Quelle importance ont les aérosols sur la sensibilité du climat ?

[david3]

Quelle importance ont les aérosols sur la sensibilité du climat ? (Un modèle simplifié)

http://www.atmosphere.mpg.de/enid/N__sp_ci..._rique_4ts.html

(Atmospheric chemistry department of the Max Planck Institute for Chemistry)

" Les aérosols n’ont, bien sûr, pas d’influence directe sur la sensibilité du climat. Par contre, de notre connaissance de leur impact sur le régime énergétique de la surface terrestre dépend très fortement notre estimation de la sensibilité du climat.

Un exemple numérique simplifié nous montre que l’estimation de la sensibilité du climat dépend fortement de notre connaissance de la grandeur du refroidissement dû aux aérosols : Supposons qu’un réchauffement de 2°C a été observé, et que les gaz à effet de serre et les autres facteurs (hormis les aérosols) ont augmenté l’apport énergétique de 2W/m2. Comme nous ne savons pas exactement, quel est l’impact des aérosols, nous faisons nos calculs avec quatre valeurs différentes, pour comparaison : 0, 1, 1.5 et 1.75W/m2. Quelle sensibilité climatique obtient-on à partir de ces valeurs ? "

Lambda = sensibilité

Réflexion purement académique :

- Avec un lambda de 0,75°C/(W/m^2), un forçage GES de 2,5W/m^2 (2XCO2) et un forçage aérosol de -1,5W/m2 on obtient un deltaT de 0,75°C

- Avec un lambda de 0,75°C/(W/m^2), un forçage GES de 2,5W/m^2 (2XCO2) et un forçage aérosol de - 0,5 W/m^2 on obtient un deltaT de 1,5°C ( = en réduisant les émissions de GES, on peut théoriquement limiter les dégâts, mais attention, il s'agit ici d'un modèle simplifié)

- Avec un lambda de 0,75°C/(W/m^2), un forçage GES de 4W/m^2 (2XCO2) et un forçage aérosol de -1,5W/m2 on obtient un deltaT de 1,87°C

- Avec un lambda de 0,75°C/(W/m^2), un forçage GES de 4W/m^2 (2XCO2) et un forçage aérosol de - 0,5 W/m^2 on obtient un deltaT de 2,6°C

- Avec un lambda de 1°C/(W/m^2), un forçage GES de 2,5W/m^2 (2XCO2) et un forçage aérosol de -1,5W/m2 on obtient un deltaT de 1°C

- Avec un lambda de 1°C/(W/m^2), un forçage GES de 2,5W/m^2 (2XCO2) et un forçage aérosol de -0,5W/m2 on obtient un deltaT de 2°C

- Avec un lambda de 1°C/(W/m^2), un forçage GES de 4W/m^2 (2XCO2) et un forçage aérosol de -1,5W/m2 on obtient un deltaT de 2,5°C

- Avec un lambda de 1°C/(W/m^2), un forçage GES de 4W/m^2 (2XCO2) et un forçage aérosol de -0,5W/m2 on obtient un deltaT de 3,5°C

- Avec un lambda de 2°C/(W/m^2), un forçage GES de 2,5W/m^2, et un forçage aérosols qui se renforce à -2W/m^2, on obtient un deltaT de 1°C

- Avec un lambda de 2°C/(W/m^2), un forçage GES de 2,5W/m^2 et un forçage aérosols maintenu à -1,5W/m^2, on obtient un deltaT de 2°C

- Avec un lambda de 3°C/(W/m^2), un forçage GES de 2,5W/m^2 et un forçage aérosols de -1,5W/m^2, on obtient un deltaT de 3°C

- Avec un lambda de 3°C/(W/m^2), un forçage GES de 2,5W/m^2 et un forçage aérosols de -0,5W/m^2, on obtient un deltaT de 6°C

- Avec un lambda de 4°C/(W/m^2), un forçage GES de 4W/m^2 et un forçage aérosols qui se renforce à -2 W/m^2, on obtient un deltaT de 8°C

- Avec un lambda de 4°C/(W/m^2), un forçage GES de 3W/m^2 et un forçage aérosols de -0,5W/m^2, on obtient un deltaT de 10°C

" (...) Aerosols are important to climate partly because their concentration is increased by the same industrial processes that increase the atmospheric concentration of greenhouse gases; yet aerosols generally oppose greenhouse warming. Because aerosols cause respiratory and other health problems and acid rain, they have been regulated more aggressively than greenhouse gases. Concentrations of some aerosols have decreased over the United States and Europe in recent decades as a result of environmental laws, although an increase has been observed in many thrid world regions, where economic development is a priority. In the twenty-first century, aerosol levels are anticipated to drop faster than greenhouse gases in response to future emission reductions, which will leave greenhouse warming unopposed and unmoderated (...)

According to the latest (2001) IPCC report, direct radiative forcing by anthropogenic aerosols cools the planet, but the forcing magnitude is highly uncertain, with a global, annual average between -0.35 and -1.35 W/m2 at the top of the atmosphere (TOA). (...) ".

http://www.realclimate.org/index.php/archi...our-de-forcing/

[Pierre-Ernest]

Réflexion purement académique :

Quelle importance ont les aérosols sur la sensibilité du climat ?

http://www.atmosphere.mpg.de/enid/N__sp_ci..._rique_4ts.html

(Atmospheric chemistry department of the Max Planck Institute for Chemistry)

" Les aérosols n’ont, bien sûr, pas d’influence directe sur la sensibilité du climat. Par contre, de notre connaissance de leur impact sur le régime énergétique de la surface terrestre dépend très fortement notre estimation de la sensibilité du climat.

Un exemple numérique simplifié nous montre que l’estimation de la sensibilité du climat dépend fortement de notre connaissance de la grandeur du refroidissement dû aux aérosols : Supposons qu’un réchauffement de 2°C a été observé, et que les gaz à effet de serre et les autres facteurs (hormis les aérosols) ont augmenté l’apport énergétique de 2W/m2. Comme nous ne savons pas exactement, quel est l’impact des aérosols, nous faisons nos calculs avec quatre valeurs différentes, pour comparaison : 0, 1, 1.5 et 1.75W/m2. Quelle sensibilité climatique obtient-on à partir de ces valeurs ? "

- Avec un lambda de 0,75°C/(W/m^2), un forçage GES de 4W/m^2 (2XCO2) et un forçage aérosol de -1,5W/m2 on obtient un deltaT de 1,87°C

- Avec un lambda de 0,75°C/(W/m^2), un forçage GES de 4W/m^2 (2XCO2) et un forçage aérosol de - 0,5 W/m^2 on obtient un deltaT de 2,6°C

- Avec un lambda de 1°C/(W/m^2), un forçage GES de 4W/m^2 (2XCO2) et un forçage aérosol de -1,5W/m2 on obtient un deltaT de 2,5°C

- Avec un lambda de 1°C/(W/m^2), un forçage GES de 4W/m^2 (2XCO2) et un forçage aérosol de -0,5W/m2 on obtient un deltaT de 3,5°C

- Avec un lambda de 2°C/(W/m^2), un forçage GES de 2,5W/m^2, et un forçage aérosols qui se renforce à -2W/m^2, on obtient un deltaT de 1°C

- Avec un lambda de 2°C/(W/m^2), un forçage GES de 2,5W/m^2 et un forçage aérosols maintenu à -1,5W/m^2, on obtient un deltaT de 2°C

- Avec un lambda de 3°C/(W/m^2), un forçage GES de 2,5W/m^2 et un forçage aérosols de -1,5W/m^2, on obtient un deltaT de 3°C

- Avec un lambda de 3°C/(W/m^2), un forçage GES de 2,5W/m^2 et un forçage aérosols de -0,5W/m^2, on obtient un deltaT de 6°C

- Avec un lambda de 4°C/(W/m^2), un forçage GES de 3W/m^2 et un forçage aérosols de -0,5W/m^2, on obtient un deltaT de 10°C

Nb - La température moyenn du globe était d'environ 5°C plus bas qu'aujourd'hui lors de la dernière glaciation.

Je ne pensais pas que tu fournirais aussi rapidement une illustration de l'inconvénient qu'il y a à utiliser plusieurs définitions pour la sensibilité climatique.

La référence que tu fournis en est un bel exemple : je ne connais pas la valeur du site ; je remarque simplement la faute d'orthographe en tête ("acceuil" pour "accueil", mais, on a vu pire).

On remarque, en fin de démonstration, que l'auteur parle des sensibilités climatiques "utilisées par les différents modèles climatiques, de 1,5 à 4,5°", faisant évidemment référence aux résultats publiés par le GIEC.

Ce qui est intéressant, et qu'il ajoute entre parenthèses, c'est l'unité choisie : °C/W/m2. Or, nous savons (presque) tous que l'unité choisie par le GIEC pour la sensibilité climatique est le degré Celsius tout court (pour un doublement du CO2).

Conclusion : l'auteur mélange allègrement 2 définitions différentes, tirant évidemment des conclusions qui n'engagent que celui qui les lit, mais qui sont tout, sauf logiques.

En effet, si on reprend les valeurs des 1,5 à 4,5 ° d'après la définition du GIEC dans la nouvelle définition de la sensibilité qui a ta faveur, (RealClimate) cet intervalle devient 0,4 à 1,1 °C/(W/m2) ce qui n'est pas tout à fait la même chose...

Pauvre enseignement...

PS : je ne vois pas très bien le lien de l'article avec le Max Planck Institute....

[david3]

L’influence des aérosols, point faible des modèles climatiques

Le réchauffement peut-il être encore plus fort que nous ne le craignions jusqu’à présent ?

http://www.atmosphere.mpg.de/enid/0028479b...ielles_4tr.html

" Les pronostics sur le climat futur ne laissent rien présager de bon. Un article paru le 30 juin 2005, dans la revue ‘Nature’, augmente encore nos craintes face au climat à venir. Les auteurs y expliquent que les modèles climatiques actuels ne prennent pas suffisamment en compte les poussières présentent dans l’atmosphère et leur probable diminution future. Plus l’effet refroidissant des particules sur l’atmosphère est fort, plus le futur pourrait être chaud. (...)

Les modèles actuels prédisent déjà pour 2100 une température globale entre 2.3°C et 4.9°C plus élevée qu’en 1850. En prenant en compte les dernières connaissances sur l’influence des aérosols sur le climat actuel, un réchauffement encore bien plus important devient possible. Les auteurs de l’article estiment qu’un réchauffement global de 5°C à 6°C est plus probable que les valeurs admises jusqu’à présent. (Pour comparaison 6°C correspond à la différence moyenne entre Berlin et Rome ! (...).

Les modèles climatiques comportent de nombreuses incertitudes. Les incertitudes concernant l’estimation de l’effet des aérosols sur le climat sont parmi les plus grandes. Nous devons donc être conscients que les modèles climatiques ne font pas des prédictions, comme c’est le cas pour la météo. Il s’agit d’estimations basées sur différentes hypothèses, dont certaines pourraient s’avérer erronées. C’est pourquoi certains scientifiques concluent à un probable réchauffement de 10°C en 100 ans, alors que d’autres, partant d’hypothèses différentes, estiment qu’un réchauffement aussi extrême est très improbable. Mais au fur et à mesure que nos connaissances s’améliorent, nos hypothèses sont ajustées, et nos estimations concernant la probabilité de chaque scénario climatique évoluent. Ainsi, toute la réflexion sur l’effet des aérosols permet de conclure à une probabilité de réchauffement extrême plus grande que ce qu’on estimait, il y a 10 ans.

Comme les émissions de gaz à effet de serre continuent à augmenter, et que, selon les estimations de l’Agence internationale de l’énergie, elles ne vont pas diminuer avant au moins 25 ans, les contradictions entre les mises en garde des scientifiques et les mesures que notre société (ne) prend (pas) sont de plus en plus marquées (...) "

Plus l’effet refroidissant des aérosols est fort aujourd’hui plus le réchauffement sera extrême demain.

Ref : Strong present-day aerosol cooling implies a hot future

http://www.nature.com/nature/journal/v435/...ature03671.html

Meinrat O. Andreae1, Chris D. Jones2 and Peter M. Cox3

Abstract : Atmospheric aerosols counteract the warming effects of anthropogenic greenhouse gases by an uncertain, but potentially large, amount. This in turn leads to large uncertainties in the sensitivity of climate to human perturbations, and therefore also in carbon cycle feedbacks and projections of climate change. In the future, aerosol cooling is expected to decline relative to greenhouse gas forcing, because of the aerosols' much shorter lifetime and the pursuit of a cleaner atmosphere. Strong aerosol cooling in the past and present would then imply that future global warming may proceed at or even above the upper extreme of the range projected by the Intergovernmental Panel on Climate Change.

1 Max Planck Institute for Chemistry, PO Box 3060, Mainz 55131, Germany

2 Hadley Centre for Climate Prediction and Research, Met Office, Fitzroy Road, Exeter EX1 3PB, UK

3 Centre for Ecology and Hydrology, Winfrith, Dorset DT2 8ZD, UK

+ Imbalance :

Réchauffement global: une bombe à retardement?

http://info.rsr.ch/fr/rsr.html?siteSect=10...y=1095755349000 (un bon article de vulgarisation)

" (...) Grâce aux forages réalisés dans les inlandsis du Groenland et de l'Antarctique, la composition de l'atmosphère de la dernière glaciation est connue précisément. Dans un modèle climatique global, Hansen et ses collègues ont introduit les variations de la composition atmosphérique et de la surface de la Terre et ont calculé les changement de l'équilibre radiatif de la planète. Il en ressort que le passage de la dernière période glaciaire à l'interglaciaire actuelle résulte d'un forçage d'environ 6,5 Watt/m2. Ce forçage à provoqué un changement de température de 5°C, d'où l'estimation de la sensibilité du climat que Hansen déduit et qui est égale à 0,75 +/- 0,25°C Watt/m2. Les modèles climatiques ont une sensibilité du climat équivalente.

70% de l'augmentation des gaz à effet de serre s'est effectuée après 1950. Aujourd'hui la Terre rayonne moins d'énergie qu'elle n'en reçoit du soleil: elle est en déséquilibre énergétique momentané ce qui provoque un réchauffement progressif. Pour retrouver cet équilibre, il faudra environ un siècle d'après les calculs des chercheurs, mais ce point d'équilibre aura une température supérieure à celle actuelle. Dans le processus de réchauffement, les gaz à effet de serre ne son pas les seuls en cause: il y a aussi les aérosols, de fines particules en suspension dans l'air, qui constituent le deuxième facteur de forçage du climat par l'homme. Certains favorisent un refroidissement, les blancs, d'autres accélère le réchauffement, les noirs, par exemple les suies issues de la combustion incomplète des combustibles fossiles. Il existe un certains nombre d'autres forçages naturels (éruptions volcaniques, variation de la brillance du soleil,...) qui sont négligeables à l'échelle du millier d'années. En ajoutant tous les effets de forçage, positifs et négatifs, estimées depuis 1850, on arrive à une valeur de 1,6 +/- 1 Watt/m2. Si la Terre réagissait instantanément, le réchauffement devrait être égal à 1,2°C, mais avec l'inertie des océans, le réchauffement actuel n'est que de 0,75°C.

Ce sont donc les océans qui détermineront la réponse du climat. Sydney Levitus, de l'Administration américaine des océans et de l'atmosphère, a calculé que depuis 50 ans la chaleur stockée par les océans à augmenté de 10Watts-an/m2. Hansen et son équipe ont calculé que pour faire fondre suffisamment de glace pour que le niveau des mers s'élève de un mètre, il faudrait 12 Watts.an/m2, soit l'équivalent d'une énergie accumulée pendant 12 ans par la Terre soumise à un déséquilibre de un Watt/m2. "Ces effets ne sont pas si modérés qu'il le paraissent et nous sommes plus proches du seuil de danger que beaucoup ne veulent l'admettre" explique Hansen dans son article. "Une grande partie de la populations mondiale vit à une altitude de quelques mètres au-dessus du niveau de la mer, l'inondation des côtes serait un désastre. La température actuelle n'a jamais été aussi élevée de tout l'Holocène, et si le forçage augmentait de un Watt/m2 par rapport à aujourd'hui, la température atteindrait le niveau le plus élevé de l'Eémien, soit l'interglaciaire précédent, beaucoup plus chaud que l'Holocène. Pendant cette période le niveau des mers était 5 à 6 mètres plus élevés qu'actuellement."

La point crucial est la réaction des calottes glaciaires au réchauffement. Les avis sont partagés entre les estimations des experts du GIEC (Groupement intergouvernemental sur l'Etude du changement climatique mis en place par l'ONU, IPCC en anglais) qui pensent que la calotte glaciaire se modifiera peu et les estimations de l'équipe de Hansen qui estime que le seuil d'interférence humaine dangereuse sera atteint si la température globale moyenne s'élève encore d'un degré, autrement dit si le forçage du climat dépasse 1 Watt par mètre carré.

Or les divers scénarii élaborés par le GIEC pour les 50 prochaines années montrent des forçages du climat variant de un à trois Watt/m2 pour le CO2 et de deux à quatre Watt/m2 pour les autres gaz et aérosols. En revanche, en se basant sur les études des émissions anthropiques de ces 50 dernières années, Hansen obtient un forçage du climat égale à deux Watt/m2 pour ces 50 prochaines années, qui correspond au scénario le plus optimiste du GIEC. On est de toute façon au-dessus de la limite de un Watt/m2 qui constitue, d'après Hansen, le seuil d'une influence humaine dangereuse.

En conclusion, Hansen se montre d'un optimisme modéré, compte tenu des réductions d'émissions polluante de ces 10-15 dernières années et des progrès techniques encore réalisables pour réduire ces émissions. Il espère que " quand les signes du réchauffement climatique deviendront plus flagrants, ils entraîneront une réaction du public, des industriels et des gouvernements."

Mais ne sera-t-il pas trop tard pour réagir? Espérons que non.... "

Faut-il attendre des signes encore plus flagrants ?

D'ici 4 à 5 ans nos amis "sceptiques" auront disparu. Et c'est tout sauf réjouissant...

NB - Définition de la sensibilité climatique :

/index.php?s=&showtopic=17529&view=findpost&p=353856'>http://forums.infoclimat.fr/index.php?s=&a...st&p=353856

[charles.muller]

Cette phrase est intéressante :

"Strong aerosol cooling in the past and present would then imply that future global warming may proceed at or even above the upper extreme of the range projected by the Intergovernmental Panel on Climate Change."

En bonne logique, elle signifie aussi bien lorsqu'on l'inverse : un faible effet refroidissant des aérosols dans le passé et le présent implique que le futur réchauffement global pourrait être moindre que ne l'estime le GIEC.

Si l'on surévalue dans les reconstructions l'effet négatif des aérosols, cela signifie aussi que l'on tend à surévaluer les effets positifs des GES ou du soleil (et que cette double imprécision permet de retrouver malgré tout le signal à peu près exact des températures ou autres paramètres).

La question est donc : a-t-on tendance en ce moment à évaluer à la hausse ou à la baisse les effets directs ou indirects des aérosols ?

Le travail auquel tu fais allusion (Andreae et al. 2005) n'est pas une recherche sur la physique des aérosols, ni même une synthèse de cette recherche, mais un simple jeu de modèles où les auteurs produisent diverses sensibilités climatiques pour analyser les reconstructions. Ils reconnaissent eux-mêmes le caractère "simpliste" de la démarche, d'ailleurs, comme tu n'as pas manqué de le remarquer en lisant atentivement ce texte :

"To explore this issue more quantitatively, we use a deliberately simplistic approach to illustrate the impact of the uncertainties on projections of future climate"

Manque de pot pour toi - je veux dire, pour le caractère systématiquement militant et lourdement démonstratif que tu aimes donner à chaque intervention -, les tendances récentes de la recherche ne sont pas aussi claires, et s'il faut leur donner une direction, ce serait plutôt une révision à la baisse des effets directs et surtout indirects aérosols. Je te renvoie aux travaux de Lohman, Dufresne, Quaas ou bien sûr au chapitre 2 d'IPCC 2007.

Si j'en reste dans ta logique primaire, cette révision à la baise des aérosols signifierait une révision à la baisse de l'amplitude du réchauffement passé et présent dû aux GES, donc de leur sensibilité climatique, donc l'urgente nécessité de ne rien faire tant que le niveau de compréhension ne s'est pas amélioré sur ce sujet. Mais j'évite pour ma part ce genre de conclusion "politique" hâtive.

[david3]

Si j'en reste dans ta logique primaire....comme tu n'as pas manqué de le remarquer...

Si cela te fait plaisir Tu as sans doute lu trop vite et tu es passé à coté du :

"Quelle importance ont les aérosols sur la sensibilité du climat ? (Un modèle simplifié)"

donc l'urgente nécessité de ne rien faire

Tu n'as pas tout compris Charles, même après 1 an de cours gratuits avec Sirius.Une bonne synthèse :

Juillet 2005 (...) Les modèles climatiques comportent de nombreuses incertitudes. Les incertitudes concernant l’estimation de l’effet des aérosols sur le climat sont parmi les plus grandes. Nous devons donc être conscients que les modèles climatiques ne font pas des prédictions, comme c’est le cas pour la météo. Il s’agit d’estimations basées sur différentes hypothèses, dont certaines pourraient s’avérer erronées. C’est pourquoi certains scientifiques concluent à un probable réchauffement de 10°C en 100 ans, alors que d’autres, partant d’hypothèses différentes, estiment qu’un réchauffement aussi extrême est très improbable. Mais au fur et à mesure que nos connaissances s’améliorent, nos hypothèses sont ajustées, et nos estimations concernant la probabilité de chaque scénario climatique évoluent. Ainsi, toute la réflexion sur l’effet des aérosols permet de conclure à une probabilité de réchauffement extrême plus grande que ce qu’on estimait, il y a 10 ans. (...)

http://www.atmosphere.mpg.de/enid/0028479b...ielles_4tr.html

Février 2006 : (...) In the twenty-first century, aerosol levels are anticipated to drop faster than greenhouse gases in response to future emission reductions, which will leave greenhouse warming unopposed and unmoderated (...)

http://www.realclimate.org/index.php/archi...our-de-forcing/

les tendances récentes de la recherche ne sont pas aussi claires, et s'il faut leur donner une direction, ce serait plutôt une révision à la baisse des effets directs et surtout indirects aérosols

Combien de W/m^2 la baisse ?

[charles.muller]

Tu as sans doute lu trop vite et tu es passé à coté du :

"Quelle importance ont les aérosols sur la sensibilité du climat ? (Un modèle simplifié)"

J'ai lu ce que tu as écrit, notamment en caractère gras et colorés pédagogiques :

Plus l’effet refroidissant des aérosols est fort aujourd’hui plus le réchauffement sera extrême demain.

Libre à toi de négliger l'hypothèse selon laquelle l'effet refroidissant pourrait être aujourdhui plus faible que ne l'estiment la plupart des modèles depuis une quinzaine d'années. Je suppose qu'envisager de telles hypothèses, et donc faire une bonne part au doute, n'est pas compatible avec l'efficacité de ta mission rédemptrice et salvatrice pour l'humanité.

[david3]

Combien de W/m^2 la baisse que tu annonces ?

[charles.muller]

Reviens juste 5 minutes sur Terre Charles :

Combien de W/m^2 la baisse que tu annonces ?

Depuis le début, et à ton initiative, on ne parle pas de la valeur absolue du forçage négatif des aérosols, mais de leur valeur relative dans les bilans radiatifs du climat passé et présent, et de ce que cela implique pour la prévision du climat futur.

Ce n'est pas moi qui annonce une baisse, mais les chercheurs que je t'ai cités. Fais donc l'effort de rechercher leurs articles et les lire, ils ont tous publiés en 2005 ou 2006 (et il y en a d'autres). Evidemment, leurs résultats ne sont pas très spectaculaires, ils n'emploient pas forcément des conditionnels à portée catastrophique, tu auras donc du mal à trouver beaucoup de communiqués et articles à sensation sur leur prose.

[david3]

Ce n'est pas moi qui annonce une baisse, mais les chercheurs que je t'ai cités. Fais donc l'effort de rechercher leurs articles et les lire, ils ont tous publiés en 2005 ou 2006 (et il y en a d'autres). Evidemment, leurs résultats ne sont pas très spectaculaires, ils n'emploient pas forcément des conditionnels à portée catastrophique, tu auras donc du mal à trouver beaucoup de communiqués et articles à sensation sur leur prose.

Merci pour tes liens et pour la précision de ta réponse.- http://www.lmd.jussieu.fr/~jldufres/publi/abstract_conf.html

- Effets des aérosols sulfatés sur le climat du 20e et 21e siècle

J-L Dufresne, J. Quaas, O. Boucher, S. Denvil, L. Fairhead, A. Voldoire

Les aérosols sulfatés influencent le climat en réfléchissant le rayonnement solaire (effet direct) et en modifiant les propriétés radiatives (premier effet indirect) ou le contenu en eau liquide (second effet indirect) des nuages. L'effet direct est pris en compte dans les deux modèles atmosphérique Arpège et LMDZ, tandis que le premier effet indirect n'est pris en compte que dans LMDZ. Cette représentation de l'effet indirect est basée sur une loi empirique spécifiant la dépendance du nombre de gouttelettes de nuages par unité de volume en fonction de la masse d'aérosols présents, et nous avons utilisé les données POLDER pour ajuster cette loi. Nous présenterons les résultats de cet ajustement, puis nous analyserons les effets des aérosols sulfatés sur le climat dans les simulations de changement climatique réalisées avec les deux modèles. Nous montrerons en particulier que l'importance du forçage radiatif des aérosols sulfatés et du forçage des gaz à effet de serre varie beaucoup en fonction du temps.

Contrasts in the effects on climate of anthropogenic sulfate aerosols between the 20th and the 21st century

http://www.agu.org/pubs/crossref/2005/2005GL023619.shtml

Abstract

In this study, we examine the time evolution of the relative contribution of sulfate aerosols and greenhouse gases to anthropogenic climate change. We use the new IPSL-CM4 coupled climate model for which the first indirect effect of sulfate aerosols has been calibrated using POLDER satellite data. For the recent historical period the sulfate aerosols play a key role on the temperature increase with a cooling effect of 0.5 K, to be compared to the 1.4 K warming due to greenhouse gas increase. In contrast, the projected temperature change for the 21st century is remarkably independent of the effects of anthropogenic sulfate aerosols for the SRES-A2 scenario. Those results are interpreted comparing the different radiative forcings, and can be extended to other scenarios. We also highlight that the first indirect effect of aerosol strongly depends on the land surface model by changing the cloud cover.

Question à propos des aérosols sulfatés : l'effet direct + effet indirect 1 + effet indirect 2 ...> Bilan ?

[charles.muller]

Quaas, tu vas trouver là :

http://www.mpimet.mpg.de/en/institut/mitar...blications.html

Lohman jusqu'en 2004, c'est là :

http://www.mscs.dal.ca/~lohmann/papers/papers.html

Et une review 2005 + discussion intéressantes là :

http://www.copernicus.org/EGU/acp/acpd/4/7561/

[david3]

Merci /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

Model intercomparison of indirect aerosol effects - 2006

Penner, J. E., J. Quaas, T. Storelvmo, T. Takemura, O. Boucher, H. Guo, A. Kirkevåg, J. E. Kristjánsson, and Ø. Seland,

Abstract. Modeled differences in predicted effects are increasingly used to help quantify the uncertainty of these effects. Here, we examine modeled differences in the aerosol indirect effect in a series of experiments that help to quantify how and why model-predicted aerosol indirect forcing varies between models. The experiments start with an experiment in which aerosol concentrations, the parameterization

of droplet concentrations and the autoconversion scheme are all specified and end with an experiment that examines the predicted aerosol indirect forcing when only aerosol sources are specified. Although there are large differences in the predicted liquid water path among the models, the predicted aerosol first indirect effect for the first experiment is rather similar, about −0.6Wm−2 to −0.7Wm−2.

Changes to the autoconversion scheme can lead to large changes in the liquid water path of the models and to the response of the liquid water path to changes in aerosols. Adding an autoconversion scheme that depends on the droplet concentration caused a larger (negative) change in net outgoing shortwave radiation compared to the 1st indirect effect, and the increase varied from only 22% to more than a factor of three. The change in net shortwave forcing in the models due to varying the autoconversion scheme depends on the liquid water content of the clouds as well as their predicted droplet concentrations, and both increases and decreases in the net shortwave forcing can occur when autoconversion schemes are changed.

The parameterization of cloud fraction within models is not sensitive to the aerosol concentration, and, therefore, the response of the modeled cloud fraction within the present models appears to be smaller than that which would be associated with model “noise”. The prediction of aerosol concentrations, given a fixed set of sources, leads to some of the largest differences in the predicted aerosol indirect radiative forcing

among the models, with values of cloud forcing ranging from −0.3Wm−2 to −1.4Wm−2. Thus, this aspect of modeling requires significant improvement in order to improve the prediction of aerosol indirect effects.

Question en suspens : Impact des nuages ?

http://www.giss.nasa.gov/data/simodel/

[david3]

Abstract. Aerosol indirect effects are considered to be the most uncertain yet important anthropogenic forcing of climate change. The goal of the present study is to reduce this uncertainty by constraining two different general circulation models (LMDZ and ECHAM4) with satellite data. We build a statistical relationship between cloud droplet number concentration and the optical depth of the fine aerosol mode as a measure of the aerosol indirect effect using MODerate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) satellite data, and constrain the model parameterizations to match this relationship.

We include here “empirical” formulations for the cloud albedo effect as well as parameterizations of the cloud lifetime effect. When fitting the model parameterizations to the satellite data, consistently in both models, the radiative forcing by the combined aerosol indirect effect is reduced considerably, down to −0.5 and −0.3Wm−2, for LMDZ and ECHAM4, respectively.

Cela remet complètement les modèles climatiques en cause ?

[charles.muller]

We include here “empirical” formulations for the cloud albedo effect as well as parameterizations of the cloud lifetime effect. When fitting the model parameterizations to the satellite data, consistently in both models, the radiative forcing by the combined aerosol indirect effect is reduced considerably, down to −0.5 and −0.3Wm−2, for LMDZ and ECHAM4, respectively.

Cela remet complètement les modèles climatiques en cause ?

Personne n'a dit cela. Le travail actuel sur les aérosols (et celui que tu cites) a pour effet d'affiner les modèles, pas de les remettre en cause complètement.

Il y a deux questions assez différentes.

> L'une est de savoir dans quelle mesure les aérosols pourront à l'avenir contrebalancer le réchauffement. Cela dépend de leur rythme d'émission (pour les anthropiques) et de leur effet refroidissant.

> L'autre est de savoir si l'on estime bien le poids des aérosols dans les reconstructions de climat passés et présents (et donc le pouvoir réchauffant relatif des autres forçages).

Cette seconde question est à mon avis la plus intéressante - parce que de toute façon et concernant la première question, les aérosols ne s'accumulent pas, donc leur effet relatif en 2100 sera toujours nettement moindre que l'effet cumulé des GES à cette date. Savoir si c'est nettement ou très nettement moins, cela me semble du détail.

[david3]

> L'autre est de savoir si l'on estime bien le poids des aérosols dans les reconstructions de climat passés et présents (et donc le pouvoir réchauffant relatif des autres forçages).

Oui, d'où l'intérêt des petits calculs plus haut à propos de la sensibilité

[sirius]

Oui, d'où l'intérêt des petits calculs plus haut à propos de la sensibilité

Oui , d'accord mais l'étude de Quaass et al a un avantage majeur par rapport à celle d'Andeae et al: elle se base sur des observations globales depuis satellite.

Cette fois, on ne fait pas qu'estimer à partir de mesures ponctuelles dans des conditions forcément spécifiques. On explore la variabilité naturelle des conditions .

Chaque fois qu'on parle variabilité, on jette les bras au ciel, en disant que tout est donc possible mais justement, ce que montrent les observations satellitaires c'est que même si cette variabilité est effectivement grande, la statistique la réduite énormément, cad qu'il ya bien des cas extêmes mais qu'ils ne sont pas si nombreux que ça et , donc, pas si importants que ça.

On ne peut le savoir que par l'observation globale.

Dans le cas présent, il s'avère que la suscetibilité des nuages 'cad leur sensibilité à l'effet indirect) est souvent limité par le fait qu'ils sont, en qq sorte, saturés en aérosols.

[david3]

Dans le cas présent, il s'avère que la suscetibilité des nuages 'cad leur sensibilité à l'effet indirect) est souvent limité par le fait qu'ils sont, en qq sorte, saturés en aérosols.

Et donc ?

[sirius]

Et donc ?

Et, donc, l'effet indirect est assez nettement inférieur aux estimations précédentes.

Par contre, il n'en reste pas moins que l'effet combiné direct + indirect est quand même important (de l'ordre de -1 W/m2 au moins sans doute) et que cet effet ne va plus augmenter, mais au contraire , sans doute diminuer. Evidemment dans ces conditions , on laisse la place aux GES en qq sorte. Là dessus, pas de pb.

[david3]

Et, donc, l'effet indirect est assez nettement inférieur aux estimations précédentes.

Par contre, il n'en reste pas moins que l'effet combiné direct + indirect est quand même important (de l'ordre de -1 W/m2 au moins sans doute) et que cet effet ne va plus augmenter, mais au contraire , sans doute diminuer. Evidemment dans ces conditions , on laisse la place aux GES en qq sorte. Là dessus, pas de pb.

ok, merci

[charles.muller]

Et, donc, l'effet indirect est assez nettement inférieur aux estimations précédentes.

Par contre, il n'en reste pas moins que l'effet combiné direct + indirect est quand même important (de l'ordre de -1 W/m2 au moins sans doute) et que cet effet ne va plus augmenter, mais au contraire , sans doute diminuer. Evidemment dans ces conditions , on laisse la place aux GES en qq sorte. Là dessus, pas de pb.

Et pour l'autre aspect ? (La rétrovalidation des modèles et la détection-attribution des réponses forçages / température)

On avait déjà une série d'études récentes montrant que le signal solaire est sous-évalué dans les modèles (North and Wu, 2001; Stott et al 2003, Crooks et al. 2005; synthèse Hadley 2005).

On a maintenant une série d'études montrant que le signal aérosols est sans soute sur-évalué.

Or, vu de l'extérieur (oeil du profane, pas du spécialiste) et sous réserve que cela se confirme, ces deux lignes de critique vont dans le même sens : si l'on a sous-estimé un facteur de réchauffement et surestimé un facteur de refroidissement, c'est soit qu'il manque encore des forçages importants à l'appel, soit qu'un forçage déjà présent est surestimé (pour le réchauffement) ou sous-estimé (pour le refroidissement). Côté froid, je ne vois pas. Côté chaud, je vois bien un forçage important, dont on parle beaucoup, dont la sensibilité climatique reste très incertaine...

Evidemment, la solution viendra peut-être en ajoutant ou soustrayant de petits quantités dans chaque poste.

PS : je sais, on discute sur des amplitudes faibles et des durées courtes. Mais enfin, la critique sceptique selon laquelle les reconstructions actuelles des T du XXe siècle n'ont aucune signification particulière pour la qualité des modèles en sort à mon avis renforcée. Précisément parce qu''avec des petits ajustements, on trouve mille manières de reproduire à peu près 0,6°C et une pente. Et aussi avec d'autres ajustements sans doute, comme se diriger vers les équations des modèles donnant une sensibilité climatique GES assez faible. Je vous dis pas le bordel si en 2010 il se confirme que le rayonnement cosmique change la nébulosité de manière assez significative pour que les modèles soient obligés de l'implémenter.

[Invité]

Or, vu de l'extérieur (oeil du profane, pas du spécialiste) et sous réserve que cela se confirme, ces deux lignes de critique vont dans le même sens : si l'on a sous-estimé un facteur de réchauffement et surestimé un facteur de refroidissement, c'est soit qu'il manque encore des forçages importants à l'appel, soit qu'un forçage déjà présent est surestimé (pour le réchauffement) ou sous-estimé (pour le refroidissement). Côté froid, je ne vois pas. Côté chaud, je vois bien un forçage important, dont on parle beaucoup, dont la sensibilité climatique reste très incertaine...

comprends pas trop là. /emoticons/sad@2x.png 2x" width="20" height="20">

si on a surestimé le forçage négatif des aérosols ceci voudrait dire qu'on a également surestimé les forçages positifs et pas "sous-estimé".

Soit F = forçage total = F- + F+

On a déjà des pbs à comprendre pourquoi on ne se réchauffe pas plus, c'est pas la peine d'en rajouter

Je rappelle que hors inertie on est pas très loin, par rapport à 1976, d'un forçage total de +2W/m2 et qu'avec une sensibilité de 0.75+-0.25 °Cm2/W on devrait être à 1.5+-0.5°C d'augmentation .

Actuellement seules les terres de l'HN rentrent dans la fourchette.

Bon c'est déjà pas mal mais ce qui est flagrant c'est le retard énorme pris par les mers de l'HS.

Ceci dit pour en revenir aus aérosols c'est un peu normal que ce soit sur les terres de l'HN qu'on voit le plus de différence de température liée aux aérosols.

C'est là qu'il y en a eu le plus et c'est la que la diminution est la plus forte.

On ne peut certainement pas en dire de même pour les mers de l'HS qui sont à mon sens plus révélatrices du forçages GES et de l'influence, évidemment, de l'inertie océanique.

[Pierre-Ernest]

comprends pas trop là. /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

si on a surestimé le forçage négatif des aérosols ceci voudrait dire qu'on a également surestimé les forçages positifs et pas "sous-estimé".

Soit F = forçage total = F- + F+

Charles parle d'un (seul) forçage réchauffant (non déterminé), et d'un (seul) forçage refroidissant (les aérosols) pas de tous les forçages.

Il est ensuite bien en phase avec ce que tu dis : "soit qu'un forçage déjà présent est surestimé (pour le réchauffement) " en ce qui concerne la surestimation (globale) du réchauffement.

[Invité]

Charles parle d'un (seul) forçage réchauffant (non déterminé), et d'un (seul) forçage refroidissant (les aérosols) pas de tous les forçages.

Il est ensuite bien en phase avec ce que tu dis : "soit qu'un forçage déjà présent est surestimé (pour le réchauffement) " en ce qui concerne la surestimation (globale) du réchauffement.

Effectivement j'avais mal lu.

[charles.muller]

Je rappelle que hors inertie on est pas très loin, par rapport à 1976, d'un forçage total de +2W/m2 et qu'avec une sensibilité de 0.75+-0.25 °Cm2/W on devrait être à 1.5+-0.5°C d'augmentation .

Cela collerait mieux avec une sensibilité des GES vers 0,3°C W/m2, c'est-à-dire peu d'effet des rétroactions. Dans ce cas, on est en manque pour expliquer 1910-40, mais on peut soit supposer que le forçage radiatif solaire est sous-estimé en TOA sur cette période, soit que le climat est de manière générale plus sensible au forçage solaire (env. 0,8 °C/ W/m2 pour expliquer la hausse 1910-40 en l'état du forçage retenu, ce qui reste inférieur aux variations de 0,2°C pour 0,2W/m2 relevées par Lohmann 2004, dont Pierre Ernest nous avait donné le lien).D'après différentes mesures, les rétroactions attendues pour le réchauffement global seraient déjà là, physiquement parlant : plus de VE dans la haute tropo selon Soden 2005, fonte de la glace de mer et des glaciers terrestres...

On peut bien sûr aussi tabler sur une inertie océanique décalant le signal. Dans cette hypothèse, cela devrait se réchauffer de plus en plus vite dans les années à venir : plus de GES, moins d'aérosols, diffusion progressive de la chaleur accumulée dans les océans. Et comme tu le remarques, les océans devraient s'être réchauffés assez vite selon l'hypothèse de l'inertie, ce qui n'est pas clair dans l'HN où ils sont les plus importants.

On peut aussi tabler sur une variabilité intrinsèque assez forte. Mais j'ai l'impression que les signaux de cette variabilité, comme NAO ou ENSO, ont plutôt été dans le sens du réchauffement sur 1977-2006, avec une NAO+ connue pour réchauffer les hivers en HN et deux puissants El Nino ans les années 80 et 90.

Ceci dit pour en revenir aus aérosols c'est un peu normal que ce soit sur les terres de l'HN qu'on voit le plus de différence de température liée aux aérosols.

C'est là qu'il y en a eu le plus et c'est la que la diminution est la plus forte.

Oui mais sauf si la Chine est soumise à un puissant régime de flux / précipitations qui lave rapidement ses aérosols, elle devrait avoir au moins un temps de retard sur l'Europe et les USA, vu qu'elle a continué à émettre plus longtemps et qu'elle a eu une très forte croissance ces dernières décennies, et vu aussi que les effets directs/indirects des aérosols sont assez localisés. Or, la carte tendances 1977-2006 de Nasa Giss montre que la Chine suit la courbe générale de l'HN sans anomalie, tout comme l'immense et vide Sibérie au-dessus d'elle. A la limite, il n'y a que l'Inde et l'extrémité de l'Asie du Sud-Est qui ont des variations moindres.A suivre donc. 1977-2006, c'est court. Mais cela fait quand même un tiers de siècle dans des conditions réelles assez proches des 100 ans à venir pour les modèles (un peu de volcanisme, pas de changement solaire significatif, et le reste qui suit la tendance des scénarios).

[sirius]

Je rappelle que hors inertie on est pas très loin, par rapport à 1976, d'un forçage total de +2W/m2 et qu'avec une sensibilité de 0.75+-0.25 °Cm2/W on devrait être à 1.5+-0.5°C d'augmentation .

Actuellement seules les terres de l'HN rentrent dans la fourchette.

Bon c'est déjà pas mal mais ce qui est flagrant c'est le retard énorme pris par les mers de l'HS.

Dans le même papier que tu utilises, je présume (Hansen et al ,2006), les auteurs disent que leur modèle couplé océan-atmosphère répond à 50% du forçage au bout de 25 ans et à 75% au bout de 100 ans, l'équilibre n'étant atteint qu'au bout de plusuieurs siècles. Le modèle océanique utilisé (Russell , 1995) simule correctement la circulation thermohaline mais loupe la variabilité du type El Nino.

Dans le présent contexte, le fait de rater El Nino est bien dommage mais pas trop grave puisque tout ce qu'on cherche c'est la réponse d'ensemble au forçage.

Si je reprends tes estimations , on ne pourrait avoir que moins de 50% de l'augmentation de température, cad, moins de 0,75°C . Or, d'après IPCC 2007, le réchauffement est de 0,6° depuis 1980. Même avec des marges d'erreur importantes , ça marche pas si mal.

Si on revoit à la baisse le forçage des aérosols, il n'est pas question de le mettre à zéro . En fait, c'est le forçage indirect qui passe de -0,8 à -0,4 W/m2 (Quass, Boucher etc). Le reste étant inchangé, le forçage total est de 2,4 W/m2 qui correspondrait avec la sensibilité moyenne de 0,75 C/W/m2 à 1,8C.

Dont moins de la moitié, soit moins de 0,9°C devraient être réalisés.

Moins de la moitié puisque le forçage est effectif à 50% après 25 ans et que 2003, c'est il y a 3 ans.

Alors, 25 ans ou même la moitié, ça laisse trop de marge pour décider que telle ou telle sensibilié ne marche pas.

Si ce ne sont les sensibilités pathologiques mais celles là correspondent à des bifurcations qu'on n'a , à l'évidence, pas encore franchies, heureusement.

Je ne pense même pas qu'on puisse tout à fait exclure le haut de la fourchette, cad 1,25 °/W/m2 (soit 3°C dont 1,5 à 25 ans) bien que ça ait l'air moins probable.

[sirius]

On peut bien sûr aussi tabler sur une inertie océanique décalant le signal. Dans cette hypothèse, cela devrait se réchauffer de plus en plus vite dans les années à venir : plus de GES, moins d'aérosols, diffusion progressive de la chaleur accumulée dans les océans. Et comme tu le remarques, les océans devraient s'être réchauffés assez vite selon l'hypothèse de l'inertie, ce qui n'est pas clair dans l'HN où ils sont les plus importants.

On peut aussi tabler sur une variabilité intrinsèque assez forte. Mais j'ai l'impression que les signaux de cette variabilité, comme NAO ou ENSO, ont plutôt été dans le sens du réchauffement sur 1977-2006, avec une NAO+ connue pour réchauffer les hivers en HN et deux puissants El Nino ans les années 80 et 90.

Oui mais sauf si la Chine est soumise à un puissant régime de flux / précipitations qui lave rapidement ses aérosols, elle devrait avoir au moins un temps de retard sur l'Europe et les USA, vu qu'elle a continué à émettre plus longtemps et qu'elle a eu une très forte croissance ces dernières décennies, et vu aussi que les effets directs/indirects des aérosols sont assez localisés. Or, la carte tendances 1977-2006 de Nasa Giss montre que la Chine suit la courbe générale de l'HN sans anomalie, tout comme l'immense et vide Sibérie au-dessus d'elle. A la limite, il n'y a que l'Inde et l'extrémité de l'Asie du Sud-Est qui ont des variations moindres.

A suivre donc. 1977-2006, c'est court. Mais cela fait quand même un tiers de siècle dans des conditions réelles assez proches des 100 ans à venir pour les modèles (un peu de volcanisme, pas de changement solaire significatif, et le reste qui suit la tendance des scénarios).

Pour la Chine et l'Inde, il y a une différence importante par rapport aux émissions actuelles de l'Europ, du Japon et des USA, c'est que la part black carbone est plus importante. Il n'est pas exclu que le forçage positif qui est ainsi ajouté ne suffise à masquer toute différence en la renndant indiscernable du bruit.