait, on pourrait imaginer qu'il y ait une montée naturelle du niveau, assez significative, sur laquelle viendrait se rajouter une montée "anthropique" encore relativement modérée.

Bon on regardera les post-scriptums qui, concernent l'aspect différentiel des choses et qui modèrent un peu ces deux premiers alinéas.

réflexions complémentaires

1- un point à priori plutôt surprenant qui concerne le premier graphique de cet article.

en effet, la courbe rouge (modèle) suit parfaitement bien l'évolution des derniers siècles.

Ceci paraît étonnant, étant donné le fait que les forçages, au moins pendant 30 ans (1935-1965) sont plutôt faibles.

Donc qu'est-ce qui peut bien faire augmenter autant le niveau quand forçages et température sont aussi  faibles? 

Le déstockage ou la baisse des précipitations sur les terres?

Les oscillations océaniques?

2- signal différentiel : hausse du niveau

il n'est pas facile de comparer un niveau, qui représente un cumul, avec la température.

J'ai donc regardé plus précisément ce que donnait le signal différentiel, le fameux dH/dt et voilà ce que çà donne:

là non plus il n'y a pas de corrélation évidente même au niveau des moyennes décennales glissantes, du moins on vérifie difficilement dH/dt = a (T-T0).

3- corrélation entre les moyennes décennales glissantesde dH/dt et T

Le coefficient de corrélation, égal à 0.53, n'est pas excellent

Il sembe toutefois y avoir un retard du dH/dt par apport à la température.

Vérifions ce que çà donne avec un décalage de 12 ans.

La corrélation s'améliore (0.63) de façon sensible.

Le phénomène semblant après tout relativement normal, puisqu'il est concevable que le phénomène de fonte ne soit pas immédiat après une augmentation de température.

4- causes de l'augmentation du niveau

l'équation bilan qui relie la puissance reçue (Pr) par le système à la température de surface et au forçage est la suivante:

Pr = F - T/S

Mais suivant que cette puissance est utilisée à fondre la glace ou à chauffer l'océan, les conséquences en terme d'élévation du niveau changent de façon drastique.

exemple pour Pr = 1W/m2

si c'est intégralement utilisé pour chauffer l'océan, cela correspond à une hausse de 1.8mm/an

si c'est intégralement utilisé à fondre la glace, cela correspond à une fonte de 94.2 kg glace par an et par m2, soit 94 mm/an.

La fonte est 52 fois plus efficace que le réchauffement de l'océan pour faire monter le niveau de la mer.

Cette constatation doit permettre de regarder tout ce que j'ai raconté plus haut de façon différente.

Si, pour une raison ou pour une autre la circulation atmosphérique/océanique change de façon à attaquer différemment les glaces, on peut avoir variation significative du niveau avec une température de surface qui semble ne pas varier.(exemple: période 1942-1970)

Ceci doit rendre prudent sur une utilisation trop simpliste de la relation dH/dt = a(T-T0) et subordonne à mon sens la variation de niveau à l'utilisation de modèles complexes.

5- local vs global

Un réflexion intéressante, émanant de divers commentateurs, concerne l'aspect très local de la mesure en Caroline du nord et sa représentativité du niveau global.

En effet quand on regarde par exemple cette représentation (site AVISO)

on peut distinguer des zones de hausse et des zones de baisse, au cours des 18 années de mesure satellitaire.

La zone "Caroline du nord" semble d'ailleurs assez perturbée.

Mais on peut se douter aussi que sur 18 ans il y ait influence des changements de circulation océanique.

Enfin c'est pas simple.

Toutefois, à leur décharge, les auteurs de Kemp et al 2011, présentent, dans les infos supplémentaires, ce graphe (fig S6):

qui indique une corrélation acceptable, sur 300 ans tout de même, entre le niveau local en question et le niveau global par marégraphes suite à Jevrejeha et al 2008.

Ceci ne veut pas dire que c'est bon sur les 2000 ans bien sûr.

Concernant la validité des corrections de niveau isostasique sur 2000 ans, des avis de spécialistes seraient souhaitables.

liens

Kemp et al 2011: http://www.pnas.org/content/early/2011/06/13/1015619108.full.pdf

article Realclimate: http://www.realclimate.org/index.php/archives/2011/06/2000-years-of-sea-level/

Church and White 2006 : http://naturescapebroward.com/NaturalResources/ClimateChange/Documents/GRL_Church_White_2006_024826.pdf

données du niveau par marégraphes: http://www.cmar.csiro.au/sealevel/sl_data_cmar.html

(photo wiki)

A lire cette  étude de Corona et al parue dans "Climate of the Past",qui concerne une reconstruction des températures estivales du dernier millénaire dans les Alpes européennes.

En dehors des conclusions qui en découlent, elle présente l'intérêt d'être réalisée par une équipe qui comporte une majorité de français, ce qui me rassure personnellement sur l'état de la science paléoclimatique, en particulier des reconstructions des derniers millénaires, dans notre pays.

Nous n'entrerons pas dans les détails des méthodes utilisées.

Les lecteurs intéressés les trouveront dans l'étude elle-même et, si besoin, en communiquant avec les auteurs eux-mêmes.

résumé

Cette étude présente une reconstruction des températures estivales de la région alpine (44.05-47.41N, 6.43-13E), pendant le dernier millénaire, basée sur un réseau de 38 chronologies de mélèzes et de pins.

Les anneaux de croissance sont standardisés en utilisant une courbe de croissance régionale adaptative, qui essaie d'éliminer l'effet d'âge des variations basse fréquence dans les séries.

Les proxys sont calibrés en utilisant les températures moyennes de juin à août des séries HISTALP de 1818 à 2003.

La méthode combine une technique des analogues, qui est capable de rallonger les séries trop courtes, un réseau neuronal artificiel pour une calibration optimale non linéaire incluant un  bootstrap pour estimer l'incertitude de la reconstruction.

Environ 50% de la variance est reconstruite.

Les données instrumentales de basse altitude jusqu'à 1760 comparées aux données instrumentales cibles révèlent une divergence entre des données instrumentales plus chaudes que les  estimations par proxys.

La reconstruction indique des conditions froides du milieu du 11ème siècle au milieu du 12ème en relation avec le minimum solaire de Oort suivi d'une courte période médiévale chaude (1200-1400).

Le petit Age Glaciaire (1420-1830) est particulièrement froid entre 1420 et 1820 avec des anomalies estivales de -0.8°C par rapport à 1901-2000.

La nouvelle reconstruction suggère que le réchauffement de la fin du 20ème est sans précédent.

Il révèle aussi des similarités significatives avec d'autres reconstructions alpines

discussion

l'étude aboutit à la reconstruction suivante:

validation

La période de validation utilisée, entre 1760 et 1816, ne montre qu'une corrélation plutôt moyenne entre proxys et instruments(0.45 avec lissage 20 ans) et notamment un biais froid des proxys par rapport aux mesures instrumentales.

les auteurs y voient plusieurs raisons dont un manque de données instrumentales permettant une bonne homogénéisation  pour cette période.(on verra une autre cause dans la conclusion)

histoire climatique des Alpes

données haute fréquence (annuelles)

anomalies annuelles positives

avant 1986 on relève deux groupes d'années particulièrement chaudes au début du 19ème (+1.9°C en 1846) et au 12 ème et 13ème (+1.2 en 1161).

anomalies annuelles négatives

l'année 1816 (connue comme "l'année sans été" dans le Nouveau Monde)  constitue l'année la plus froide selon Pfister (1992-1999) et Casty et al 2005.

dans la reconstruction de Corona et al elle est assez bien placée également avec une anomalie de -2°C.

après 1986 les températures dépassent 9 fois le seuil de 1.2°C.

données basse fréquence (lissées à 20 ans)

Elles figurent dans la courbe du bas du graphique ci-dessus

Les auteurs déclinent les variations observées en fonction des estimations de forçage solaire, volcanique et anthropique

corrélations avec d'autres reconstructions

Après avoir lu les corrélations à l'échelle régionale on s'intéressera avec la corrélation entre cette étude et les reconstructions hémisphériques du moins concernant le signal lissé.

Le coefficient de corrélation est de 0.40 avec des divergences au cours de certaines périodes comme les 10ème et 11ème siècles mais des convergences importantes pour l'Optimum Médiéval et le Petit age Glaciaire.

conclusion

Il y a le bémol de la validation pour la période 1760-1818.

Il est à noter, cependant, une explication postérieure à la réalisation de cette étude proposée dans The early instrumental warm-bias: a solution for long central European temperature series 1760-2007 (document complet ici) qui concerne la possibilité d'un biais chaud de 0.21°C à 0.93°C, selon les stations, des données instrumentales pour, entre autres, la période de validation utilisée.

La divergence indiquée par les auteurs ne serait plus alors que de -0.75 -(- 0.57) = -0.18°C.

Ce bémol étant presque levé, on peut accepter un peu mieux une des conclusions des auteurs concernant le caractère exceptionnellement chaud de la toute fin du 20ème siècle dans les Alpes.

Au regard de la bonne corrélation (voir courbes ci-dessous) entre les températures instrumentales alpestre et globale, il n'est pas insensé d'étendre cette conclusion à l'ensemble de la planète.

Tout d'abord, d'après ZAMG-HISTALP (version 2008), l'évolution des températures alpestres

Puis, selon HADCRUT, l'évolution de la température globale

la corrélation entre les évolutions de température alpestre et globale, au moins pour 1850-2007, est évidente.

(photo NASA)

Mais qu'est-ce donc que ce paradoxe du soleil jeune?

Les températures des époques très lointaines, d'il y a plusieurs milliards d'années, sont considérées comme ayant été proches, voire supérieures, à la température actuelle.

Si on met à part, bien sûr, de possibles épisodes de glaciation intense (type Terre boule de neige)

Depuis sa naissance, il y a 4.5 à 5 milliards d'années, la puissance émise par le soleil ne fait que croître.

On estime que cette puissance a augmenté de 35 % depuis son origine.

L'âge de la Terre étant très proche de celui du soleil, notre planète a donc connu des flux solaires beaucoup plus faibles qu'actuellement.

Rappelons que la température effective actuelle, pour un albédo de 0.30, est de -18°C.

Avec un flux solaire égal à 65% du flux actuel, pour le même albédo, cette température tombe à  -44°C.

Si on se place au Néo Archéen (Late Archean dans l'article cité plus bas), soit il y a environ 2.5 milliards d'années, on estime que le flux était de 80% l'actuel, soit une température effective de -32 °C

Si, actuellement, la température réelle moyenne de la surface est de 15°C soit une augmentation de 33°C par rapport à la température effective, et que l'on connaît la responsabilité de l'effet de serre naturel dans ces 33°C, la question que l'on se pose est:

Qu'est-ce qui explique, au Néo archéen, une augmentation de température, par rapport à l'effective, de 47°C?

L'explication traditionnelle est qu'une teneur plus grande en GES, à l'époque, était nécessaire pour rendre l'atmosphère plus opaque à l'infrarouge terrestre.

les candidats étant bien sûr le CO2 mais aussi le CH4 (certainement plus concentré avant les eucaryotes).

En très gros, si on suppose que ce rôle réchauffant était dû entièrement au CO2, cela aurait nécessité des teneurs de l'ordre de 20 à 30 fois l'actuelle, soit de l'ordre de 1%, pour fixer les idées.

Depuis les origines la teneur en CO2, à partir de valeurs très élevées, est descendue, avec des hauts et des bas, jusqu'à des valeurs de 200 à 280 ppm actuellement (mis à part l'augmentation récente bien sûr

En conséquence l'hypothèse du CO2, toutes choses étant égales par ailleurs, est tout à fait plausible.

Cependant, le "toutes choses étant égales par ailleurs" est une hypothèse d'école, car forcément, il y a 2.5 milliards d'années, tout n'était pas pareil que maintenant.

Les sceptiques, qui font la chasse à toute hypothèse mettant en jeu le rôle du CO2, nous font remarquer, à juste titre pour une fois, que les calculs sont faits à albédo constant.

Or cet albédo était il le même qu'actuellement?

Sans doute pas, mais quelle pouvait être sa valeur à l'époque?

On peut calculer très facilement l'albédo nécessaire à l'obtention d'une température effective de -18°C.

Il est de 242/(0.8*342) = 0.884.

Mais la température effective n'est pas tout.

On cherche en effet ce qui peut faire monter la température de surface pour atteindre 15°C et, pour ce faire, des éléments autres que les GES, qui augmentent l'effet de serre.

Vous aurez bien sûr reconnus les excellents candidats que sont les nuages.

Après cette longue introduction, je vous propose la lecture d'un article très récent paru dans "climate of the past"

Il s'agit de : "clouds and the faint young sun paradox" de Goldblatt et Zahnle publié le 10 juin 2010.

Les auteurs examinent certaines hypothèses (dont certaines d'entre elles ont été émises par des sceptiques très connus) concernant des variations supposées des nuages, en quantité et qualité, lors du Néo archéen, par rapport à l'actuelle.

J'ai personnellement trouvé cet article très intéressant car, s'il ne répond évidemment pas de manière définitive à la question, il donne des pistes pour juger de la vraisemblance des hypothèses et apporte de vraies informations sur un tas d'autres sujets.

Je ne vais pas vous en faire un résumé exhaustif, mais vous brosser les grands traits des conclusions auxquelles il aboutit.

le déficit de forçage radiatif

si les GES ne sont pas présents, le déficit en forçage , à combler donc par d'autres acteurs, est de 50 W/m2.

l'albédo de surface

Là, je dois dire que j'ai pas mal appris car je n'avais pas conscience du fait que, lors des temps très anciens, la Terre était très proche du "waterworld" cher à nos écrivains de SF.

En effet, les continents ne sont pas apparus subitement, comme ça, d'un seul coup mais se sont extraits progressivement du manteau et de l'océan.

Au début de l'Archéen, il y a 3.8 milliards d'années, les continents n'occupaient que 5% de leur surface actuelle et lors du néo archéen, objet de l'article, entre 20 et 60%.

L'albédo actuel de surface est estimé à 0.124 par les auteurs.

C'est la moyenne pondérée des surfaces de l'albédo des océans (0.090) et de l'albédo des terres (0.214).

On peut ainsi avoir une idée de l'albédo du Néo archéen et donc du forçage que ça représentait soit 4.8W/m2.

De plus l'humidité, du fait de l'absence de terres, aurait pu être plus élevée et ajouter un forçage complémentaire.

Mais on est loin du compte toutefois.

venons en aux nuages

les auteurs explorent les effets d'une large gamme de nuages.

Les nuages les plus influents, comme nous l'avons vu dans l'article précédent  , sont les nuages bas, à fort pouvoir refroidissant, et les nuages très hauts, à fort pouvoir réchauffant.

Les stratus

Ce qui fait le pouvoir refroidissant des nuages bas, c'est leur fort pouvoir réfléchissant et leur faible effet de serre.

Le pouvoir réfléchissant provient de la taille et du nombre des micro gouttelettes qui composent le nuage.

Et ce qui joue, entre autres, sur la taille des micro gouttelettes, ce sont les aérosols qui jouent le rôle de noyaux de condensation (CCN).

S'il y a peu de CCN les gouttelettes sont plus grosses, il pleut  plus et les stratus sont plus minces tant optiquement qu'en contenu d'eau.

Dans ce cas, ils laissent d'avantage passer la lumière vers la surface et refroidissent moins.

Rosing et al (2010) ont proposé qu'il y avait moins de CCN à cette époque étant donné que les émissions de DMS (diméthyl sulfide) auraient été plus faibles.

Ceci repose sur une hypothèse dont on est loin d'être sûr, car le DMS qui est émis par certains êtres vivants n'est pas la seule substance qui fournit l'acide sulfurique en tant que CCN.

D'autre part les tailles de gouttelettes envisagées par Rosing (jusqu'à 30 microns) sont sans commune mesure avec les tailles maximales des gouttelettes trouvées dans les régions actuelles très pauvres en DMS, comme l'océan austral.

Notons d'ailleurs que les stratus sont très abondants actuellement dans l'océan austral.

Il n'y a donc pas de raison valable de supputer que les stratus étaient moins nombreux et moins efficaces que maintenant.

De plus, le fait qu'il y ait moins de terres, donc moins de CCN, n'est pas synonyme loin s'en faut de moins de nuages.

Il y a plus de nuages dans l'hémisphère sud (85% d'eau environ) que dans l'hémisphère nord (55% d'eau environ).

Il n'y a donc pas de raison valable de considérer que les stratus puissent expliquer une part significative, ou même sensible, du déficit.

Les cirrus

Ce qui fait le pouvoir réchauffant des cirrus, c'est leur très faible albédo pour un effet de serre important.

L'effet réchauffant global des cirrus dépend donc de la surface couverte et de leur émissivité.

Les auteurs calculent qu'avec une épaisseur 3.5 fois plus grande que l'actuelle et avec une couverture de 100% de la surface, on arriverait à 25W/m2.

Si on suppose en plus qu'ils sont plus hauts et atteignent la pression très faible de 100hPa, on arrive à 50 W/m2.

Rondanelli et Lindzen (2010) ont proposé que la couverture totale du ciel par les cirrus pouvait expliquer l'énigme du soleil jeune.

C'est encore une fois le fameux effet d'iris de Lindzen qui sert de base à la démonstration.

En effet, selon notre sceptique préféré, notre planète possède un merveilleux iris qui s'ouvre quand il fait plus chaud et qui se ferme quand il fait plus froid.

Cet iris ce sont les cirrus.

La théorie de Lindzen s'appliquait auparavant aux cirrus tropicaux mais là ça s'étend à l'ensemble de la planète.

Il n'est pas justifié, et à mon sens peu plausible, que, dans un monde plus froid les cirrus non seulement couvrent toute la planète, mais aussi sont plus hauts et plus épais.

Rappelons aussi que l'effet d'iris n’a pas reçu confirmation de son existence.

De plus, si on calcule l'effet de la couverture totale par des cirrus plus épais et plus froids on aboutit à un monde où la température est au moins égale à la température actuelle.

Donc l'effet d'iris, en supposant qu'il soit exact, n'aurait aucune raison de fonctionner d'une façon différente de l'actuelle puisque la température serait la même.

Ce qui voudrait dire, in fine, moins de cirrus et donc une température plus froide...

on ne s'en sort plus..

c'est un paradoxe dans le paradoxe.

Ou alors il faudrait supposer que l'iris soit un thermostat réglé à 15°C, ce qui ne tient évidemment pas étant donné ce que l'on sait des températures des périodes glaciaires par exemple, où la température était nettement plus basse que l'actuelle.

La question subsidiaire, à poser au sceptique Lindzen, c'est:

Pourquoi donc l'iris n'a pas fonctionné lors des périodes glaciaires pour empêcher la température globale de chuter de 5 à 6°C?

Etant donné que les "théories" de Lindzen, ainsi que celles de la "science" sceptique n'ont pas d'autre but que de contrer systématiquement tout ce qui peut concerner l'effet du CO2, en niant et en falsifiant l'évidence scientifique, on ne risque pas d'avoir une réponse rapide...

En conclusion, il n'y a pas d'explication valable, hors GES, à l'énigme du soleil jeune.

Les hypothèses alternatives n'aboutissent, au mieux, qu'à un léger comblement du déficit de 50W/m2.

On peut  retenir, éventuellement, un effet d'albédo de surface permettant de combler environ 10% du déficit, mais les hypothèses sur les nuages ne semblent pas réalistes.

Tout ceci renforce encore le rôle indubitablement très important des gaz à effet de serre, non seulement dans le passé, mais aussi dans le réchauffement actuel.

Ce dernier est un site sceptique très connu, très productif (4 à 5 articles/jour surtout en ce moment), très visité, et très commenté (par exemple 945 commentaires sur la seule journée du 14 février 2010!).

Il donne une idée de la vigueur du scepticisme concernant le RCA et a contrario de la mollesse défensive des "réchauffistes" (je n'aime pas ce terme mais c'est celui qui semble s'imposer).

L'opposition internet au scepticisme, en dehors de Realclimate (plutôt très défensif actuellement) et de quelques rares autres, est quasi-inexistante ou alors très généraliste rappelant quelques banalités..

Je ne pense d'ailleurs pas que les scientifiques impliqués dans ce domaine prennent la juste mesure du phénomène sceptique.

Enfin bref, c'est leur problème, revenons à cette présentation.

En voici le graphe issu de Watts:

voici le commentaire de Watts (ou plutôt de son invité la guest star Willis Eschenbach) :

"Now, where in that record is there anything which is even slightly abnormal? Where is the anomaly that the entire huge edifice of the AGW hypothesis is designed to elucidate? The longest sustained rise is from about 1680 to 1740. That time period also has the steepest rise. The modern period, on the other hand, is barely above the long-term trend despite urban warming. There is nothing unusual about the modern period in any way."

en gros:

"Où y a t'il dans ce graphe quelque chose qui est même légèrement anormal?

Où est l'anomalie que l'immense édifice de l'hypothèse du RCA (réchauffement climatique d'origine anthropique est chargée d'élucider?....

La période moderne d'un autre côté est à peine au dessus, en dépit de l'effet urbain, du trend long terme.

Il n'y a rien d'inhabituel en ce qui concerne la période moderne, en aucune façon"

Et voilà comment on peut convaincre les bonnes gens.

D'aucuns auront vu une différence évidente entre la courbe présentée dans l'article précédent et celle de Watts.

Mais quelle courbe est la vraie?

Toutes les deux, mon cher Watson.

En effet, en dessous de la bande bleue pâle (un peu fouillis), la courbe noire de Watts, concerne la tendance linéaire sur 25 ans, alors que ma courbe noire concerne la moyenne décennale.

Ci dessous la reproduction de la courbe de Watts (c'est toujours assez facile de reproduire les courbes sceptiques) qui représente la tendance linéaire glissante et la courbe de climat-evolution qui représente la moyenne glissante sur 10 ans à partir des mêmes données.

Et évidemment la différence est de taille.

Pour illustrer un peu mieux le truc, pour ne pas dire le subterfuge, je vais vous montrer une simulation.

Voici ci dessous la tendance linéaire sur 25 ans d'un signal de température:

Les variations sont très importantes au début puis s'estompent vers la fin.

On pourra se dire, tel Watts : "mais que la situation est devenue calme, pourquoi s'embêter et mobiliser d'énormes moyens pour résoudre la fin de la courbe?"

Sauf que voici le signal d'origine de la courbe de tendance présentée ci dessus:

C'est marrant, non?

Y a un "truc"?

Bon, accessoirement, l'augmentation de température est de 3°C et n'importe qui de sensé verra qu'il y a quelque chose d'anormal en fin de courbe alors que la courbe du haut permettait de dormir sur ses deux oreilles..

Mais rassurons nous, les sceptiques peuvent encore remettre en cause la série HadCET elle-même (ils le font avec tout le professionnalisme qu'on leur connaît) et très peu de monde dans ce cas peut vraiment leur apporter la contradiction, si ce n'est les gens du Hadley eux-mêmes.

Or, ils sont évidemment aux abonnés absents en ce moment, à part Phil Jones qui s'épanche assez maladroitement dans les médias actuellement.

Chez nous, les gens de Météo France sont manifestement sur une autre planète...

On dira, ce sont des détails que tout cela.

La vraie science poursuit son chemin inexorable, comme la caravane qui passe...

Sauf que cette attitude faussement indifférente, qui essaie de se draper dans quelques lambeaux de dignité outragée, pourrait finalement passer pour de l'incompétence réelle, certes concernant des détails, mais n'oublions pas que:

"Le Diable est dans les détails"

"frost fair in 1683": foire gelée en 1683, sur la Tamise (wikipedia)

Certains d'entre vous connaissent sans doute cette célèbre série de températures qui concerne l'Angleterre centrale et qui s'étage de 1659 à 2009.(en 1659 nous étions, mine de rien, sous le règne de Louis XIV et sous la gouvernance de Mazarin, ça date un peu tout de même)

La période couverte, égale à 350 ans, est considérable et sans doute sans équivalent.

Ses intérêts sont multiples:

-évolution de la température actuelle dans un contexte multicentenaire

-informations climatologiques diverses sur les records, moyennes, etc

-informations sur le Petit Age Glaciaire (1550-1860)

-...

Après une simple visualisation et un exposé rapide de la série, nous tenterons ici, de quantifier la corrélation avec les séries modernes de température globale, et, plus loin, nous appliquerons cette corrélation pour tenter une reconstruction de la température globale de 1659 à 2009.

La série

Le lecteur trouvera des informations générales sur cette série ici.

Des informations plus précises sont disponibles dans Manley74.

La série elle-même est disponible gratuitement au Hadley Center.

Il s'agit donc de la série des températures mensuelles depuis 1659 en Angleterre centrale.

on peut tracer la courbe de l'évolution annuelle

un examen rapide montre une période froide entre 1670 et 1705 environ, suivie d'une période plutôt chaude culminant en 1733.

C'est à partir des années 1980-1990 que le réchauffement actuel se détache réellement du bruit climatologique, du moins dans la période envisagée.

Le réchauffement, dans le cadre du réchauffement global, dans cette région, est donc quelque chose de très récent (20 ans environ).

évolution saisonnière

C'est assez nettement l'hiver qui subit les plus fortes variations, l'écart-type étant de  1.36°C, tandis que les autres saisons sont plus tranquilles avec un écart-type de 0.8-0.9°C.

C'est également l'hiver qui enregistre la plus forte variation linéaire sur la période 0.038°C/décennie, alors que l'été est seulement à 0.009°C/décennie.

L'hiver le plus froid est celui de 1684 avec une moyenne de -1.2°C suivi par 1740 (-0.4°C) et 1963 (-0.3°C).

Ceci permet d'avoir une idée de l'importance du PAG du moins au cours de cette période, par rapport, par exemple, à l'hiver rigoureux que certains ont connu en 1963.

Tamise gelée en 1963 (photo windsor lien ci dessus)

L'été le plus chaud est celui de 1976 avec 17.8°C (année "sécheresse" pour ceux qui se souviennent), devant 1826 (17.6°C) et 1995 (17.4°C).

En moyenne décennale les dernières décennies sont, sans contestation, les plus chaudes, tant annuellement que de façon saisonnière, quoique cela soit vraiment très juste en été.

Voilà un premier examen rapide de la climatologie de la période pour cette région.

Cette climatologie pouvant être étendue sans que cela pose des problèmes excessifs, dans un rayon minimum de 500 km, par exemple pour le nord de la France, la Belgique, la Hollande,etc.

reconstruction de la température globale

Nous allons tenter de produire une reconstruction globale basée sur les valeurs instrumentales de l'Angleterre centrale en utilisant la plus ancienne série de données globales avec la plus ancienne série de données locales.

On notera au passage que ces deux séries émanent toutes deux du Hadley center.

la fig3 offre une comparaison visuelle des moyennes sur 20 ans des deux séries sur la période 1850-2009

Le coefficient de corrélation (fig4) est proche de 0.835 ce qui est satisfaisant et permet de tenter une reconstruction sur des bases pas trop farfelues.

Nous avons, en effet, un proxy, la température locale en Angleterre centrale, bien corrélé à la température globale sur 150 années.

Ce proxy répond à un critére important, souvent réclamé, qui est celui de reproduire l'augmentation de température récente, après 1960 donc, ce que ne reproduisent pas les proxies traditionnels (cernes d'arbres entre autres).

Ce proxy est certes unique, toutefois, la position de cette région, en plein dans le flux zonal, permet de faire l'hypothèse, pas trop légère à mon sens, d'une bonne réaction au comportement global de l'atmosphère, en tous cas sur une moyenne de 20 ans.

Nous pouvons ainsi reconstruire l'anomalie de température globale (fig5) (on notera que le premier point, 1660, est l'anomalie décennale de la période 1659-1668)

D'emblée, il apparaît que la période actuelle est très nettement la plus chaude des 3.5 derniers siècles.

On constate, entre 1660 et 1720, un creux très important qui correspond au Petit Age Glaciaire (PAG).

Son amplitude est de l'ordre de -0.5 à -0.6°C si on s'en réfère à 1980.

Notons que cette amplitude est plutôt dans la  partie supérieure de la fourchette des amplitudes habituellement reconstruites pour le PAG.

On peut mettre en perspective l'évolution de la température globale avec la reconstruction (effectuée par l'auteur de ce blog en fonction de Wang 2005) de la TSI (irradiance solaire) et des estimations de l'influence de cette dernière sur la température.

Pour cette dernière estimation nous avons mis les résultats en "direct" sans passer par le modèle et donc nous ne bénéficions pas de l'effet "décalage" que ce dernier implique.

Toutefois la figure 6 montre une corrélation assez claire entre PAG et activité solaire pendant cette période.

conclusion

Pour les raisons évoquées ci dessus cette reconstruction n'est sans doute pas beaucoup plus approchée que bien des reconstructions basées sur les variations infimes de certaines caractéristiques de proxies.

Ces caractéristiques, de plus, dépendent d'autres paramètres, ce qui entraîne des traitements statistiques assez poussés pour essayer de dégager, à grand peine et avec beaucoup d'incertitude, une évolution de la température globale en l'absence de mesures instrumentales.

Il suffit de regarder l'évolution des travaux d'un Michael Mann depuis sa crosse de hockey vers quelque chose de beaucoup plus tourmenté, ou l'éventail des reconstructions (de Mann à Moberg par exemple) pour comprendre que beaucoup de chemin reste à faire.

D'après ma connaissance du sujet, certes limitée, la reconstruction des températures pour les 3.5 derniers siècles, présentée ici, est une approche qui peut se défendre, mais qui mériterait certainement d'être validée par les modèles de circulation atmosphérique, afin de rendre plus robuste l'hypothèse de départ.

Toutefois elle ne répond évidemment pas à la question assez cruciale des températures des deux derniers millénaires.

A mon sens, la meilleure réponse, pour le moment, reste la reconstruction par les forçages dont les traces semblent un peu plus précises que les proxies.

On peut éventuellement y ajouter les grands cycles connus (AMO,PDO) pour avoir une idée de ce que pourraient être les amplitudes maximales.

Ce sera peut-être pour une prochaine fois...

Si l’on sait, très convenablement, estimer la teneur en CO2 atmosphérique de ces 800000 dernières années, par l’analyse du gaz contenu dans les microbulles piégées dans les carottes glaciaires, il semblait jusqu’à maintenant plus difficile de connaître avec une bonne précision les teneurs en CO2 avant cette période.

D’après cette news de l'UCLA, les choses sont peut-être entrain de changer sérieusement.

Aradhna Tripati et ses collègues ont mis au point une méthode qui consiste à relier la teneur du CO2 atmosphérique avec la mesure du ratio Bore/Calcium d’échantillons d’anciennes algues unicellulaires sédimentées.

Ce n’est pas la première fois que nous entendons parler de la mesure de ce ratio, mais il semble, cette fois, qu’on soit parvenu à une bonne précision (+-14ppm).

Il n’est pas inutile de souligner que les analyses des carottes de glace valident la méthode, sur la période des derniers 800 ka.

Tripati et ses collègues sont ainsi capables de reconstituer le CO2 atmosphérique jusqu’à 20 millions d’années dans le passé, et travaillent pour reculer encore cette limite.

une forte corrélation entre CO2 et climat du passé.

Le climat global pouvant être reconstitué par les mesures isotopiques ou chimiques (rapport Mg/Ca), les auteurs ont pu établir une forte corrélation entre teneur en CO2 atmosphérique et climat.

“Pendant le milieu du Miocène (entre 14 et 20 Ma) les niveaux de CO2 étaient d’environ 400ppm, ce qui est à peu près ce que nous avons aujourd’hui et globalement les températures étaient de 3 à 6°C plus élevées que maintenant, un écart énorme ».

Les relations entre CO2 et niveau des océans, sont exprimées de façon un peu confuse dans la news.

On y parle en effet d’élévation de ce niveau pendant le Miocène, alors que dans l'abstract, on parle d’un niveau des océans de 25 à 40m plus élevé que l’actuel.

Il faudrait lire l'intégralité de l'étude  de Tripati et al.

On notera la synchronisation entre les baisses de teneur en CO2 et les épisodes majeurs d’expansion glaciaire pendant le mi-Miocène (14-10 Ma) et la fin du Pliocène (3.3 à 2.4Ma).

rapprochement avec la situation actuelle

le graphe associé à la news permet de bien se représenter les teneurs en CO2 de différentes périodes :

- les 1000 dernières années

- la période actuelle

- les projections suivant les différents scénarios

- les périodes glaciaires récentes (800 ka) : trait vertical bleu

- le Miocène (20-15Ma) : trait vertical rouge

Ce dernier s’étage de 380 à 500 ppm environ, pour, donc, une température de 3 à 6°C plus élevée que l’actuelle (on suppose donc que ce n’est pas par rapport à la température préindustrielle).

Comment expliquer une telle différence ?

Tout d’abord, comme nous l’avons déjà vu ici, nous bénéficions de l’effet parasol des aérosols anthropiques, ce qui n'était pas le cas au Miocène.

Cet effet réduit de 40% environ, l'effet des GES anthropiques, et comme l’élévation de température relative à ces derniers est de l’ordre de 0.7°C, depuis le préindus, on peut considérer que 0.5°C manquent à l’appel.

De même, la chaleur prise par les océans, est responsable d’un manque d'environ 0.4°C et de 0.7°C si on considère l’absence, virtuelle, d’aérosols.

Ceci pour une teneur moyenne, depuis 1950, de l’ordre de 340 ppm, soit 100ppm de moins que la teneur moyenne du Miocène où le delta de température par rapport à l’actuelle est de 4.5°C environ.

Si on suppose qu’une élévation moyenne de 280 ppm à 340 ppm est responsable de 1.5 à 2°C potentiels (il faut aussi tenir compte des autres GES), une élévation de 340ppm à 440 ppm devrait provoquer une augmentation comparable par rapport à l’actuelle potentielle.

Il s’agit bien sûr de calculs à « coups de serpe » donc très imprécis, mais les auteurs indiquant plus du double, il faut certainement chercher du côté des sols (végétation notamment) et surtout de la cryosphère.

En effet, un monde sans glace (Antarctique et Groenland presque vierges de glaces permanentes) et avec des couvertures de neige moins fréquentes en hiver et à plus hautes latitudes, ainsi que l’absence de banquises de mer, jouent un rôle certainement non négligeable par effet d’albédo notamment.

PS: si on tient compte d'un CO2 pendant le Miocène de 440 ppm, ceci correspond à un forçage de 2.4W/m2, soit, si on utilise une sensibilité de 0.8°Cm2/W, une augmentation de température de 1.9°C par rapport au préindustriel.

l'augmentation en 2009 est de l'ordre de 0.8°C par rapport à ce préindus ce qui porte à 1.1°C la différence entre Miocène et maintenant si ne on tient compte que du forçage CO2.

On est assez loin des 4.5°C de différence et il faudrait un forçage de 3.4°C/0.8 = 4.3W/m2 supplémentaire pour expliquer une telle différence.

La disparition complète des calottes du Groenland et de l'Antarctique provoquerait un forçage positif qu'on peut estimer grossièrement si on suppose une variation d'albédo de l'ordre de 0.5, un flux solaire moyen de l'ordre de 120 W/m2 pour une proportion de le surface terrestre de l'orde de 3.5%.

Ce forçage serait donc de l'ordre de 2.1W/m2.

Restent donc 2.2W/m2 à répartir entre éléments cryosphériques non compris dans la sensibilité classique, les effets de  la végétation et sans doute d'autres éléments à identifier.

Cette nouvelle pourrait paraître assez inquiétante pour notre futur.

Il convient cependant de mentionner que le CO2 émis actuellement ne rencontre pas le même monde que celui du Miocène.

Les puits de carbone étant différents, la teneur en CO2 devrait pouvoir redescendre à des niveaux bien inférieurs à l’actuel, si on arrêtait immédiatement les émissions, et ce, dans des temps relativement faibles par rapport aux époques géologiques envisagées dans l’étude.

Il faut de plus un temps certain pour fondre des calottes type de celle de l’Antarctique, quoique des phénomènes thermomécaniques rapides puissent avoir lieu.

D’un autre côté on ne sait pas quels seront exactement les niveaux atteints par le CO2 dans un futur proche, quoique l’on puisse estimer probables ou possibles des teneurs nettement au dessus de celles du Miocène (600 ppm par exemple)

Donc difficile de se faire une opinion tranchée sur les températures de ce siècle et des suivants à partir de cette étude.

Mais il semble se confirmer que les niveaux atteints par le CO2 actuellement (ou dans quelques décennies) soient parmi les plus élevés depuis 15 à 20 Ma (les plus élevés depuis 14Ma) et que les conséquences sur le climat de telles teneurs, dans les circonstances mentionnées différentes des circonstances actuelles, soient très importantes.

PS2: comme il était suggéré plus haut, une bonne partie du CO2 anthropique devrait être absorbée relativement rapidement par le milieu.

Il y a plusieurs réservoirs ou puits de CO2 qui réagissent avec des constantes de temps très différentes, mais on peut estimer qu'il resterait, au bout de plusieurs milliers d'années, un CO2 résiduel de l'ordre de 25% du CO2 émis.

On peut se demander par conséquent, le pourquoi de teneurs nettement supérieures au CO2 actuel pendant des millions d'années.

Autrement dit, pourquoi le milieu est-il capable d'absorber, rapidement, du CO2, et pas au Miocène?

La réponse à cette question est sans doute très complexe, mais ne pourrait-elle pas résider, en partie, dans le fait qu'à ces époques lointaines, la température était beaucoup plus élevée que maintenant.

Ceci serait plutôt "gênant" pour la réaction de notre système futur aux émissions de C anthropique car ceci voudrait dire des concentrations en CO2 plus élevées que celles obtenues avec les puits tels qu'ils fonctionnent actuellement.

Autrement dit ce serait un indice d'une possibilié de rétroaction positive du cycle du carbone.

Curieux mais pourtant bien intéressant article paru dans le dernier Nature.

contexte

Pendant des  périodes passées très chaudes comme lors du PETM  (Paleocene-Eocene Thermal Maximum), les zones polaires et en particulier la zone arctique semblent avoir subi des températures de plusieurs dizaines de degrés supérieures aux températures d'aujourd'hui.

Les fossiles de reptiles comme des crocodiles, trouvés dans ces zones, l'attestent.

Par contre, jusqu'à maintenant, les températures des zones tropicales semblaient, d'après certains proxies (paléo indicateurs du climat), n'avoir que  peu augmenté.

Les modèles climatiques standard indiquent que des températures, des hautes latitudes, aussi élevées, sont incompatibles avec des températures tropicales quasiment identiques à celles d'aujourd'hui.

C'est principalement une question de gradient thermique méridional sur laquelle nous reviendrons plus tard.

découverte d'un boa géant

Les auteurs ont découvert, en Colombie, un boa géant fossilisé, datant de 58 à 60 Ma, dont ils ont estimé la longueur à 13 m et le poids à 1135kg.

Ces dimensions en font le plus grand et plus lourd spécimen de serpent, jamais découvert sur Terre.

Se basant sur le fait que ces animaux sont des poïkilothermes , et que leur taille augmente avec la température, les auteurs établissent que les températures des zones tropicales auraient été de fait, supérieures aux anciennes estimations, basées sur la flore, de 6 à 8°C.

Des températures tropicales de 10°C plus chaudes, par rapport à maintenant, ne seraient donc pas à exclure, ce qui serait bien d'avantage en conformité avec les modèles qui ne peuvent rendre compatibles un Arctique présentant une anomalie de 30°C, et des zones tropicales dont les températures augmenteraient de 2°C seulement.

Bien sûr tout ceci est à prendre avec des pincettes, mais cela m'a semblé intéressant pour introduire le problème du gradient thermique méridional, sujet de futurs articles.

D'un autre côté, des températures aussi importantes sembleraient témoigner d'une résistance générale de la faune et de la flore plus élevée qu'on ne le pensait...

Si l'on excepte les glaciations très anciennes, comme celles, par exemple, qui ont eu lieu au  Néoprotérozoïque , de -850 à -630 Ma, où la Terre aurait été très proche de la "boule de neige" (snowball Earth), on pensait généralement que, si les glaciations "récentes" avaient affecté le continent antarctique vers -35Ma environ, elles n'avaient concerné l'HN qu'à partir de -3Ma.

Etant donnée que la cause évidente de ce passage à l'état "icehouse" (je laisse traduire en français) était la baisse de la teneur en CO2, je me suis toujours demandé pourquoi des teneurs comparables en CO2 il y a 30Ma et il y a 3Ma, avaient des effets différents sur les glaciations de l'HN.

J'avais posé la question à Gavin Schmidt sur Realclimate:

"Hi Gavin

I have a problem of understanding for the Lunt et al 2008 paper.

When they write:

"suggest Eocene atmospheric CO2 of the order of 1,000 p.p.m.v., falling to levels as low as 200 p.p.m.v. in the Middle Miocene,"

Why could Greenland avoid a glaciation when the CO2 was only 200ppm?

For them, in the Pliocene, the fall from 400 to 280 ppm was sufficient and a fall from 1000 ppm to 200ppm in the Miocene was not?
(I believe it was sufficient for Antarctica glaciation)

can you explain me?

[Response: Fair point - I don't really know. However, judging from figure 6.1 in the IPCC report, it's clear that the estimates for CO2 through the Cenozoic prior to the ice core records (including the Pliocene and Miocene) are pretty uncertain. - gavin]"

Cette étude parue dans le dernier Nature, apporte des éléments nouveaux qui permettent de comprendre un peu mieux la différence de comportement entre Arctique et Antarctique.

en voici l'abstract:

Thresholds for Cenozoic bipolar glaciation

Robert M. DeConto¹, David Pollard², Paul A. Wilson³, Heiko Pälike³, Caroline H. Lear⁴ & Mark Pagani⁵

1. Department of Geosciences, University of Massachusetts, Amherst, Massachusetts 01003, USA
2. Earth and Environmental Systems Institute, Pennsylvania State University, University Park, Pennsylvania 16802, USA
3. National Oceanography Centre, University of Southampton, Southampton SO14 3ZH, UK
4. School of Earth and Ocean Sciences, Cardiff University, Cardiff CF10 3YE, UK
5. Department of Geology and Geophysics, Yale University, New Haven, Connecticut 06520, USA

Correspondence to: Robert M. DeConto¹ Correspondence and requests for materials should be addressed to R.M.D. (Email: deconto@geo.umass.edu).

traduction

L'historique glaciaire de la Terre du Cénozoïque montre une glaciation de l'Antarctique, pendant l'Oligocène inférieur (-33.6Ma), suivie par le début des cycles glaciaires de l'hémisphère nord, environ 31 Ma plus tard.

Le pivot de l'évènement de l'Oligocène inférieur est caractérisé par une montée rapide de la concentration en isotope de l'oxygène (évènement Oi-1) de 1.5 pour mille dans les foraminifères benthiques du fond des océans en quelques centaines de milliers d'années.

L'absence de refroidissement simultané détecté dans les enregistrements de Mg/Ca profonds, toutefois, a pu servir d'argument pour dire que la glace formée à cette époque n'aurait pu être contenue sur le seul Antarctique; ceci, combiné au fait de l'évidence d'un refroidissement continental et de débris glaciaires dans l'hémisphère nord, augmenterait la possibilité que le Oi-1, représente le précurseur d'une glaciation bi-polaire.

Ici, nous testons cette hypothèse en utilisant un modèle climatique global intégrant les inlandsis qui utilise à la fois la baisse à long terme de la teneur en CO2 et les effets du forçage orbital.

Nous montrons que la concentration minimale en CO2, à laquelle peut se produire une glaciation de l'Arctique, soit 280 ppm, est beaucoup plus basse que pour l'Antarctique (750 ppm).

C'est pourquoi, une croissance des inlandsis dans l'HN, suivant immédiatement la glaciation antarctique aurait requis une rapide baisse du CO2 à des niveaux inférieurs à ceux relevés par les proxies et les modèles de cycle du carbone.

A la place d'une glaciation bipolaire, nous trouvons que le Oi-1 est mieux expliqué par la croissance de l'inlandsis antarctique seul, combiné avec un refroidissement de l'océan profond et un inlandsis, moins modifié isotopiquement, que précédemment suggéré.

Les proxies de CO2 restent au dessus du seuil de 280ppm précédemment dterminé, jusqu'à -25Ma , mais ont été proches ou en dessous, depuis cette époque.

Ceci implique que des épisodes de glaciation dans l'HN ont été possibles 20 Ma plus tôt que précédemment admis (bien que encore plus tard que Oi-1) et pourraient expliquer une certaine variabilité dans les enregistrements de niveau de la mer du Miocène.

Cette étude, très importante, à mon sens, permet d'une part d'expliquer les différences de comportement "glaciaire" entre Arctique et Antarctique, et d'autre part de mettre en évidence, une fois de plus, le rôle primordial du CO2 dans le climat du passé.

Pour se répérer un peu dans le maquis des époques géologiques:

(extrait de Wikipedia)

A lire, dans le dernier Nature, un article concernant les  résultats des mesures de concentration de CO2 et de CH4 pour la période allant de - 650 000 à -800 000 ans.

En voici l'abstract, dont je propose une traduction ci-dessous:

Nature 453, 379-382 (15 May 2008) | doi:10.1038/nature06949; Received 12 October 2007; Accepted 17 March 2008

Enregistrement à haute résolution de la teneur en CO2 de -650 000 à -800 000 ans.

Des changements des concentrations passées de CO2 peuvent être déterminées en mesurant la composition d'air piégé dans les carottes glaciaires en Antarctique.

Jusque là, les forages Vostok et Dome C ont fourni un record composite des niveaux de CO2 jusqu'à -650 000 ans.

Ici, nous présentons les résultats des 200 m les plus profonds de la carotte glaciaire du Dôme C, étendant l'enregistrement de la concentration de CO2 atmosphérique de deux cycles glaciaires complets jusqu'à -800 000 ans.

Des données précédemment publiées et du présent travail, nous trouvons que le CO2 est fortement corrélé à la température antarctique, au travers de 8 cycles glaciaires, mais avec des concentrations significativement plus basses entre -650 000 et -750 000 ans.

Les concentrations de CO2 sont en dessous de 180 ppm pendant une période de 3000 ans pendant le MIS16, reflétant, peut-être, un stockage océanique plus prononcé.

Nous enregistrons la concentration la plus basse mesurée dans une carotte glaciaire, qui étend la fourchette de concentration du CO2 durant le Quaternaire récent, d'environ 10 ppm, portant ainsi cette fourchette à 172-300ppm.

ci-dessous, extrait de l'article, la représentation graphique des teneurs en CO2, CH4 ainsi que la température en Antarctique, pour la période -800 000 - 0 et pour les 2000 dernières années:

A noter que le nouveau "challenge" est maintenant de trouver un site, plutôt en Antarctique Est, permettant d'atteindre les -1.5 millions d'années.

voir, en fin d'article, EDIT du 29/03/08

A la suite du commentaire d'un intervenant sur ce blog, concernant ce qui se serait passé au cours de ces derniers mois, relativement froids, s'il n'y avait pas influence anthropique, je ressors des oubliettes une étude, datant de 2003, et relookée en 2005 (dont je n'ai malheureusement pas le lien gratuit), de William F. Ruddiman.

Je dédie donc cet article à cet intervenant, qui se reconnaîtra.

Cette étude avait fait l'objet d'un débat, en décembre 2005, sur Realclimate.

Bien que l'hypothèse de Ruddiman soit controversée, le fait qu'elle émane d'un scientifique, à ma connaissance et à mon sens, sérieux, vaut le coup qu'on la regarde, ne serait-ce que sur un plan pédagogique.

Je résume ici les grands traits de cette hypothèse.

les faits

Lorsqu'on regarde les évolutions des teneurs en CH4 et en CO2 au cours des différentes phases glaciaire et interglaciaire, on constate toujours une diminution après (ou peu de temps après) le maximum d'insolation à 65°N, qui suit une période glaciaire et marque le maximum, thermique, de la période interglaciaire.

La figure 1A de l'article de Ruddiman, montrant l'évidence de la corrélation entre CH4 et insolation, est très explicite.

Corrélation, oui, sauf pour le dernier stade, le stade1, qui nous concerne actuellement.

la figure 1B ci-dessous, zoome sur ce stade actuel, l'Holocène.

On distingue bien une remontée de la teneur en CH4 vers 5000-6000 BP.

Les fig 2a,b,c, voir étude en lien, mettent en évidence le même phénomène, cette fois pour le CO2.

l'anomalie de teneur pour le CH4 est de 250 ppb tandis que celle du CO2 est de l'ordre de 40 ppm.

Les forçages engendrés par ces anomalies seraient responsables d'une augmentation de température globale, de 0.8°C et de près de 2°C pour les hautes latitudes.

Augmentation suffisante pour contrer la survenue d'une nouvelle glaciation devant survenir logiquement, après le maximum d'insolation.

(Bien entendu il ne s'agit pas de dire qu'il y a eu augmentation de température depuis la mi-Holocène, mais de dire que la baisse de température depuis cette époque, a été moins forte que prévu.)

causes de ces anomalies

les causes naturelles sont passées en revue par Ruddiman au paragraphe 4.

je laisse le lecteur suivre la démonstration de Ruddiman infirmant les deux causes naturelles invoquées, à savoir une perte de C biosphérique (pas corroborée par le modèle DEMETER) et le "rebond" de CO2 due à la réaction de l'océan.

Venons en à l' hypothèse Ruddiman, que j'ai qualifiée d'étrange, car un peu iconoclaste.

C'est donc ici qu'il faut s'accrocher.

Ruddiman relie en effet les anomalies de teneur en CH4 et en CO2 aux changements d'utilisation des sols dus à l'action humaine.

Les premières traces d'agriculture et de modification des sols par déforestation, notamment, remontant à cette époque de 5000-6000 BP.

Ce serait donc l'Homme, qui, par sa présence et son action sur l'environnement, bien avant l'ère industrielle, aurait empêché la survenue d'une nouvelle ère glaciaire.

ce que j'en pense

L'hypothèse Ruddiman a fait l'objet de pas mal de remarques, voire de critiques, de ses pairs.

Ruddiman a du revoir sa copie, notamment pour tenir compte de l'évolution du 13C, plus faible que ne le laissait envisager son hypothèse, en réduisant l'anomalie de CO2 anthropogénique, de 40 à 14 ppm.

D'autres études concernant les émissions dues aux changements d'usages des sols, ont montré que l'influence humaine avant l'époque industrielle (donc avant 1850) aurait été insignifiante.

Je ne développerai pas, aujourd'hui, les quelques calculs, de coin de table, que j'ai pu effectuer.

Le "coin de table" n'étant pas forcément recommandé en paléoclimatologie.

En première approche cependant, les chiffres initiaux d'émissions de CO2 cumulées depuis 5000-6000BP, ne me semblent pas complètement irréalistes.

L'obtention d'une anomalie de 30 à 40 ppm de CO2, consécutive à la réaction du milieu à cette émission de CO2, ne me semble pas non plus hors de la réalité.

Brièvement, j'ai utilisé, pour parvenir à ces conclusions:

-         les chiffres de CO2 émis, suite à l'usage des sols, tels que les a calculés Houghton, pour l'époque   industrielle.

-         les estimations de population mondiale

-         la formule d'évolution d'une impulsion de CO2 indiquée dans le rapport AR4 ch2 p213 du GIEC

Je n'aurai évidemment pas l'outrecuidance de me poser en spécialiste du cycle du carbone, néanmoins, à mon humble avis, on ne peut rejeter, complètement l'hypothèse Ruddiman.

EDIT: quelques points à regarder de plus près.

Par exemple l'influence de la déforestation sur le blan radiatif qui, certes, subit le forçage positif des GES mais quid de l'effet de variation d'albédo lorsqu'on passe de la forêt à la savanne plus ou moins cultivée?

Je ne sais si Ruddiman a exploité les derniers modèles sur ce point.

Ensuite, plus étrange encore est la relation qu'ose Ruddiman entre les baisses de teneur en CO2 et les grandes épidémies humaines.

Il y a là une explication du climat me semblant un peu trop anthropocentrique.