A propos du Dérèglement Climatique

De nombreux médias véhiculent la terminologie « dérèglement climatique » pour évoquer le changement climatique. Peut être s’agit-il là, une version climatique du fameux "le temps se détraque" de nos grand-mères ? Ou bien est ce une illustration de la technocratisation de nos sociétés modernes pour lesquelles le climat ne suivrait plus le règlement ? Dans tous les cas, cette formulation du sujet qui nous préoccupe est totalement inadaptée à la réalité du changement climatique.

Prenons le cas d’une horloge qui se dérègle en affichant par exemple un retard de plus en plus grand à mesure que le temps avance. Il se peut que l’une des roues crantées se soit abîmée et que du coup les secondes ne s’incrémentent qu’une fois sur deux tours d’horloge. Ce dysfonctionnement induit bien un dérèglement de l’horloge.

Dans le cas du climat la situation est très différente. La machine climatique ne dysfonctionne pas du tout. Elle marche même à merveille. Notre compréhension de son fonctionnement à travers la fabrication des modèles de climat est renforcée tous les jours par de nouvelles études scientifiques de par le monde. Et c’est grâce à notre compréhension de la machine climatique que nous sommes en mesure d’estimer comment le climat va répondre à une perturbation (l’augmentation des gaz à effet de serre).

Pour illustrer ce propos voyez la figure tirée du premier Chapitre du rapport du GIEC dédié aux bases scientifiques du changement climatique. Cette figure montre l’évolution des températures de surface en moyenne globale depuis 1990 telle qu’observée en trait noir épais et telle que prédite par les modèles de climat à chaque exercice précédent du GIEC (1990 en bleu, 1996 en orange et 2001 en vert). On constate que les prévisions issues des exercices 1996 et 2001 sont en bon accord avec ce qui a été effectivement observée. Et on constate que la moyenne des premières prévisions de l’exercice de 1990 (trait bleu épais) était un peu surestimée même si l’enveloppe bleue inclut bien les observations des 25 dernières années. Il y a là pas l’ombre d’un dérèglement !

Texte rédigé par: Rémy Roca aidé de Sandrine Bony et Jean Yves Grandpeix

Sur le lien entre climat et météo, rapport depuis la 3ème conférence internationale de la mission Tropical Rainfall measurements Mission, Las Végas, Nevada, USA.

Depuis le début de la semaine se tient cette importante conférence qui célèbre les 10 années de fonctionnement du satellite nippo-américain TRMM qui permet de mesurer sur toute la ceinture intertropicale les pluies à la surface de l’océan et du continent. Environ 200 chercheurs du monde entier y présentent leurs plus récents résultats de leurs études. Des présentations synthétiques permettent aussi de mesurer les énormes progrès de cette discipline au cours de la dernière décennie. Au milieu de cet amoncellement de communications scientifiques très pointues, je voulais dans ce post vous rapporter les conclusions de l’une d’entre elles concernant le lien entre le climat et la météorologie. Note : la différence entre ces deux concepts est/sera précisée dans un post de Jean Yves Grandpeix.

Une équipe de chercheurs universitaires américaine a en effet exploité les observations combinées de plusieurs satellites dont TRMM pour caractériser les événements pluvieux extrêmes. Ils définissent ces événements comme les 5% événements engendrant le plus de pluie pour chaque région de la surface de la terre et pour chaque saison. Ensuite ils essaient de relier ces événements à des phénomènes climatiques caractéristiques des régions tropicales (tendance décennale, indice El Niño, etc…). Ce genre d’étude est généralement limité car la significativité (la robustesse) des résultats est faible. Cette fois ci les auteurs ont mis en œuvre une grosse artillerie statistique pour ne garder dans les analyses que les résultats les plus solides et les plus robustes. Le résumé de leurs résultats est le suivant :

A l’échelle interannuelle (d’une année sur l’autre), dans les tropiques sur terre et sur mer, en hiver de l’Hémisphère Nord (janvier-mars), les événements extrêmes de pluie sont significativement reliés à l’indice El Nino. Plus simplement, les années pour lequel le climat tropical est plus ou moins affecté par El Nino/La Nina, nous observons plus d’événements pluviogènes très forts que les années normales. A l’échelle décennale (sur une dizaine d’années) en revanche les variations des événements extrêmes n’apparaissent pas reliées aux variations climatiques à grand échelle.

Ces travaux vont permettre aux chercheurs de questionner les modèles utilisés pour les projections climatiques de manière originale et devraient permettre de préciser les réponses à attendre, en termes de météorologie, aux différents scénarii climatiques envisagés pour les prochaines décénnies.

Rémy Roca, En direct de l’Hotel Bally’s à Las Vegas

Le rayonnement

Tous les objets matériels émettent un rayonnement. C'est à dire qu'ils émettent
en permanence quelque chose (appelé rayonnement électromagnétique), qui
transporte de l'énergie, qui se propage à la vitesse de la lumière et qui est
très souvent imperceptible à nos sens. Lorsqu'un objet est suffisamment chaud
(plus de 700 degrés), nous percevons une partie de ce rayonnement avec nos yeux
: c'est le rayonnement visible ; par exemple le filament d'une lampe à
incandescence (environ 1000 degrés) ou le soleil (environ 6000 degrés) émettent
un rayonnement dont une bonne partie est visible. Mais notre corps ne possède
aucun récepteur pour le rayonnement émis par les objets plus froids, par exemple
les objets à température ambiante à la surface de la Terre (15 degres en
moyenne) ou même notre propre corps (environ 37 degrés). Lorsque nous regardons
notre main, ce que nous percevons c'est le rayonnement visible diffusé par notre
peau, ce n'est pas le rayonnement émis par la peau de notre main (d'ailleurs, la
nuit, on ne voit plus notre main du tout).

Comment se convaincre de l'existence de cette émission de rayonnement par des
objets même à température ambiante ? On en reparlera dans un futur texte.
Mentionnons simplement que la mise en évidence de ce rayonnement va être
essentiellement liée au fait qu'il transporte de l'énergie, autrement dit qu'il
peut échauffer les objets qui vont l'absorber.

Qu'est-ce-qui différencie le rayonnement émis par un objet à 20°C et
un objet à 6000°C ? Cette différence est d'abord lié au fait que ce rayonenment
électromagnétique est composés d'ondes, lesquelles sont caractétisées en
particulier par leur longueur d'onde. Et ce que nous apprend la physique, c'est
que les longueurs d'onde des rayonnements émis par les objets matériels varient
selon la température du corps qui les émet. Ceci s'exprime par la très fameuse
loi de Planck qui fait appel à des notions de Physique Fondamentale que nous ne
reprenons pas ici. Plus la température du corps qui émet est chaude, plus la
longueur d'onde est petite. Ainsi le Soleil dont la température est d'environ
6000° émet dans les longueurs d'ondes entre 0.4 et 0.7 microns (1 micron est
égal à un millième de millimètre). C'est le domaine« visible ». Tandis que la
surface de la Terre (température en moyenne d'environ 15°C) ou bien la surface
de notre corps (proche de 37°C) va émettre dans les longueurs d'ondes entre 4
et 20 microns. On appelle ces longueurs d'onde l'infra rouge.

Dans le contexte du climat de notre Planète, la source d'énergie est le
rayonnement solaire incident. Les composants de l'atmosphère (gaz, nuages) vont
interagir avec ce rayonnement visible puis une partie va être absorbée par la
surface. La surface à son tour va émettre du rayonnement, comme tout corps,
cette fois ci dans l'infrarouge à cause de sa température relativement basse. Ce
rayonnement va lui aussi interagir avec les gaz et les nuages présents dans
l'atmosphère avant de rejoindre l'espace. Toute perturbation de la composition
de l'atmosphère va donc perturber ces échanges d'énergie entre le Soleil, La
Terre et l'Espace. C'est le travail des chercheurs de bien comprendre et
modéliser la sensibilité de ces échanges à des changements pour tenter de
prévoir au mieux la réponse de notre climat aux modifications en cours de notre
Atmosphère.

Pour tenter de mieux appréhender le concept du rayonnement nous vous proposons
une petite vidéo réalisée dans notre laboratoire lors des Journées Fêtes de la
Science en Octobre dernier. Vous y découvrirez les différences entre rayonnement
infrarouge et visible.

Texte: R. Roca, M. Desbois et J.Y. Grandpeix
Réalisation R. Roca