Il semble régner une belle confusion au sujet de l'influence des oscillations climatiques dans ce qu'on appelle le réchauffement global.

S'il est à peu près connu que l'ENSO (oscillation El Niño) a une influence très importante sur la température globale, qu'en est-il des oscillations de plus longue période type AMO ou PDO?

Je vais donner ici mon sentiment, si possible un minimum étayé, à ce sujet, en prenant l'exemple de l'AMO.

L'ENSO fait intervenir des couches océaniques de profondeur différentes en agissant sur un upwelling plus ou moins fort des eaux froides de sub-surface de l'océan pacifique équatorial.

Les alternances d'eau froide (Niña) et chaudes (Niño) sur le Pacifique équatorial agissent tel un forçage sur la température du globe.

Les SST globales réagissent avec un retard de l'ordre de 3 mois à l'anomalie ENSO.

Voyons maintenant le cas de l'AMO.

L'AMO (Atlantic Multidecadal Oscillation) est révélée par les températures de l'Atlantique nord qui varient suivant une période de l'ordre de 70 ans (voir ici).

A l'instar de l'ENSO, si ces températures pilotaient la  température globale, celle-ci devrait réagir avec un certain retard.

A l'aide des données NCEP, on peut comparer et corréler SST globales (G) et SST de l'Atlantique Nord (AN ou AMO) non détrendées, en enlevant la part AN dans le global, puisqu'il vaut mieux éviter de corréler une donnée A avec une donnée B qui contient une partie de A.

Les coefficients de corrélation ont donc été calculés à partir de:

G-0.1AN (Atlantique Nord représentant environ 10% de la surface globale des océans) et AN.

Ces coefficients sont peu élevés, de l'ordre de 0.2, ce qui donne une première indication de la faible influence de l'AMO, mais il apparaît, de façon a priori surprenante, que ce sont les températures de l'AN (ou l'AMO) qui sont en retard d'environ  4 mois par rapport aux températures globales.

Ce fait contredit le soit disant rôle de pilote de l'AMO sur la température globale.

Si on répète l'expérience entre le global et l'Atlantique (A) dans son entier, c'est-à-dire en examinant G-0.2A par rapport à A, la corrélation est bien meilleure et le retard est très faible.

Il est important de souligner, en outre, que, pendant que l'Atlantique Nord se réchauffe, l'Atlantique Sud se refroidit par rapport à la moyenne globale ainsi que le montre ce graphique pour la période 1979-2011.

D'un point de vue purement arithmétique donc, les influences s'annulent.

A partir de cette petite analyse il semble difficile de penser que l'AMO ait une influence décelable sur la température globale.

Et, concernant le mécanisme sous-jacent à cette oscillation, il apparaît qu'il se manifeste, entre autres, par un transfert de chaleur sans doute indirect entre Atlantique sud et Atlantique nord.

Ce transfert semblant se produire à la suite de l'évolution globale et non comme pilote, même partiel de cette dernière, pourrait faire partie des processus menant à l'amplification arctique.

J'ai eu quelques critiques ou conseils de prudence concernant ma dernière correction de l'évolution de la température des océans compte tenu de l'ENSO et de l'influence solaire.

Certes, comme je le disais, ces corrections étaient basées sur des statistiques et modèles plutôt sommaires et j'accepte tout à fait les critiques pourvu qu'elles soient suffisamment justifiées.

Mais d'autres, plus affûtés que je ne peux l'être dans ce domaine, sont venus involontairement à ma rescousse, en utilisant des statistiques "un peu plus" poussées (régressions multiples).

Je vous laisse donc découvrir cette étude,Foster et Rahmstorf 2011 (FR11), qui se propose de nous offrir, également, une évolution corrigée de la température globale.

Outre le fait que les méthodes soient différentes, les corrections portent en plus sur l'activité volcanique, importante en 1985/1986 (El Chichon) et en 1991/1992 (Pinatubo).

L'indice ENSO n'est pas le nino34, comme je l'ai utilisé, mais le MEI.

Toutefois ces indices sont  très proches.

Il ne semble pas y avoir d'utilisation de modèle pour l'influence solaire, toutefois la réponse semble être assez proche de celle du modèle que j'utilise.

FR 2011 réalisent les corrections sur les températures globales directement pour 5 organismes (NASA-NCDC-HadCRUT-RSS-UAH) alors que j'ai utilisé uniquement les SST (températures de surface de l'océan) NOAA (NCDC).

Notons que RSS et UAH sont les températures de la basse troposphère et pas de la surface.

J'ai repris les valeurs de la figure 8 de l'étude FR11 et les valeurs de mon graphe n°2 affectées d'un coefficient de 1.18 pour tenir compte du passage des SST au global (évolution CE).

Les courbes sont quelque peu différentes mais, mise à part la période 1991-1994, il n'y a que peu de différences entre les deux courbes, sauf qu'il semble que chez FR11 l'ENSO soit mieux corrigée pour les épisodes forts, comme 1998, où l'influence sur la température globale a été fortement décalée par rapport à l'indice.

Les tendances sur le long terme sont les mêmes et, sur la dernière décennie la tendance FR11, plus faible que la tendance CE, est toutefois proche de 0.16°C/décennie.

L' attrait principal de ce genre d'exercice est, à mon sens, de montrer qu'une fois le bruit climatique haute fréquence en grande partie éliminé, on constate une montée assez régulière de la température globale compatible avec le  réchauffement global (RC).

Concernant l'ENSO, cela ne sous-entend pas qu'une corrélation sur le plus long terme n'existe pas entre cette oscillation et le RC.

Par exemple cela ne sous entend pas que plus de RC ne voudrait pas dire plus ou moins de Niño ou Niña.

Seuls des modèles couplés pourraient répondre à cette problématique et, pour le moment, ils ne voient pas de corrélation franche.

Il est intéressant de noter, de  façon plus anecdotique, que 2009 et 2010 sont les deux années les plus chaudes de la série corrigée.

L'ENSO (El Niño Southern Oscillation) constitue l'élément de variabilité climatique interannuelle le plus important à l'échelle globale.

Les phases froides (Niña), et chaudes (Niño), d'intensité variable, alternent, avec une périodicité moyenne de l'ordre de une à deux années.

Nous connaissons, ces dernières années, une succession de phases froides (Niña) qui influent significativement sur l'évolution décennale récente.

Le dernier rapport du GIEC (AR4) indique, au paragraphe 10.3.5.3:

"In summary, the multi-model mean projects a weak shift towards conditions which may be described as 'El Niño-like', with SSTs in the central and eastern equatorial Pacific warming more than those in the west, and with an eastward shift in mean precipitation, associated with weaker tropical circulations"

Une étude récente, Stevenson et al 2011 indique que si le changement du comportement moyen du Pacifique équatorial est bien du type Nino-like:

" Changes to the mean state are consistent with previous studies: a weakening of the subtropical wind stress curl, an eastward shift of the tropical convective cells, a reduction in the zonal SST gradient and an increase in vertical thermal stratification take place as CO2 increases."

, il semble impossible que nous puissions détecter un changement dans la variabilité elle-même au cours de ce siècle:

" The CCSM4 results imply that 21st century simulations may simply be too short for identification of significant tropical variability response to climate change".

Mais que les influences "décalées" de l'ENSO répondraient rapidement au changement climatique dans quelques régions, particulièrement au cours de l'hiver boréal:

"An examination of atmospheric teleconnections, in contrast, shows that the remote

influences of ENSO do respond rapidly to climate change in some regions, particularly during boreal winter."

observations

Le réchauffement récent s'étant réellement manifesté depuis le milieu des années 70, il semble intéressant d'observer quelle est la tendance sur l'indice ENSO principal, le Niño34, du nom de la zone pacifique la plus sensible à l'oscillation.

Comme on le voit, la tendance depuis 1976 est à la diminution de cet indice et donc allant plutôt vers une tendance Niña (cette notion étant à utiliser avec précaution)

J'ai indiqué, sur le même graphe, la variation de température due à l'activité solaire, alors que c'est l'indice nino lui-même qui, par contre, y figure (d'où les différences d'amplitude apparentes)

analyse

L'indice ENSO, SST de la zone 3-4, inclut le réchauffement global.

Si on suppose que la température globale agit uniformément il faudrait théoriquement soustraire de l'évolution de l'indice ENSO, la température globale.

La variation de l'ENSO, en propre, serait ainsi encore plus fortement vers un comportement Niña.

Mais je n'inclurai pas cette hypothèse dans mes corrections.

L'ENSO, en elle-même, a une influence forte sur la température globale.

Nous avons vu ici que la variation des SST était bien corrélée, en interannuel, à l'indice ENSO et que l'influence était égale à environ 0.08 fois l'indice.

correction de la température globale

En considérant l'année 2011 terminée, on peut établir une nouvelle évolution de la température globale, corrigée de l'ENSO et de l'activité solaire (1).

La correction ENSO, grossièrement effectuée sur les moyennes annuelles, ne peut gommer complètement  les fluctuations dues à cette oscillation qui apparaissent donc encore sur le graphique.

Il ne faut donc pas s'intéresser à la valeur précise d'une année particulière, mais à l'évolution de la série.

Depuis 1976, la tendance décennale des SST NOAA brutes est de 0.114°C/décennie.

Pour les SST corrigées de l'ENSO et de l'activité solaire, elle est de 0.134°C/décennie, soit 17% supérieure.(elle est de 0.143°C si on corrige l'ENSO elle-même de la SST globale)

Pour la dernière décennie les résultats sont plus spectaculaires mais soumis à d'avantage d'incertitude.(influence des données individuelles imparfaitement corrigées)

De 2002 à 2011, donc, les SST brutes diminuent en tendance de -0.039°C/décennie mais la tendance SST corrigée de l'ENSO et du solaire, passe à 0.191°C/décennie.

On ne peut donc dire, encore une fois, que la tendance de fond stagne, encore moins qu'elle baisse, au cours de la dernière décennie.

(1) Il est rappelé que la correction solaire tient compte d'un facteur d'amplification de la TSI de 3 déterminé  thermiquement en tenant compte de l'amplitude maximale de la température au cours du cycle de 11 ans.

Dans le prolongement de l'article précédent, je me suis livré à une petite simulation qui explore la période 1976-2100.

hypothèses de base

forçage anthropique

On considère uniquement le forçage du CO2 et on fait donc l'hypothèse que les forçages des aérosols et des autres GES que le CO2 s'annulent.

Les émissions de CO2 en 2100 sont prises égales à 1.5 fois les émissions de 2010 (10 GtC environ).

La quantité totale de carbone fossile brûlée de 2010 à 2100 est ainsi de 1125 Gt, quantité largement inférieure aux estimations des ressources (supérieures à 10000 Gt).

Bien que ce ne soit pas le but ici d'examiner l'attractivité économique d'un carbone fossile de plus en plus difficile à extraire, il est intéressant de signaler que l'actualité récente regorge d'informations, plus ou moins valides évidemment, qui concernent des projets d'extraction dans des conditions qui auraient paru impossibles il y a quelques dizaines d'années seulement.

Citons les russes en mer de Kara (Arctique) , l'or noir de la Guyane française (forage à 6000m de profondeur dont 2000m d'océan), et plus généralement celui de la côte ouest de l'Amérique du sud (Brésil notamment), le  pipe line de Keystone pour alimenter le nord des USA avec du pétrole des sables bitumineux de l'Alberta, les gaz de schiste dont l'Europe et les USA, entre autres, semblent particulièrement bien pourvus, etc…

Sans parler du charbon…

forçages naturels

solaire

J'ai considéré l'hypothèse, que nous entrions dans une période prolongée de faible activité du Soleil, genre minimum de Spörer ou de Dalton.

Un cycle faible comme celui que nous connaissons actuellement, peut être le premier d'une série de 2 à 3 cycles faibles ainsi que je l'ai représenté sur ce graphique.

Cependant, comme en 1913, il peut précéder une recrudescence d'activité.

C'est dire.

Il est rappelé que le solaire est affecté d'un coefficient multiplicateur de 3.2 pour tenir compte de l'amplitude du signal du cycle de 11 ans.

volcanique

Je n'ai considéré que l'éruption du Pinatubo pour reproduire la température de 1976 à 2010.

variabilité interne

Seule l'ENSO a été prise en compte dans la simulation.

Afin d'avoir une idée du flux de chauffage et de la chaleur océanique, j'ai introduit l'oscillation comme un échange de chaleur entre couches océaniques.

Cet échange, se faisant à bilan nul, est paramétré sur l'anomalie  de température Niño34.

J'ai supposé que l'ENSO futur serait le même que celui de ces 60 dernières années.

données simulées

températures

-température de l'océan (surface et couches profondes)

-température globale (se déduit en appliquant un coefficient multiplicateur de 1.2)

chaleur de l'océan

-flux de chauffage

-chaleur cumulée.

La température globale se déduit des SST par l'application d'un coefficient multiplicateur de 1.2.

Plus régionalement, on se reportera aux estimations de modèles plus sophistiqués.

Néanmoins les températures comparées de certaines régions terrestres et de la température globale, font apparaître des coefficients d'amplification assez énormes faisant craindre le pire si le réchauffement continue.

Je ne citerai que l'exemple de Toulouse qui, pendant que la température globale, de 1976 à 2010, s'élevait de 0.17°C/décennie, voyait sa température monter de 0.44°C/décennie.

On espère que, localement, il existe une part importante de variabilité climatique, mais tout de même, un coefficient de près de 2.6, c'est beaucoup.

Tout cela pour essayer de démontrer à ceux qui se gaussent de la faiblesse relative de l'évolution globale (bof qu'est-ce que c'est que 2°C?) qu'ils devraient être un peu plus prudents en considérant les évolutions locales, la France étant sans doute très mal placée de ce point de vue.

résultats

1976-2010

La simulation des SST mensuelles, effectuée avec un coefficient de sensibilité de 0.8°C.m2/W et les forçages de CO2 établis avec les teneurs en CO2 mesurées, est représentée ci-dessous avec la température SST de Hadley.

Le signal simulé est bien sûr moins bruité que le signal mesuré, mais la corrélation entre simulation et mesure est suffisamment convenable (R²=0.809), me semble t'il, pour exploiter le modèle dans un but prédictif avec des hypothèses quant aux oscillations naturelles dont je ne donnerai que l'exemple décrit plus haut.

Concernant la chaleur océanique, on distingue bien une diminution de la pente à partir de 2003 environ.

De 2005 à 2010, le flux de chauffage océanique moyen n'est que de 0.4W/m2 environ.

Les mesures, quant à elles, donnent des résultats qui vont de 0 W/m2 pour 0-700m (Levitus) à 0.55+-0.1 W/m2 pour 0-1500m (Von Schuckmann et Le Traon 2011 avec ARGO seuls).

Je suis incapable de décider qui a raison entre les deux mais le chiffre donné par le modèle est plutôt en accord avec les 0.55 W/m2.

Prédictions suivant les hypothèses retenues

Voici la température de l'océan de 1976 à 2100 en rappelant qu'il faut multiplier par 1.2 pour le global (terres+océans), par 1.6 pour les terres uniquement, et, pour certaines zones, par plus de 2, voire 5 à 10 en Arctique).

L'hypothèse de minimum solaire type Dalton provoque une stagnation relative des températures jusqu'en 2020-2025, mais au-delà, bien sûr, çà monte très franchement avec une hypothèse d'augmentation du CO2 qu'on peut qualifier de moyenne ou de réaliste, comme on veut.

L'augmentation linéaire, de 1976 à 2100, de la température océanique est de 0.12°C/décennie, de la température globale, de 0.144°C/décennie, et des terres, de près de 0.2°C/décennie.

Le CO2, en fin 2100, est à 586 ppm en volume, ce qui correspond à un forçage par rapport au préindustriel, de 4 W/m2.

Rappelons que si ce forçage était maintenu, la température d'équilibre finale serait, avec les hypothèses retenues, de 3.2°C.

Soit plus du double de la température la plus élevée du graphique.

La conclusion rejoint celle de l'article précédent.

Pour expliquer les températures constatées depuis 1976, les forçages anthropique et solaire (moyennant les hypothèses retenues) suffisent, avec l'ENSO, pour reproduire les températures mesurées et la stabilisation des dix dernières années, sans que soit remise en compte, en aucune façon, le réchauffement de fond.

La prédiction des températures des toutes prochaines années, montre que la température ne peut continuer à se stabiliser que dans l'hypothèse d'une activité solaire encore en baisse, typique d'un minimum de Dalton ou de Spörer.

Mais, malgré cette hypothèse sévère, les températures recommencent à monter à partir de 2020/2025, pour atteindre des valeurs globales modérées dont il faut rappeler, à chaque fois, une déclinaison locale très préoccupante.

Enfin, dans ce modèle à forte absorption de chaleur océanique, l'équilibre, à teneur en CO2 constante, est atteint plutôt vers la fin du 22ème siècle.

La teneur en CO2 constante imposant une réduction notable des émissions, évidemment.

Je me fais accrocher assez régulièrement suite à mes propos, réguliers également, sur la stagnation récente des températures.

Encore une fois, c'est un fait, je n'y peux rien, la température globale ne monte plus depuis début 2001.

Je pense qu'on fait la confusion entre la stagnation des températures, qui est factuelle, et une supposée stagnation du réchauffement climatique, "de fond".

Et j'ose espérer, accessoirement, qu'on ne me prête pas l'envie d'une remise en cause de certains principes de base, alors que j'en serais, de toute façon, bien incapable.

Mais revenons à cette stagnation de la température.

Tout d'abord les faits.

Voici les évolutions d'anomalie de température globale suivant NASA-GISS et Hadley de janvier 2001 à juillet 2011:

Comme on peut le constater, les tendances sont faibles et de signe opposé (vraisemblablement à la suite des différences, bien connues, entre les deux bases)

En conséquence, la tendance résultante de ces deux bases, est bien nulle (+- quelque chose évidemment).

Mais est-ce que, pour autant, cela veut dire quelque chose de fondamental pour le réchauffement climatique?

Et bien ce n'est pas sûr du tout.

Reconstruction de la température entre janvier 2001 et juillet 2011.

La variabilité climatique interne prise en compte, sur un laps de temps aussi faible, est l'ENSO.

Voici donc ce que donne l'évolution de la température globale suivant l'ENSO.

La pente est assez nettement négative et la température en fin de période est inférieure à la température initiale de 0.06°C.

activité solaire

Pour le solaire, je ne reviens pas sur la méthode utilisée habituellement ici, et voici donc, directement, ce que donne la température globale selon ce forçage.

La tendance est très nettement négative et on peut s'apercevoir, par ailleurs, de la difficulté qu'à ce système climatique (tel que modélisé ici) à se sortir du minimum profond de 2008.

Concernant le forçage long terme, je ne me suis pas trop posé de questions, puisque j'ai considéré la valeur de 0.17°C/décennie (valeur médiane donnée par les modèles actuels) ou tendance linéaire sur les 30/40 dernières années.

Je ne représente pas le graphique puisque c'est une simple droite qui monte.

Voyons maintenant l'anomalie résultant de ces trois sources en supposant qu'elles sont indépendantes.

Le résultat me satisfait plutôt puisqu'on obtient une stagnation de la température identique, donc, à la situation observée.

Ceci dit, comme on peut le constater, le modèle ne reproduit pas très bien la variabilité mensuelle observée.

Une des causes en est le fait que les températures modélisées des terres sont déduites, par proportionnalité, de celles des océans.

On sait bien qu'à court terme, c'est faux.

Pour les tendances plus long terme, par contre, ces variabilités terrestre et océanique, disjointes sur le court terme, sont intimement liées.

De plus, d'autres modes de variabilité seraient à prendre en compte, mais la variabilité dominante connue du système est, sans conteste, l'ENSO.

conclusion

Il faut retenir que les deux modes de variabilité dominants du système climatique terrestre (ENSO et activité solaire) sont suffisants, suivant les hypothèses envisagées, pour engendrer une stagnation de la température globale de janvier 2001 à juillet 2011, malgré un réchauffement de fond (considéré ici d'origine anthropique) de 0.17°C/décennie.

Dans l'article précédent je montrais ce graphe de l'évolution de la température globale mesurée par la NOAA:

Il apparaissait qu'à l'évidence la température n'avait pas augmenté en tendance linéaire sur cette période de 10 ans.

Bien entendu, il semblait impossible, à première vue, de tirer des conséquences sur le plus long terme, et en particulier sur le réchauffement climatique supposé d'origine anthropique, qu'on constate depuis 40 ans environ.

Je me suis donc livré à quelques expériences statistiques très simples, visant à analyser sur plusieurs périodes (5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 ans) les tendances linéaires, à l'aide d'un signal composite simple.

Ce signal composite, dans un premier temps, comporte une composante à pente fixe de 0.16°C/décennie (à peu près ce qu'on constate sur 40 ans) et un signal aléatoire généré par excel.

Le signal aléatoire est d'amplitude 0.15°C en interannuel, c'est-à-dire que l'amplitude maximum entre 2 années est de 0.3°C.

Quand on sait que l'écart-type réel est de l'ordre de 0.09°C, prendre un maxi de 0.15°C est une bonne approximation.

Les expériences consistent à évaluer la probabilité d'occurrence de différentes tendances linéaires sur une durée totale supérieur à 2000 ans (pour avoir un échantillonnage suffisant).

Voici, sur 100 ans, l'allure de ce signal composite simple.

La répartition de probabilités en fonction de la durée ayant été utilisée pour établir la tendance linéaire est la suivante.

On s'aperçoit tout de suite que 5 ans est une durée complètement insuffisante qui donne une courbe plate où toutes les tendances sont quasi-équivalentes.

Par contre, pour 10 ans, on commence à voir une certaine allure en cloche se dessiner et le spectre se resserre fort logiquement quand on augmente la durée de la période.

Toujours pour 10 ans, il apparaît que la probabilité que la tendance soit ce qu'elle est actuellement, c'est-à-dire inférieure à 0.01°C/décennie est de l'ordre, en cumul, de 5.6% (on voit mieux sur le dernier graphe).

Ceci veut dire que, si le signal réel est semblable à ce signal composite, il est très peu probable (mais pas impossible) que la tendance soit de cet ordre même sur 10 ans seulement.

Si on ajoute une oscillation quelconque, là j'ai ajouté une oscillation de période 60 ans et d'amplitude 0.2°C, on obtient ce signal:

Et la probabilité cumulée d'être inférieur à 0.01°C/décennie monte à 22%:

En conclusion, on ne dispose pas d'une durée suffisante pour analyser de façon satisfaisante l'évolution réelle mais, au vu de cette expérience simple, il semble plus probable que la situation actuelle soit due à autre chose que l'effet de la variabilité classique interannuelle.

Pas de comparaison très fouillée de ces deux épisodes, mais une  mise en perspective de leurs indices respectifs et un calcul simple de leur influence globale.

ci-dessous les indices des deux épisodes en question:

Il saute aux yeux que la force de l'épisode 97-98 est significativement supérieure à celle du 2009-2010.

La différence moyenne de ces deux indices est de 0.90 et l'indice moyen du 1997-1998 (1.8) est supérieur de 80% à celui du 2009-2010 (1.0).

Si on utilise les résultats de ce site , il faut multiplier les indices par 0.074, soit 0.133°C pour le 97-98 et 0.074°C pour le 2009-2010, soit une différence de 0.06°C environ.

NASA-GISS indique un facteur multiplicateur de 0.083 environ, ce qui porte la différence d'anomalie globale à 0.075°C soit très proche de la réponse plus "pifométrée" que j'avais faite dans un commentaire.

Sans parler d'autres paramètres, comme l'activité solaire, il est donc nécessaire de prendre en compte le fait que 1998 a un "avantage" d'au moins 0.07°C (sans doute plus étant donné la suite des évènements côté Pacifique équatorial), par rapport à 2010.

Ce chiffre représente tout de même un gros tiers de l'augmentation de température due au réchauffement global pendant une décennie.

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.

C'est suffisamment rare pour qu'on le souligne, mais il semble que quelques scientifiques (pas assez nombreux hélas) commencent à prendre conscience du danger présenté par l'exploitation malsaine de la période actuelle par la mouvance sceptique.

Dans ce contexte, à lire absolument cet article qui reprend le thème de la variabilité climatique dans les quelques décennies qui précèdent et telle que vue par les modèles climatiques.

résumé rapide

périodes équivalentes à l'actuelle dans la période récente

Les auteurs admettent un trend plat entre 1998 et 2008, tout en soulignant, comme cela a été fait ici et ailleurs, le caractère exceptionnel de 1998.

Si on utilise 1999 par exemple le trend est complètement différent.

D'où l'importance du « choix » de l'année de référence suivant ce que certains veulent « démontrer »

Des périodes récentes, incluses dans la phase de réchauffement important que nous connaissons depuis 1976, sont tout à fait comparables à la période actuelle.

Il est cité, notamment, 1977-1985 et 1981-1989

nota

ces périodes comprennent l'éruption d'El Chichon, en 1982 mais cela n'explique en rien les stagnations observées étant donné le placement dans les périodes en question , en plein milieu pour la première et au début pour la seconde.

ce que nous disent les modèles

Généralement, ce qui semble important aux scientifiques, pour faire passer, certainement de bonne foi, leur message, c'est de montrer le résultat moyen des modèles.

Or, un résultat moyen, lisse la variabilité générée par ces modèles pris individuellement.

Si on considère un modèle en particulier, il apparaît que des périodes de stagnation, voire de léger refroidissement, sont possibles sur une décade ou plus.

Par exemple, un modèle génère de telles périodes en 2001-2010 et 2016-2031 alors que sur le siècle la température augmente de 4°C.

nota: ne sont pas inclues dans ces modèles des éruptions volcaniques "aléatoires" ainsi que la variabilité solaire.

La survenue de ces deux paramètres naturels peut rendre les trends court terme encore plus "variables" que ce qui apparaît sur ce graphe.

Les critiques envers les modèles qui donneraient une allure monotone à l'évolution climatique sont donc particulièrement injustifiées.

Vous trouverez dans l'article des précisions sur les probabilités d'occurrence de périodes « courtes » de réchauffement et de refroidissement, dans le cadre d'un réchauffement long terme.

Il est assez évident que nous connaissons actuellement un ralentissement du réchauffement tel qu'il pouvait encore se constater il y a quelques années et je ne suis personnellement pas capable de dire si ce ralentissement va perdurer, ou si nous allons, soit connaître une période de refroidissement, soit à nouveau un réchauffement.

A mon sens, côté forçages et rétroactions radiatives, mise à part une méga éruption volcanique, la probabilité est que nous restions dans le positif et que  les températures continuent à monter (en tendance)

Mais côté réaction du système (hors rétroactions radiatives) et en particulier côté réaction thermique, les choses ne sont peut-être pas aussi connues et prévisibles.

J'ai un peu l'habitude de me représenter la surface de la planète et donc, en particulier la surface océanique, comme une très mince couche « chaude » d'environ 15°C, qui repose sur une énorme couche froide dont la température est de l'ordre de 3.5°C.(euh je parle pour l'océan, hein! )

Je n'ai pas refait les calculs récemment, mais il y a assez de froid dans l'océan, pour annuler complètement les effets thermiques de l'ES anthropique pendant quelques milliers d'années.

Alors, bien sûr, l'eau froide a tendance à rester dans le fond et l'eau chaude en surface, mais, tout de même, l'eau profonde peut remonter (upwelling) par de nombreux phénomènes comme par exemple l'action des vents.

C'est d'ailleurs ce phénomène qui constituerait un des moteurs de la circulation thermohaline.

Pour être bref, il n'est pas exclu, a priori, que le changement climatique engendre un renforcement des vents dans certaines zones, comme l'océan austral par exemple, et en conséquence, un brassage des eaux amplifié, et, par suite, une arrivée de froid supplémentaire à la surface, par déstockage du froid de l'océan profond.

Autrement dit, si le système ne réagit pas tout à fait  comme prévu, c'est-à-dire plutôt une stratification de l'océan et donc moins de brassage, on pourrait observer des phénomènes analogues à ce qui se passe pour la Niña mais à une échelle et une localisation différentes.

Bon ceci dit des gens très compétents s'occupent de ce problème.

Pour en revenir à l'article, après cette introduction qui paraîtra peut-être dérangeante (enfin si les gens s'en préoccupent quelque peu, ce qui est loin d'être sûr ), et pour répondre à ceux qui se posent des questions sur le ralentissement actuel, j'ai réalisé un petit calcul simple, que tout le monde peut faire sur excel en utilisant la fonction DROITEREG.

J'ai utilisé, pour ne pas faire de jaloux, la moyenne des anomalies des 3 organismes de mesure de température de surface et j'ai calculé pour chacune des années depuis 1890, la tendance linéaire décennale (d'où l'utilisation de la fonction ci-dessus).

Le graphe qui en découle est assez intéressant, enfin, selon moi.

Il montre tout d'abord une grande variabilité de la tendance avec une courbe quasi-périodique.

Bon j'ai essayé de rapprocher cela du cycle solaire de 11 ans mais la corrélation est assez faible (enfin je n'ai pas de fitres)

Il montre ensuite une tendance à l'augmentation de cette tendance décennale, obtenue en faisant (oups! ) la DROITEREG des DROITEREG.

Cette augmentation est de 0.16°C/décennie/siècle.

Il montre enfin que la période que nous connaissons ne semble pas très exceptionnelle et que si nous sommes dans un creux, nous devrions remonter d'ici peu, enfin si nous osons cette projection.

Mais cela illustre de façon différente le duo infernal variabilité/tendance.

Sur ce bonne année à tous !