Réglage des modèles

[charles.muller]

Un point classique de la critique sceptique est le suivant : avec des sensibilités climatiques différentes, variant d'un facteur 2 à 3, les 20 AOGCMs du GIEC arrivent tous à simuler les température de surface du XXe siècle. Comment un tel miracle est-il possible, sinon parce que chaque modèle subit des réglages (tuning) jusqu'au moment où sa simulation colle à peu près ? Réglages qui, évidemment, ressemblent fortement à des paramétrisations ad hoc.

Au-delà des cercles sceptiques, la question a été abordée par Jeffrey T. Kiehl (très honorablement connu dans le monde de la modélisation) dans un article des GRL, ci-après.

Les deux schémas ci-après montrent le comportement de neuf modèles AOGCM utilisés dans l'AR4 du GIEC et deux modèles de balance énergétique. Sans surprise, on voit que les modèles à sensibilité climatique forte intègrent un forçage anthropique faible (schéma 1). Et on constate que ce sont les aérosols qui servent surtout de variable d'ajustement (schéma 2).

Kiehl commente : "Note that the range in total anthropogenic forcing is slightly over a factor of 2, which is the same order as the uncertainty in climate sensitivity. These results explain to a large degree why models with such diverse climate sensitivities can all simulate the global anomaly in surface temperature. The magnitude of applied anthropogenic total forcing compensates for the model sensitivity." Il n'y a pas seulement un facteur 2/3 d'incertitude sur la sensibilité climatique, mais également un facteur 2 dans les forçages anthropiques implémentés dans les modèles.

Ce n'est pas très nouveau, tout cela, sauf que cela permet au "commun des mortels" de comprendre un peu mieux ce qui se passe dans les modèles. Là où l'on vante parfois une pure physique dégagée de toute contrainte empirique... on constate qu'il faut encore pas mal de bricolage. En tout cas, le GIEC 2007 a cru bon donner des best estimates pour le forçages, y compris les aérosols, mais on constate que chaque modèle du même GIEC produit sa propre "meilleure estimation", différente de celles des autres. On dira sans doute que la moyenne issue des simulations d'ensemble s'approche de la réalité. Hum... Difficile quand même de trouver cela très satisfaisant. Parce qu'au-delà de ces moyennes ou de ces PDF, il existe une seule vraie valeur pour le forçage négatif des aérosols 1750-présent. Et par définition, cette valeur est susceptible d'invalider une bonne part des sensibilités climatiques estimées.

PS : article commenté ici (Climate Audit, anglais)

http://www.climateaudit.org/?p=2475

***

GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, VOL. 34, L22710, doi:10.1029/2007GL031383, 2007

Twentieth century climate model response and climate sensitivity

Jeffrey T. Kiehl

Climate Change Research Section, National Center for Atmospheric Research, Boulder, Colorado, USA

Abstract - Climate forcing and climate sensitivity are two key factors in understanding Earth's climate. There is considerable interest in decreasing our uncertainty in climate sensitivity. This study explores the role of these two factors in climate simulations of the 20th century. It is found that the total anthropogenic forcing for a wide range of climate models differs by a factor of two and that the total forcing is inversely correlated to climate sensitivity. Much of the uncertainty in total anthropogenic forcing derives from a threefold range of uncertainty in the aerosol forcing used in the simulations.

[sirius]

Un point classique de la critique sceptique est le suivant : avec des sensibilités climatiques différentes, variant d'un facteur 2 à 3, les 20 AOGCMs du GIEC arrivent tous à simuler les température de surface du XXe siècle. Comment un tel miracle est-il possible, sinon parce que chaque modèle subit des réglages (tuning) jusqu'au moment où sa simulation colle à peu près ? Réglages qui, évidemment, ressemblent fortement à des paramétrisations ad hoc.

Tu parlais de papiers qui ne faisaient pas trop avancer les choses. Celui là n'a que le mérite de préciser les choses, sinon il enfonce une porte ouverte et toi aussi, malgré toute l'estime que j'ai pour Jeff Kiehl ...et pour toi /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

Une autre façon de tourner autour du même pb est de comparer les rétroactions mais ça a déjà été fait et ça demande beaucoup plus de boulot.

Le forçage direct des aérosols ne pourra sans doute pas être précisé beaucoup plus qu 'il ne l'est , le forçage indirect si. LA contrainte sera donc plus forte mais il demeurera sufisamment d'incertitudes pour continuer à discuter sans fin.

[Marot]

...On dira sans doute que la moyenne issue des simulations d'ensemble s'approche de la réalité...

Hypothèse inquiétante. Cette moyenne ne peut être que statistique.

Si l'on opère en statistique mathématique, on doit supposer que les simulations sont des réalisations d'une variable aléatoire et l'irruption de « meilleures estimations » le laisse croire.

Si l'on opère en statistique descriptive, les simulations forment une population et la moyenne n'est que son premier descripteur, il n'y a pas d'estimation.

[Invité]

je me pose une question un peu plus technique à ce sujet.

les modèles qui utilisent un faible forçage anthropique sont ceux qui prennent en compte un gros effet indirect des aérosols.

Or il est dit que cet effet indirect correspond à l'effet d'albédo des nuages (on ne parle pas d'un ES éventuel de ces nuages) et aussi à leur durée de vie.

S'il ne prend en compte que cet effet il est sûr que le forçage anthropique doit être faible.

D'ailleurs la valeur du forçage anthropique varie de 0.6 à 2.4W/m2.

Par contre on peut tout à fait concevoir qu'en ce qui concerne la partie rétroactions, tout ce qui concerne les nuages doit être pas mal dépendant de cette partie "nuages" du forçage.

Il y a donc forcément une interaction entre forçages et rétroactions.

Dans quel sens cela joue t'il ?

La réponse se trouve peut-être dans le ch 8 de l'AR4.

Mais je crois qu'il faut d'avantage chiader tout ça avant de se lancer dans des suppositions quelque peu blessantes pour les gens qui réalisent ces modèles.

Paramétrer des modèles jusqu'à ce qu'ils donnent la réalité observée, bon moi je peux le faire, mais enfin...., tout de même, un peu de sérieux...

[charles.muller]

(...)

les modèles qui utilisent un faible forçage anthropique sont ceux qui prennent en compte un gros effet indirect des aérosols.

Or il est dit que cet effet indirect correspond à l'effet d'albédo des nuages (on ne parle pas d'un ES éventuel de ces nuages) et aussi à leur durée de vie.

S'il ne prend en compte que cet effet il est sûr que le forçage anthropique doit être faible.

D'ailleurs la valeur du forçage anthropique varie de 0.6 à 2.4W/m2.

Par contre on peut tout à fait concevoir qu'en ce qui concerne la partie rétroactions, tout ce qui concerne les nuages doit être pas mal dépendant de cette partie "nuages" du forçage.

Il y a donc forcément une interaction entre forçages et rétroactions.

Dans quel sens cela joue t'il ?

Il faudrait repréciser la question, j'ai un peu de mal à suivre. Ton idée, est-ce : l'estimation de l'effet indirect des aérosols (dans la partie forçage) doit avoir une influence sur l'estimation de la rétroaction nuage (dans la partie sensibilité, run à 2xCO2) ? Et plus précisément l: la manière dont on modélise l'effet indirect est-elle liée à la manière dont on modélise la nébulosité en général, notamment en 2xCO2 ?

Mais je crois qu'il faut d'avantage chiader tout ça avant de se lancer dans des suppositions quelque peu blessantes pour les gens qui réalisent ces modèles.

Paramétrer des modèles jusqu'à ce qu'ils donnent la réalité observée, bon moi je peux le faire, mais enfin...., tout de même, un peu de sérieux... /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

Je ne crois pas (et j'espère ne pas) être blessant. Comme le sujet est sérieux, j'aimerais bien que les décideurs et l'opinion soient pris au sérieux. Les propos de Kiehl sont "archi-connus", mais ils n'apparaissent jamais comme tels dans les résumés pour décideurs ni dans les grandes déclarations. Les GRL, c'est bien, mais il n'y a que les spécialistes pour les lire. Il me semblerait naturel que les textes importants du GIEC (les plus lus) possèdent une partie clairement intitulée "Biais, carences et divergences des modèles" où l'on fait le point sur ce qui est encore non-robuste ou problématique. Si je ne me trompe pas, le chapitre 8 est par exemple exclu du résumé pour décideurs. Et il faut attendre la fin du résumé technique pour voir apparaître les "key uncertainties"... lesquelles ont pourtant un rôle dans la prise de décision (ou dans la formation d'une opinion éclairée).

[miniTAX]

Les deux schémas ci-après montrent le comportement de neuf modèles AOGCM utilisés dans l'AR4 du GIEC et deux modèles de balance énergétique. Sans surprise, on voit que les modèles à sensibilité climatique forte intègrent un forçage anthropique faible (schéma 1). Et on constate que ce sont les aérosols qui servent surtout de variable d'ajustement (schéma 2).

Je crois que ta phrase prête fortement à confusion. Je me permets de préciser et tu me corriges si je me trompe : les modèles à sensibilité climatiques fortes intègrent un forçage TOTAL faible (il suffit de peu de W/m2 pour un réchauffement fort). Et si le total est faible, ça veut dire que la part anthropique, qu'on suppose savoir bien calculer, est forte en % (et non faible).

Je parle de "supposer savoir" car la présentation dans pratiquement tous les graphiques et tableaux du GIEC laisse penser que la hausse de 30% de CO2 depuis 1750 est intégralement d'origine humaine, ce qui est bien sûr FAUX: il y a une part due à la moindre absorption de CO2 par les océans qui se réchauffent, part qu'on est incapable de chiffrer précisément puisque le bilan des échanges de CO2 atmosphérique tel que présenté de nos jours n'est cohérent que grâce à la notion surréaliste de "missing sink" (dont on a déjà discuté dans un autre fil).

Après, que des modèles différents "arrivent" à simuler la même chose, c'est vraiment pas un scoop pour moi qui me suis cogné des modèles pendants des années: il y a tellement de paramètres sur lesquels jouer qu'on peut simuler n'importe quoi a postiori. Les sceptique l'ont déjà dénoncé un nombre incalculable de fois, notamment sur le fait que les modèles arrivent à simuler une température du passé avec et sans la forme de la crosse de Hockey. Les modèles climatiques fonctionnent comme un tireur d'élite texan: on tire d'abord et on peint une belle cible sur le trou APRES.

Le seul mérite du papier de Kiehl, c'est que ça vient de quelqu'un du sérail qui dénonce explicitement ces insuffisances et non un sceptique catalogué comme Spencer, Tennekes ou Lindzen. Si ça peut aider à mettre la puce à l'oreille de ceux qui font une confiance aveugle aux modèles climatiques, c'est déjà ça de pris.

[Invité]

Il faudrait repréciser la question, j'ai un peu de mal à suivre. Ton idée, est-ce : l'estimation de l'effet indirect des aérosols (dans la partie forçage) doit avoir une influence sur l'estimation de la rétroaction nuage (dans la partie sensibilité, run à 2xCO2) ? Et plus précisément l: la manière dont on modélise l'effet indirect est-elle liée à la manière dont on modélise la nébulosité en général, notamment en 2xCO2 ?

oui c'est un peu ça.

un modèle, qui trouve une réaction forte des nuages aux aérosols, est peut-être, je dis bien peut-être, un modèle qui présente une forte sensibilité climatique de par sa modélisation de la rétroaction VE au sens large.

Mais je vais essayer de voir ce que je peux comprendre de l'étalement de la sensibilité des modèles dans le ch 8 de l'AR4.

[Invité]

oui c'est un peu ça.

un modèle, qui trouve une réaction forte des nuages aux aérosols, est peut-être, je dis bien peut-être, un modèle qui présente une forte sensibilité climatique de par sa modélisation de la rétroaction VE au sens large.

Mais je vais essayer de voir ce que je peux comprendre de l'étalement de la sensibilité des modèles dans le ch 8 de l'AR4.

Oui bon c'est pas très clair finalement.

L'étalement provient bien en grande partie de la modélisation des nuages, comme on le sait depuis pas mal de temps, mais il ne semble pas y avoir de lien avec l'estimation du forçage indirect des aérosols.

[sirius]

Oui bon c'est pas très clair finalement.

L'étalement provient bien en grande partie de la modélisation des nuages, comme on le sait depuis pas mal de temps, mais il ne semble pas y avoir de lien avec l'estimation du forçage indirect des aérosols.

Pour ce qui concerne le forçage indirect, il s'agit de microphysique des nuages. Or la microphysique n'est généralement pas précisée dans le détail. Il n'empêche que l'effet indirect des aérosols est calculé et non pas imposé, la façon dont les nuages sont générés et le forçage indirect sont bien couplés donc.

Ce qui implique en effet un certain couplage entre effet indirect et rétroaction.

Ce qui est imposé, c'est la production de SO2 en liaison avec les quantités d'énergie fossiles utilisées, ensuite les aérosols sont générés et transportés. Par contre, il me semble que cela est généralement fait en deux fois, cad que c'est un modèle particuluer qui génère les aérosols et qu'on impose donc une production d'aérosols suivant des sources et qu'ils sont transportés en tant que traceurs passifs (du point de vue chimique).