samedi 7 juillet 2018

Coup de chaud sur la planète

Le trimestre avril-mai-juin 2018 est, selon Météo France, le deuxième plus chaud jamais enregistré depuis le début du 20ème siècle, juste 0,1°C de moins que le même trimestre de...2003, à 16,7°C !

2003, vous vous souvenez peut-être encore de cette année et de son exceptionnelle canicule.

Voici le graphique représentant les températures de cette période depuis 1899 :

Écart à la normale* de la température moyenne du trimestre avril-mai-juin 2018 en France - © Météo-France.

Vu autrement, on remarque aussi qu'en partant en 1899 d'une anomalie de -0,7 environ et en arrivant à +1,9 à vue de nez cela nous fait une hausse de température sur ce trimestre en particulier de...2,6°C, une paille !



En réalité il a fait spécialement doux (pour ne pas dire chaud) en avril, comme nous indique Météo France :
  • anomalie de +2,7 °C en avril
  • anomalie de +1,3 °C en mai
  • anomalie de +1,7 °C en juin.
Ces « anomalies » sont calculées par rapport à la période 1981-2010 ; évidemment elles ne concernent que la France et ne peuvent pas être transposées à la Terre entière, et rien ne dit que 2018 dans sa globalité présentera les mêmes caractéristiques, le reste de l'année pouvant être plus froid que la « normale », même si cette hypothèse est peu probable ; en effet nous avons commencé l'année en situation La Niña, rapidement convertie en « neutre » avec une possibilité de 50% d'un El Niño pour cet automne et de 65% pour cet hiver (source cpc.ncep.noaa) ; l'historique ENSO est comme suit :

Recent Pacific warm (red) and cold (blue) periods based on a threshold of +/- 0.5 ºC for the Oceanic Nino Index (ONI) [3 month running mean of ERSST.v5 SST anomalies in the Nino 3.4 region (5N-5S, 120-170W)]. For historical purposes, periods of below and above normal SSTs are colored in blue and red when the threshold is met for a minimum of 5 consecutive over-lapping seasons. (source cpc.ncep.noaa)

Comme on peut le voir, malgré la nette situation La Niña de ce début d'année, nous avons quand même connu des températures plutôt chaudes, et ce globalement ; même Roy Spencer est obligé de le reconnaitre avec son graphique de la température de la basse troposphère calculée (et non mesurée) à partir des satellites :

Global area-averaged lower tropospheric temperature anomalies (departures from 30-year calendar monthly means, 1981-2010). The 13-month centered average is meant to give an indication of the lower frequency variations in the data; the choice of 13 months is somewhat arbitrary… an odd number of months allows centered plotting on months with no time lag between the two plotted time series. The inclusion of two of the same calendar months on the ends of the 13 month averaging period causes no issues with interpretation because the seasonal temperature cycle has been removed, and so has the distinction between calendar months. (source drroyspencer)

A noter, pour ceux qui ne le savent pas, que les événements ENSO sont amplifiés dans les données provenant des satellites, les températures de surface montrant des pics moins prononcés ; voici ce que cela donne à partir de Wood for trees :

Anomalies des températures de surface pour gistemp, hadcrut et best, pour la période 1979-2018.

J'ai choisi la période 1979-2018 à dessein afin de pouvoir faire la comparaison avec les données UAH de Roy Spencer ; on remarque sans problème que les pics El Niño de 1998 et 2016 n'ont pas du tout la même importance, cependant, comme il s'agit d'événements temporaires ce qui importe est la tendance à très long terme ; en regardant les deux jeux de données (basse troposphère et surface) nous obtenons des variations relativement similaires :
  • basse troposphère : de -0,2 en 1979 à +0,3 en 2018 = +0,5°C ;
  • surface : de 0 en 1979 à +0,6 en 2018 = +0,6°C.
Et encore les +0,6 de 2018 ne sont que temporaires, attendons de voir ce que nous réserve le second semestre (évidemment les chiffres que je donne sont pifométriques et n'ont rien de scientifiques, ce qui compte ce n'est pas la précision au dixième de degré…)

Mais voilà, l'important n'est pas tellement ce que nous vivons actuellement, qui est somme toute parfaitement supportable et parfois même agréable quand on a la chance de résider dans des contrées dites tempérées (quoique celles-ci peuvent être sujettes à des événements...extrêmes…), non ce qui est vraiment important c'est ce que nous réserve l'avenir à plus ou moins long terme, sachant que cette notion de long terme est relative et dépend essentiellement de l'âge des individus ; en ce qui me concerne je ne me fais pas trop de souci, le long terme en question signifie probablement un temps où je serai 6 pieds sous terre, mais pour un jeune d'aujourd'hui qui sera centenaire en l'an 2100 cela veut dire des vieux jours problématiques si l'on en croit la récente étude parue en juin intitulée Palaeoclimate constraints on the impact of 2 °C anthropogenic warming and beyond (Contraintes paléoclimatiques sur l'impact du réchauffement anthropique à 2 ° C et au-delà) et dont voici le résumé :
  • Over the past 3.5 million years, there have been several intervals when climate conditions were warmer than during the pre-industrial Holocene. Although past intervals of warming were forced differently than future anthropogenic change, such periods can provide insights into potential future climate impacts and ecosystem feedbacks, especially over centennial-to-millennial timescales that are often not covered by climate model simulations. Our observation-based synthesis of the understanding of past intervals with temperatures within the range of projected future warming suggests that there is a low risk of runaway greenhouse gas feedbacks for global warming of no more than 2 °C. However, substantial regional environmental impacts can occur. A global average warming of 1–2 °C with strong polar amplification has, in the past, been accompanied by significant shifts in climate zones and the spatial distribution of land and ocean ecosystems. Sustained warming at this level has also led to substantial reductions of the Greenland and Antarctic ice sheets, with sea-level increases of at least several metres on millennial timescales. Comparison of palaeo observations with climate model results suggests that, due to the lack of certain feedback processes, model-based climate projections may underestimate long-term warming in response to future radiative forcing by as much as a factor of two, and thus may also underestimate centennial-to-millennial-scale sea-level rise.
    • Au cours des 3,5 derniers millions d'années, il y a eu plusieurs intervalles lorsque les conditions climatiques étaient plus chaudes que pendant l'Holocène pré-industriel. Bien que les périodes passées de réchauffement aient été différemment « forcées » que les changements anthropiques subséquents, ces périodes peuvent fournir des informations sur les impacts climatiques potentiels futurs et les rétroactions des écosystèmes, en particulier sur des échelles de temps centennales à millénaires qui ne sont souvent pas couvertes par les simulations climatiques. Notre synthèse basée sur l'observation de la compréhension des intervalles passés avec les températures dans la plage du réchauffement futur projeté suggère qu'il y a un faible risque de rétroaction incontrôlée des gaz à effet de serre pour le réchauffement climatique de 2 ° C au maximum. Cependant, des impacts environnementaux régionaux importants peuvent se produire. Dans le passé, un réchauffement moyen mondial de 1 à 2 ° C avec une forte amplification polaire s'est accompagné de changements importants dans les zones climatiques et la répartition spatiale des écosystèmes terrestres et océaniques. Le réchauffement soutenu à ce niveau a également conduit à des réductions substantielles des calottes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique, avec des augmentations du niveau de la mer d'au moins plusieurs mètres sur des échelles de temps millénaires. La comparaison des observations paléo avec les résultats du modèle climatique suggère qu'en raison de l'absence de certains processus de rétroaction, les projections climatiques modélisées peuvent sous-estimer le réchauffement à long terme en réponse au futur forçage radiatif jusqu'à un facteur de deux, sous-estimant ainsi l'élévation du niveau de la mer du centenaire au millénaire.
Bref si l'on veut savoir les possibles impacts d'un réchauffement de 2°C d'ici 2100 par rapport à la période préindustrielle, il est correct de regarder dans le lointain passé ce qu'il est arrivé quand des changements de températures de la même ampleur sont intervenus.

Et il faut tenir compte de l'inertie du système climatique, car comme il est dit dans l'étude :
  • Even if future emissions are reduced, warming will continue beyond 2100 for centuries or even millennia because of the long-term feedbacks related to ice loss and the carbon cycle.
    • Même si les émissions futures sont réduites, le réchauffement se poursuivra au-delà de 2100 pendant des siècles ou même des millénaires en raison des rétroactions à long terme liées à la perte de glace et au cycle du carbone.
C'est un peu le principe du Titanic qui n'a pas pu éviter l'iceberg car il lui était impossible, sur sa lancée, de virer de bord suffisamment vite.

Pour faire court il s'avère que les modèles climatiques, que les climatosceptiques prétendent être catastrophistes, sous-estimeraient en réalité la hausse des températures ainsi que tout ce qui va avec, dont notamment la hausse du niveau des mers :
  • Many state-of-the-art climate models may underestimate both the rates and extents of changes observed in palaeo data. Models are calibrated based on recent observations, simplifying some pro-cesses (for example, the representation of clouds and aerosols) or neglecting processes that are important on long timescales under significantly warmer boundary conditions (for example, ice-sheet dynamics or carbon-cycle feedbacks). 
    • De nombreux modèles climatiques à la fine pointe de la technologie peuvent sous-estimer à la fois les taux et l'étendue des changements observés dans les données paléo. Les modèles sont calibrés sur la base d'observations récentes, simplifiant certains processus (par exemple, la représentation des nuages et des aérosols) ou négligeant les processus importants sur de longues périodes dans des conditions aux limites sensiblement plus chaudes (par exemple, dynamique des calottes glaciaires ou les rétroactions du cycle du carbone).
Pour les « conditions aux limites », voir mon billet Conditions initiales et conditions aux limites

Ainsi l'étude reconnait que les modèles climatiques sont imparfaits, ce que l'on savait déjà, mais surtout qu'ils sous-estiment très probablement l'ampleur du réchauffement climatique et ses conséquences ; c'est pourquoi il est utile, en parallèle à leur utilisation, de se pencher sur le passé :
  • This lack of potentially important feedback mechanisms in climate models underscores the importance of exploring warm climate intervals in Earth’s history. Understanding these past intervals may illuminate feedback mechanisms that set long-term climate and Earth system sensitivity (ESS), enabling an assessment of the possible impacts of warming on physical, biological, chemical and ecosystem services on which humanity depends.
    • Ce manque de mécanismes de rétroaction potentiellement importants dans les modèles climatiques souligne l'importance d'explorer les intervalles climatiques chauds dans l'histoire de la Terre. Comprendre ces intervalles peut éclairer les mécanismes de rétroaction qui déterminent le climat à long terme et la sensibilité du système terrestre, permettant une évaluation des impacts possibles du réchauffement sur les services physiques, biologiques, chimiques et écosystémiques dont dépend l'humanité.
Il est intéressant notamment de regarder la co-évolution de la concentration de l'atmosphère en CO2 et de la température au cours des âges, ainsi :

Evolution de la concentration en CO2 et de la température depuis 2000 ans.

Evolution de la concentration en CO2 et de la température depuis 12 000 ans.

Evolution de la concentration en CO2 et de la température depuis 160 000 ans.

Evolution de la concentration en CO2 et de la température depuis 800 000 ans.

Evolution de la concentration en CO2 et de la température depuis 4 000 000 d'années.

Dans ces graphiques la température (de surface) est en bleu, la concentration de CO2 en rouge.

Nous remarquons immédiatement la forme en crosse de hockey que nous devons à Michael Mann, lequel aurait soi-disant été réfuté selon nos amis climatosceptiques qui n'en perdent pas une pour dire une ânerie.

Le plus frappant est que pendant 800 000 ans le taux de CO2 n'a JAMAIS dépassé les 300ppm et qu'il faut revenir quasiment deux millions d'années en arrière pour trouver des concentrations similaires à celles que nous connaissons aujourd'hui (plus de 400ppm)

Nous voyons également que sur 800 000 il y a parfait parallélisme des courbes de température et de CO2 ; la seule différence entre aujourd'hui et les temps préindustriels c'est que durant ces derniers c'est la températures qui commençait à monter, entrainant une hausse du CO2 qui agissait comme rétroaction positive en amplifiant la hausse de température initiale, alors qu'aujourd'hui c'est exactement l'inverse qui se produit, à cause de nos émissions industrielles de CO2 (ainsi que notre usage des sols dans une moindre mesure) qui entrainent la hausse des températures.

Quant aux températures elles-mêmes on peut voir une amplitude d'environ 5°C, y compris sur les 4 derniers millions d'années, ce qui fait réfléchir quand on pense que certains scénarios envisagent une hausse de cette ampleur, mais sur un laps de temps infiniment plus court !

Dans le passé les auteurs de l'étude ont repéré trois époques :
  1. le HTM, ou Holocene Thermal Maximum (il y a environ 8 000 ans)
  2. le LIG, ou Last Interglacial (entre 129 et 116 milliers d'années)
  3. le MPWP, ou mid-Pliocene warm period (entre 3,3 et 3 millions d'années)
C'est seulement dans la troisième période que l'on rencontre des concentrations de CO2 supérieures à 450ppm, donc comparables à ce qui nous attend très prochainement.

L'étude considère donc les impacts qu'ont eu ces trois différentes périodes sur :
  • la glace continentale et le niveau des mers ;
  • les banquises ;
  • l'écosystème marin ;
  • la végétation.
Les réponses du système Terre sont synthétisées dans ce graphique :

Impacts et réponses des composants du système terrestre. La figure résume les déclarations dans les deuxième et troisième sections («Réponses du système terrestre pendant les intervalles chauds» et «Amplification et seuils: leçons paléo pour le futur») sous une forme extrêmement condensée (toutes les déclarations sont relatives à la période préindustrielle). Les réponses où d'autres raisons interdisent une déclaration robuste sont indiquées en italique. Des éléments de preuve supplémentaires qui ne sont pas applicables au réchauffement futur ou qui ne sont pas suffisants pour tirer des conclusions solides sont résumés dans les informations supplémentaires. Notez qu'il existe une variabilité spatiale et une incertitude significatives dans l'évaluation de chaque composant et, par conséquent, ce chiffre ne doit pas être mentionné sans lire le texte en détail.

Définitions de certaines abréviations:
  • GIS : Greenland Ice Sheet ;
  • WAIS : West Antarctic Ice Sheet ;
  • EAIS : East Antarctic Ice Sheet.
Un chapitre est dédié à la sensibilité climatique, c'est-à-dire la hausse de température pour un doublement de la concentration en CO2 ; on nous rappelle que d'après le GIEC elle est de 3,2 ± 1.3°C, mais que la sensibilité du système Terre (ESS pour Earth system sensitivity) serait plutôt de l'ordre de 3 à 5,6 °C en considérant les corrélations passées du Pléistocène ; les graphiques suivants sont présentés :

Réponse de la température et du niveau de la mer au forçage du CO2. a, Anomalies moyennes annuelles et globales de la température de l'air à la surface (par rapport à la période préindustrielle) en fonction des concentrations atmosphériques de CO2 (voir les tableaux supplémentaires 1 et 2). b, l'ESL augmente par rapport aux niveaux de CO2 (voir tableaux supplémentaires 8 et 10). c, augmentation de l'ESL par rapport aux anomalies de la température de l'air de surface. d, les taux de pointe d'ESL augmentent en fonction des anomalies contemporaines de la température de l'air de surface. Les diamants noirs montrent des simulations de scénarios futurs par deux modèles de complexité intermédiaire3, les triangles bleus sont des simulations d'équilibre d'ensemble modèle sous les conditions aux limites EECO10,135, les carrés verts montrent les réponses de simulation EECO dues aux variations des concentrations de CO2 seules, estimées en supprimant les effets associés les conditions aux limites de la surface planétaire par rapport au contrôle préindustriel, et les carrés rouges sont les paléo reconstructions (Tableaux supplémentaires 8-11). Le CO2 atmosphérique, les températures de l'air de surface et les valeurs au niveau de l'ESL sont moyennés sur une valeur de 10 000 à 12 000 dans les futures simulations (diamants noirs, a-c). Les taux maximaux d'élévation simulée du niveau de la mer se produisent plus tôt, entre les vingt-troisième et vingt-sixième siècles et sont comparés aux températures des modèles transitoires contemporains. Les flèches rouges en b et c indiquent les incertitudes minimales. Pour les niveaux d'ESL (b-d), les valeurs EECO incluent la fusion de l'inventaire moderne complet de la glace, plus les effets stériques (voir le tableau 10 supplémentaire pour plus de détails). Les changements dans la forme du bassin océanique sont exclus du calcul ESL EECO.

Définitions de certaines abréviations :

  • ESL : Eustatic Sea Level ;
  • EECO : Early Eocene Climatic Optimum.

Si l'on observe la courbe de Keeling et que l'on se livre à une simple règle de trois, en partant de 1960 avec un taux de 315ppm environ, pour arriver aujourd'hui à 410ppm (409,39ppm exactement à l'heure où j'écris) cela nous donne à la grosse louche 95ppm sur 58 ans, soit 545ppm (en arrondissant) en 2100 ; si l'on fait le même exercice en partant de l'an 2000 avec environ 370ppm, nous arrivons en 2100  avec une concentration de 630ppm (si je me suis trompé dans mes calculs merci de me corriger)

Courbe de Keeling, source wikipedia
Quand on sait que nous partons d'un taux préindustriel de 280ppm, le doublement est donc de 560ppm, ce qui fait qu'il est assez probable que nous l'aurons atteint en 2100, même si nous arrivions à réduire un peu nos émissions en cours de route (on peut toujours rêver, restons optimistes !) ; par conséquent l'augmentation de température se situerait peu ou prou dans la fourchette 3-5,6°C si l'on se base sur le passé.

Maintenant reste à savoir en combien de temps les effets indésirables se feraient sentir ; par exemple une montée des eaux de plusieurs mètres (on parle dans l'étude de...6 mètres…) ne se produirait certainement pas du jour au lendemain, mais plutôt de manière très progressive et pratiquement indiscernable sur l'échelle de vie d'un humain ayant une mémoire de poisson rouge ; c'est comme si l'on demandait à un individu à faible quotient intellectuel de se poster devant un arbre et d'évaluer sa progression dans le temps, il y a fort à parier que sa conclusion serait que l'arbre ne grandit pas puisqu'il ne le voit pas grandir !
  • [...] the LIG and MIS11.3 were characterized by prolonged warmer-than-present-day conditions in high latitudes, leading to melting of parts of Greenland and Antarctica. This ice-sheet melt contributed to a more than 6 m sea-level rise compared to pre-industrial, on time-scales of millennia, and caused significantly higher rates of sea-level rise compared to those of the last decades.
    • [...] le LIG et le MIS11.3 ont été caractérisés par des conditions prolongées plus chaudes qu'actuellement dans les hautes latitudes, conduisant à la fonte de certaines parties du Groenland et de l'Antarctique. Cette fonte de glace a contribué à une élévation du niveau de la mer de plus de 6 m par rapport à l'ère préindustrielle, à des échelles de temps de plusieurs millénaires, et a entraîné des augmentations significativement plus élevées du niveau de la mer par rapport aux dernières décennies.

Le MIS11 est une période il y a environ 400 000 ans durant laquelle le niveau des mers était 6 à 9 mètres plus haut qu'aujourd'hui, comme durant le LIG (dernier interglaciaire) il y a 120 000 ans ; à ces époques lointaines il fallait donc des millénaires pour provoquer des variations de plusieurs mètres du niveau marin, mais il est vrai que la température mettait également des millénaires pour varier de quelques degrés (par exemple, durant le LIG, il fallait 10 000 ans environ pour varier de 5°C, soit un degré tous les 2 000 ans, d'après le graphique montré plus haut)

Durant notre ère industrielle il nous a fallu à peu près 150 ans pour monter d'un degré, soit un rapport de 1 à 13 (150 contre 2000) qui apparemment n'inquiète pas grand monde puisque nous continuons à vivre en produisant et consommant quasiment « comme d'habitude », avec cependant quelques velléité de « faire un geste pour la planète » alors que la planète s'en sortira très bien sans nous.

Cela dit le beau temps étant revenu le moment est venu de préparer quelques belles balades en montagne, après avoir consacré quelques weekends à entretenir le jardin qui en avait bien besoin. 

Comme aurait dit l'autre : « après moi la montée des eaux », d'autant plus que je n'habite pas en bord de mer.

Comme je l'ai dit, il faut rester optimiste, surtout quand on n'a pas d'autre solution.


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