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1.septembre.20201.9.2020 // Les Crises

Changement climatique : des nouveaux modèles dopés par les effets des nuages

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Source : Global Climat, Johan Lorck

Une étude se penche sur les facteurs expliquant la sensibilité des simulations climatiques les plus récentes. La réévaluation du réchauffement futur vient probablement de l’amincissement des nuages bas, amplifié dans la dernière génération de modèles.

Les nuages ont un impact crucial sur le climat en modulant le bilan radiatif. Dans le climat actuel, l’effet de refroidissement des nuages l’emporte sur leur pouvoir de réchauffement. En moyenne mondiale et annuelle, les nuages causent environ 18 watts par m2 de refroidissement par rapport à une hypothétique Terre sans nuage. Ceci est le résultat net d’un refroidissement de 46 W par m2 par réflexion de la lumière solaire vers l’espace (effet albédo) partiellement compensé par un réchauffement de 28 W par m2 lié à la réduction du rayonnement terrestre vers l’espace (effet de serre).

Les chiffres cités ci-dessus montrent que l’impact des nuages est déterminant. Leur évolution dans un monde en réchauffement constitue l’une des plus grandes incertitudes des modélisations climatiques. Depuis 1990, le débat est ouvert mais des progrès ont été faits dans la capacité à simuler l’évolution des nuages en réponse aux émissions de gaz à effet de serre. Presque tous les modèles climatiques modernes simulent une rétroaction globale positive des nuages, aggravant le réchauffement. Cependant, ils diffèrent quant à la force de la rétroaction.

Les toutes dernières simulations informatiques montrent que l’amplification du réchauffement lié aux nuages est encore plus importante que prévu.

C’est ce que montre une nouvelle étude publiée dans la revue Geophysical Research Letters, sous la direction de Mark Zelinka, du Lawrence Livermore National Laboratory, en collaboration avec des collègues de l’Université de Leeds et de l’Imperial College de Londres.

L’étude a voulu déterminer pourquoi les nouveaux modèles informatiques qui simulent le climat de la Terre avaient une plus grande sensibilité climatique. La sensibilité du climat à l’équilibre est la réponse de la température globale de surface à un doublement de la concentration de CO2. Le consensus la situait jusqu’à présent entre 2,1 et 4,7°C. Les dernières modélisations de la phase 6 du projet de comparaison des modèles couplés (CMIP6) revoient cette fourchette à la hausse. Les valeurs s’étendent de 1,8 à 5,6°C sur 27 modèles et dépassent 4,5°C sur 10 d’entre eux. Toutes les modélisations du CMIP6 ne sont pas encore publiées mais la prévision centrale de 3,9°C est environ 0,6°C plus élevée que dans les simulations antérieures CMIP5.

Cette sensibilité accrue des derniers modèles a conduit les chercheurs à en étudier les causes. Naturellement, c’est vers les nuages que s’est portée leur attention. L’article de Geophysical Research Letters, montre que le facteur déterminant des simulations CMIP6 est bien la rétroaction positive plus forte des nuages. Les scientifiques ont découvert que la diminution de la couverture nuageuse extratropicale était la caractéristique la plus notable des nouvelles modélisations.

Les différents types de nuages n’ont pas le même effet sur le climat. Les plus bas ont une influence largement refroidissante car ils réfléchissent la lumière du soleil vers l’espace. Les nuages élevés et minces composés de cristaux de glace sont plus ou moins transparents à la lumière du soleil, mais absorbent le rayonnement infrarouge sortant, réémettant une petite fraction et réchauffant ainsi la planète.

Pour voir ce que pourrait nous réserver l’avenir, les auteurs de l’étude se sont penchés sur les rétroactions et la sensibilité climatique en réponse à l’augmentation de la concentration de CO2 dans les modèles CMIP6. Les rétroactions des nuages bas tropicaux et les rétroactions autres que nuageuses sont positives dans presque tous les modèles CMIP5 et CMIP6. En outre, les observations spatiales effectuées au cours des 15 dernières années montrent que, à des échelles de temps allant de la saison à l’année, la réflexion des ondes courtes par les nuages bas au-dessus des océans tropicaux diminue fortement lorsque la surface sous-jacente se réchauffe. Les modèles climatiques qui sont cohérents avec la covariance observée de la réflexion des nuages bas avec la température ont généralement une sensibilité climatique plus élevée. La covariance constante de la réflexion des nuages bas tropicaux avec la température de surface dans le climat actuel et dans des simulations climatiques semble indiquer que la température est un facteur clé du contrôle de la couverture nuageuse. Ce qui a évolué dans les modèles CMIP6, c’est la rétroaction des nuages bas dans les régions extratropicales.

L’augmentation de la rétroaction des nuages provient uniquement de la composante rayonnement à courte longueur d’onde (Shortwave, SW). La rétroaction des nuages ​​bas SW est plus importante en moyenne dans CMIP6, particulièrement en dehors des Tropiques. La rétroaction des nuages bas SW est liée à deux phénomènes : une plus faible couverture nuageuse et à une moindre augmentation du contenu en eau liquide des nuages. Les nuages liquides ont tendance à refléter plus de lumière solaire vers l’espace que les nuages de glace.

Rétroaction moyenne SW des nuages bas par zone. Source : Zelinka et al (2020)/Geophysical Research Letters.

Un élément clé concerne les nuages en phase mixte, ceux qui contiennent à la fois de l’eau liquide et de l’eau glacée. A mesure que la température mondiale augmente, l’eau glacée dans les nuages produit plus d’eau liquide. La plupart des modèles auraient surestimé la quantité de glace qui existe actuellement dans les nuages à phase mixte. Cela signifie qu’il y aurait moins de glace à convertir en liquide à l’avenir, ce qui aura pour effet d’amplifier le réchauffement climatique.

Autre point intéressant : les rétroactions des nuages ​​sont améliorées dans CMIP6 principalement au-dessus de l’océan Austral, une région d’absorption efficace de la chaleur océanique. Cela implique que la rétroaction positive est moins susceptible de se manifester sous forme de réchauffement en surface que si le forçage était concentré ailleurs. Cette caractéristique ​​pourrait permettre aux modèles à haute sensibilité climatique de simuler plus facilement l’enregistrement de la température de surface observée sans nécessiter un grand forçage radiatif aérosol négatif.

Reflétant les résultats de recherches récentes, les nouvelles simulations montrent que les nuages ​​bas s’aminciront davantage à mesure que l’atmosphère se réchauffera. Globalement, cet effet pourrait amplifier le réchauffement climatique.

Les chercheurs estiment qu’il est maintenant important d’établir dans quelle mesure les nouvelles simulations climatiques sont fidèles à la réalité et si les nuages ​​s’amincissent vraiment à mesure que les températures mondiales continuent d’augmenter.

D’après les auteurs de l’étude, il est encore trop tôt pour conclure définitivement que la sensibilité au climat est plus élevée que prévu. Il faut maintenant tester ces nouveaux modèles climatiques par rapport aux observations et comprendre la physique de l’effet amplificateur des nuages.

Les scientifiques vont devoir continuer à comparer les résultats des modèles aux changements de température mondiale pour mettre en lumière les points où ils se sont améliorés et ceux où ils restent déficients.

Ce n’est qu’après avoir entièrement vérifié ces modèles par rapport aux meilleures observations disponibles que les scientifiques pourront tirer des conclusions sur le fait que nous avons plus de réchauffement à attendre que dans les précédentes simulations.

Source : Global Climat, Johan Lorck

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Commentaire recommandé

yann // 01.09.2020 à 07h37

En Californie, vu que manifester à pied c’est un peu fatiguant, on voit régulièrement passer des cortèges de voitures qui font des allers-retours en klaxonnant avec des drapeaux « Black lives matter » , « George Floyd » , « Jason Blake », etc…

Jancovici aurait-il un peu de temps libre pour venir leur expliquer comment calculer leur empreinte carbone ?

29 réactions et commentaires

  • LibEgaFra // 01.09.2020 à 07h03

    Oui, il est très important de comprendre les effets de la vapeur d’eau sur l’évolution du climat. C’est un gaz à effet de serre important.

     » La sensibilité du climat à l’équilibre est la réponse de la température globale de surface à un doublement de la concentration de CO2. Le consensus la situait jusqu’à présent entre 2,1 et 4,7°C.  »

    Toujours est-il qu’un doublement de la concentration de CO2 se traduit par une augmentation moyenne de 4°. Il suffit de demander aux paléoclimatologues. Et là, ce ne sont pas des modèles, mais des observations sur l’histoire de la Terre.

      +7

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    • jeanpaulmichel // 01.09.2020 à 08h47

      Vive la voiture à hydrogène qui ne pollue pas car rejette de la vapeur d’eau !!
      Une absurdité de plus au vu de cet article

        +3

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      • Verpin // 03.09.2020 à 15h56

        Non jeanpaulmichel, le rejet de vapeur d’eau n’est pas la cause de l’augmentation de la vapeur d’eau dans l’atmosphère, car celle-ci n’a qu’un temps de séjour très court dans l’atmosphère, et elle est régulée par la condensation et donc, principalement, par les températures.

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    • Marire // 01.09.2020 à 09h29

      Pouvez-vous m’indiquer une étude de paléoclimatologues sur les variations de CO2 et de températures pendant le paléolithique? Merci

        +3

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      • gracques // 01.09.2020 à 09h52

        La paleoclimatologie s’intéressé au climat du passé …. quelque soit sa période,
        Le paléolithique est une période du passé humain .
        Quant à voter question …. il existe une vidéo intéressante du CNRS Toulouse ou Montpellier sur les mécanismes très complexes des variations climatiques faisant intervenir l’astronomie , la géographie , la,chimie et la vulcanologie etc…

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        • gracques // 01.09.2020 à 10h14

          Taper ‘le reveilleur’ et ‘courtillot’ pour une vidéo,du réveiller qui démonte le simplisme des thèses astronomiques de courtillot et qui citebla’vidéo dont je vous parlais en référence .

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          • Maurice // 02.09.2020 à 10h54

            Certes …
            Mais n’avez vous pas entendu parler de l’expérience « CLOUD » au CERN de Genève ?
            Il s’agit de prouver l’influence des rayons cosmiques sur la nucléation des micro gouttelettes qui forment les nuages …
            C’est par là: https://home.cern/fr/science/experiments/cloud

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      • Bouddha Vert // 01.09.2020 à 11h14

        Ramstein, Huet…
        Le climat en 100 questions
        Editeur: Tallandier

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    • Rémi // 01.09.2020 à 14h11

      +4° par rapport à quand?
      Parce que je doute que ce soit par rapport au climat de l’empire romain qui était notablement plus chaud qu’aujourd’hui.

        +6

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      • Patrick // 01.09.2020 à 16h14

        au moyen âge aussi il faisait chaud.
        Par contre ils se les ont gelés au XVIIème et XVIII ème ( avec mauvaises récoltes , famines … ) , donc une petite remontée des températures à partir du XIXème est plutôt la bien venue.

          +4

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  • pseudo // 01.09.2020 à 07h34

    TLDR;

    Presque tous les modèles climatiques modernes simulent une rétroaction globale positive des nuages, aggravant le réchauffement. Cependant, ils diffèrent quant à la force de la rétroaction.

      +6

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    • Elodie // 01.09.2020 à 19h18

      pourtant on imaginrait plutot que les nuages, reflaichissant la radiation solaire, auraint l’effect de refroidir le climat…

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      • unasc // 08.09.2020 à 09h31

        oui, Il y a un pb logique dans l’article. .. par reflexion, le bilan c’est -18W/m2; peut être une cause plus complexe ? mais il faudrait mieux l’expliciter…

          +0

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  • yann // 01.09.2020 à 07h37

    En Californie, vu que manifester à pied c’est un peu fatiguant, on voit régulièrement passer des cortèges de voitures qui font des allers-retours en klaxonnant avec des drapeaux « Black lives matter » , « George Floyd » , « Jason Blake », etc…

    Jancovici aurait-il un peu de temps libre pour venir leur expliquer comment calculer leur empreinte carbone ?

      +17

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    • gracques // 01.09.2020 à 09h40

      Commentaire on ne peut plus ‘intelligent’ et oh combien ‘pertinent’ ou quand les inculture s’essait à l’humour !

        +5

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      • Patrick // 01.09.2020 à 12h29

        moi j’aime bien.
        Et j’ajouterais même que vu le nombre de bâtiments , voitures et magasins qui ont pris feu , on tient enfin la preuve que tout ce CO2 réchauffe l’atmosphère 🙂

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  • Wakizashi // 01.09.2020 à 07h55

    « Pour voir ce que pourrait nous réserver l’avenir, les auteurs de l’étude se sont penchés sur les rétroactions et la sensibilité climatique en réponse à l’augmentation de la concentration de CO2 dans les modèles CMIP6.  »

    La fixette sur le CO2 est bien connue, mais il y a d’autres causes possibles, en témoigne CLOUD (Cosmics Leaving Outdoor Droplets), expérience conduite au CERN et fondée sur l’hypothèse de Svensmark, qui théorise une relation de cause à effet entre les variations de l’activité solaire et la formation des nuages, donc sur le bilan radiatif de la Terre.
    https://home.cern/fr/science/experiments/cloud

    L’expérience vise à montrer que les rayonnements cosmiques bombardant la Terre engendrent la formation d’aérosols en ionisant les composés volatils présents dans l’atmosphère, favorisant ainsi la condensation de l’humidité présente dans l’air (la nucléation), donc la formation de nuages.

    Or le champ magnétique solaire qui protège la Terre des rayons cosmiques est proportionnel à l’activité solaire. Une activité solaire accrue provoque donc une diminution du rayonnement cosmique atteignant la Terre, donc (ce que l’expérience vise à vérifier) une diminution de la couche nuageuse, donc un réchauffement global.

    Toutes choses égales par ailleurs, il est à souligner qu’au moins là nous avons affaire à une expérience scientifique digne de ce nom, et non juste à l’éternelle manipulation de datas dans des modèles dont les résultats dépendent essentiellement des données qui y sont entrées.

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    • sylla // 01.09.2020 à 13h40

      Et donc les couches supérieures de l’atmosphère se réchaufferaient, et le feraient en premier? Si oui, est ce le cas?

      La « fixette » sur le CO2, c’est un peu parce que c’est un gaz à effet de serre reconnu, et qu’on en rejette des millions de tonnes dans la poubelle atmosphérique, je crois.

        +6

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      • Patrick // 02.09.2020 à 11h05

        en faisant une recherche sur nos émissions de CO2 , il semblerait que l’activité humaine de représente que 3% du CO2 émis tous les ans , 97% serait d’origine naturelle.
        Donc .. ça ne représente strictement rien, ces 3% devant être largement inférieurs aux variations naturelles.

        source : wikipedia https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89mission_de_dioxyde_de_carbone

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        • sylla // 02.09.2020 à 16h03

          Lisez la phrase suivante sur lien auquel vous vous référez : « Après son séjour dans l’atmosphère, le gaz est absorbé par les puits de carbone naturels. La source anthropique est en forte croissance depuis quelques décennies et a un effet sur les puits de carbone, dont les capacités d’absorption ont doublé en cinquante ans (de 1960 à 2010), mais sont aujourd’hui dépassées, la moitié du CO2 rejeté par les activités humaines s’accumulant alors dans l’atmosphère »

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      • Maurice // 02.09.2020 à 11h08

        Absolument pas !
        Cette expérience veut montrer que le soleil influe sur les variations du climat, non par l’anergie radiative qu’il produit, mais par son rayonnement électromagnétique, en prenant part à la formation des micro gouttelettes dont sont composés les nuages, constitués de … vapeur d’eau !
        Et la vapeur d’eau est le principal gaz à effet de serre.
        Cela tend à montrer que l’action du CO2 est moins importante que ce que prévoient la plupart des modèles.
        Cette thèse va à l’encontre du « consensus » , par conséquent probablement échafaudée par le lobby du pétrole.
        Personnellement je n’en sais rien, mais l’expérience CLOUD implique de nombreux scientifiques au niveau international, et je ne suis pas sûr que le CERN soit financé par Total …
        A chacun de faire ses propres recherches !

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        • sylla // 02.09.2020 à 17h08

          « Et la vapeur d’eau est le principal gaz à effet de serre »
          Non, effectivement c’est un gaz à effet de serre plus puissant que le CO2, mais son cycle de vie est très court (demi vie de 100 ans pour le CO2), et les nuages ont aussi un effet « parasol » qui normalement est supérieur à leur effet de serre (normalement, car la concentration en CO2 influe leur capacité à réfléchir la lumière, d’où cet article posté par Olivier j’imagine).

          « non par l’anergie radiative qu’il produit, mais par son rayonnement électromagnétique »
          ? L’énergie radiative est causée par le rayonnement électromagnétique…

          Le CERN est financé par ses états membres, le GIEC par les états membres de l’ONU. Et Total investit dans l' »énergie verte » (sic) depuis au moins 10 ans, et est devenu un acteur important de ce marché, et l’arabie saoudite investit massivement dans le solaire (les lobbys pétroliers…).

          Et à mon avis, indépendamment de la question climatique, apprendre à se passer d’énergie fossile au plus tôt est une bonne chose (conflits, balance commerciale, dégradation des terres arables etc), puisque de toute manière les stocks sont limités. Le pic de pétrole conventionnel date de 2006, les investissements dans la recherche de nouveaux sites ont chuté pour cause de crise en 2008 sans jamais remonter, et le regain de production mondiale vient essentiellement du non-conventionnel (fracturation, sable bitumineux etc) lui même porté à bout de bras par les QE (car non rentable, j’ai vu des papiers qui estimaient qu 1/3 des QE étaient partis là dedans).

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  • Rond // 01.09.2020 à 08h49

    « les nouvelles simulations montrent que les nuages ​​bas s’aminciront davantage à mesure que l’atmosphère se réchauffera », ces mêmes nuages bas produits par l’évaporation augmentée par le réchauffement. N’y aurait-il pas contradiction entre amincissement du au réchauffement et épaississement du au réchauffement. Au bilan, rétroaction positive ou négative ?

      +3

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    • LibEgaFra // 01.09.2020 à 11h56

      « Au bilan, rétroaction positive ou négative ? »

      On ne sait pas encore, c’est la raison pour laquelle le sujet est à l’étude.

        +3

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  • Cacaouete // 01.09.2020 à 10h54

    J’aurais bien aimé voir un paragraphe sur les nuages de type cirrus générés par l’aviation. Ils ont un impact certain.

      +1

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  • Fernet Branca // 01.09.2020 à 13h49

    Les simulations n’envisagent pas l’augmentation de l’évaporation de l’eau des mers et océans et par suite l’augmentation des formations nuageuses ?

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  • serge // 01.09.2020 à 16h59

    Récemment, des mesures de la variation de la salinité des mers ont confirmé l’amplification du cycle de l’eau. L’importance de l’évaporation des zones où celle-ci est importante s’est accrue, tandis que les zones de fortes précipitations reçoivent un surcroît de pluies.
    Donc moins de nuages ou moins « épais »? Mouarf…

      +1

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  • silkk // 02.09.2020 à 22h27

    Bonjour, une chaîne Youtube explique très bien le cycle du carbone et l’impact de la vapeur d’eau dans le réchauffement climatique : le réveilleur

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