Evolution climatique en 2006

[GD]

Effet de seuil ? Tout simplement parceque certains des phénoménes observés ont atteint un seuil à partir du quel ils ne pouvaient que s'accélerer en raison des mécanismes de synergie et de rétroaction, voire d'emballement. Le plus évident a été l'extension considérable des zones de dégel du permafrost (on est passé de superficies mesurables en milliers de Km²/an à des millions de Km² (1 million environ durant l'été 2005 pour la seule Sibérie occidentale). Ce dégel entraine la reprise à grande échelle de la fermentation bactérienne, exothermique (ce qui empéche l'ex-permafrost de regeler en profondeur) et génératrice de CH4.

En dehors de ce phénoméne majeur, tous les autres voyants sont passés au rouge ou à l'orange clignotant: le recul de la banquise, la violence des cyclones, la température moyenne annuelle dans l'hémisphère nord (le record de 1998 a été atteint sinon dépassé), les premières perturbations observées du GS (dont les eaux tendent à se disperser maintenant dans la masse de la mer de Barents au lieu de plonger en profondeur comme jusque là), etc. Et celà en dépit de ce que l'activité solaire ait commencé à baisser depuis 3 ans. Naturellement, on peut toujours espérer que certains de ces phénoménes soient de nature seulement cyclique, mais cela commence tout de même à faire beaucoup et cette position risque de devenir intenable dans les prochaines années. Et si on a perdu trop de temps à s'illusionner au lieu de prendre les mesures nécessaires, il risque d'être alors trop tard : Vers 2012, (entre 2010 et 2015), le solde positif des effets de rétroaction pourrait dépasser en importance les effets directs des GES d'origine anthropique. Là, on ne parlerait plus d'effet de seuil mais de point de non-retour. En l'absence du développement de technologies de contrôle du climat, nous ne pourrions plus alors que limiter les dégats.

J'aime quand même mieux lorsque l'on introduit des bémols comme tu l'as fait en parlant de cyclicité possible.On en saura plus en observant sur les prochaines années car des indices sur le GS ne sont que partiellement identifiables, ensuite le gap négatif des banquises qui s'est comblée (très rapidement d'ailleurs) n'est pas non plus un indice fiable.

Le seul selon moi sera l'observation des T+ concentrations gaz hydrates +GES dans l'atmosphère pour dire qu'il se passe quelque chose de grave.

Quant à parler d'effet de seuil, généralement on ne le sait que lorsque l'on a franchi celui-ci et qu'on a identifié ce seuil et aujourd'hui tu nous donnes une succession d'indices évt troublants mais pas un preuve en soit.

[Alain Coustou]

Pour connaître l'évolution des tornades aux USA, il faut lire l'excellente revue américaine de Météo "Weatherwise" . Chaque année, un bilan complet est établi, mois par mois, état par état.

Dans le n° de mars-avril 2006, voici ce qui est écrit :

"Tornado activity in 2005 made it another record-making year-albeit in rather unexpected locations and under some unusual situations. From the sunny shores of California to the eerily quiet alleys of Oklahoma, 2005 covered a lot of ground....The preliminary count of tornadoes in California for all of 2005 was 28, surpassing its 1998 record of 25...

Au total aux USA, il y a eu 1200 tornades en 2005 pour une moyenne de 1133 sur 20 ans. Il y a eu moins de tornades en Oklahoma ( état célèbre pour sa "tornado alley"), mais beaucoup plus en Californie, au Wisconsin (64 pour une moyenne de 18), au Mississippi et en Alabama.

Intéressant, mais 1200 pour une moyenne de 1133sur 20 ans , ce n'est pas particulièrement significatif (ça reste largement dans les possibilités de la variabilité annuelle). Aurais-tu aussi des données sur leur violence ? (on peut, en première approximation et faute de mieux, considérer le nombre annuelde victimes comme un indicateur ) Et puis, une moyenne sur 20 ans peut cacher des évolutions intéressantes (cycliques ou tendancielles)...Alain

[Alain Coustou]

Je viens de visiter le site de cryosphere et je fais les constatations suivantes relatives à l'aire (area) de la banquise arctique :

http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/IM...current.365.jpg

Le maximum atteint durant l'hiver 2005-2006 a été d'environ 13,7 millions de Km². Soit un peu plus que ce que j'avais prévu (entre 13,2 et 13,5), mais également un peu moins que l'hiver précédent (environ 14 millions de Km²). Le Spitzberg n'a pas été cerné par la banquise et le pont de glaces qui unissait chaque hiver l'Islande au Groënland ne s'est pas reformé durant le dernier hiver.

Actuellement, on observe une anomalie négative égale à environ 1 million de Km² par rapport à la moyenne des années 1970-2000 alors que l'anomalie négative atteignait "seulement" environ 0,7 millions de Km² l'an passé à la même date.

On peut donc s'attendre à un renouvellement (et à un renforcement possible) du mécanisme et des enchaînements prévus puis observés l'an passé:

Banquise moins épaisse, plus fragmentée et fondant donc plus rapidement.

Area estivale encore sensiblement réduite.

Réchauffement plus important des zones périphériques (mers entourant l'océan arctique et zones de toundra périarctique).

Extension sensible des zones de dégel du permafrost et accélération des émissions de CH4, suite nottament à la fermentation bacterienne (l'accroissement de la proportion atmosphérique du CH4 pourrait commencer à être vérifiable en fin d'été). De plus ce dégel devrait contribuer à accroitre le rythme d'augmentation du niveau de la mer et peut être à ralentir encore le GS.

Tendance à la hausse des températures moyennes de l'hémisphère nord pour l'ensemble de l'année, particulièrement aux hautes latitudes (sauf si la réduction de l'activité solaire venait à s'amplifier). Naturellement, il ne peut s'agir que d'une tendance moyenne, la situation pouvant varier fortement en fonction des mois et des régions de l'HN.

Tendance à l'aggravation des phénoménes atmosphériques violents, particuliérement les cyclones. Notament dans la région Caraïbe si, comme l'an passé, on constate un accroissement du différentiel de température entre la stratosphère et la surface de la mer.

Le ralentissement du GS ne devrait pas suffire à remettre en cause ce schéma. Ce ralentissement semble en effet pour l'instant à peu près compensé par la hausse des température des eaux de surface dans la mer des Caraïbes et dans le Golfe du Mexique. Quand à la plongée terminale moins profonde de ses eaux, elle pourrait continuer à contribuer au réchauffement de la masse des eaux (au nord de la latitude de la Norvége) et à une nouvelle réduction de l'épaisseur et de la surface de la banquise, en mer de Barents d'abord, dans l'ensemble del'Océan Arctique et des mers périphériques ensuite...

Alain

[charles.muller]

Alain

J'en profite que tu reviennes qur la banquise pour te reposer plusieurs questions que j'avais postées voici une semaine (mais tu étais sans doute absent et à ton retour, elle avait filé en page 2).

Dans une autre discussion (pression de bush...), tu as posté des données sur l'extension de la banquise arctique :

Les responsables de la base de l'Université de l'Illinois (Walsh et Chapman) soulignent qu'elle fait intervenir deux types de données assez différents : avant 1972, des relevés ponctuels par navire ou mission météo ; depuis 1972, une couverture globale par satellite. On remarque que la tendance plus nette à la baisse commence vers cette période. Y a-t-il selon toi un biais de mesure ou est-ce uniquement dû au rebond des temp. depuis cette date (voir ci-dessous) ?

Deuxième chose : pourquoi le comportement de la banquise ne suit apparemment pas directement celui des températures ? Si l'on voit la carte ci-dessous (de : Variability and trends of air temperature and pressure in the maritime Arctic, 1875 - 2000, Igor V. Polyakov et al.), qui concerne la zone 62°N-pole, on constate un réchauffement élevé entre 1910 et 1940, un refroidissement 1950-1972 et une nette hausse depuis 1972. (Les temp. sont en haut, en bas c'est la pression au niveau de la mer ; désolé pour la résolution assez médiocre, mais on voit quand même bien les tendaces). La tendance 1910-40 était de +0,3°C / décennie, celle de 1980-2003 est de + 0,4 °C/ décennie (par rapport à la moyenne 1961-1990). Or, dans le premier graphe, les banquises n'ont pas vraiment fondue pendant le réchauffement 1910-40 ni franchement augmenté pendant le refroidissement 1950-72. Y a-t-il d'autres facteurs ?

[Alain Coustou]

Alain

J'en profite que tu reviennes qur la banquise pour te reposer plusieurs questions que j'avais postées voici une semaine (mais tu étais sans doute absent et à ton retour, elle avait filé en page 2).

Dans une autre discussion (pression de bush...), tu as posté des données sur l'extension de la banquise arctique :

Les responsables de la base de l'Université de l'Illinois (Walsh et Chapman) soulignent qu'elle fait intervenir deux types de données assez différents : avant 1972, des relevés ponctuels par navire ou mission météo ; depuis 1972, une couverture globale par satellite. On remarque que la tendance plus nette à la baisse commence vers cette période. Y a-t-il selon toi un biais de mesure ou est-ce uniquement dû au rebond des temp. depuis cette date (voir ci-dessous) ?

Deuxième chose : pourquoi le comportement de la banquise ne suit apparemment pas directement celui des températures ? Si l'on voit la carte ci-dessous (de : Variability and trends of air temperature and pressure in the maritime Arctic, 1875 - 2000, Igor V. Polyakov et al.), qui concerne la zone 62°N-pole, on constate un réchauffement élevé entre 1910 et 1940, un refroidissement 1950-1972 et une nette hausse depuis 1972. (Les temp. sont en haut, en bas c'est la pression au niveau de la mer ; désolé pour la résolution assez médiocre, mais on voit quand même bien les tendaces). La tendance 1910-40 était de +0,3°C / décennie, celle de 1980-2003 est de + 0,4 °C/ décennie (par rapport à la moyenne 1961-1990). Or, dans le premier graphe, les banquises n'ont pas vraiment fondue pendant le réchauffement 1910-40 ni franchement augmenté pendant le refroidissement 1950-72. Y a-t-il d'autres facteurs ?

Ton post m'avait effectivement échappé. Je dois dire que j'effectue une partie de mon service dans une "antenne" universitaire (à Agen) et que je suis donc absent de mon bureau en moyenne deux jours par semaine.

Pour la première question, je n'ai aucun moyen de t'apporter une réponse. Je pense comme toi qu'un biais méthodologique est possible. Il n'en reste pas moins que si biais il y a, il ne peut affecter que la qualité des mesures antérieures à 1972 (moins générales) et non celle des donnée des 35 dernières années. Il y a donc probable amélioration de la fiabilité des données, sous réserve de l'absence de bug notable dans les programmes informatiques de traîtement des données satellite: Les cartes de la NOAA font apparaître de la "glace" à des endroits invraisemblables. il ne s'agit en fait que de l'écume des vagues, que le satellite ne sait pas encore distinguer), ce qui améne probablement à surévaluer légérement la surface actuelle réelle de la banquise.

En ce qui concerne la seconde interrogation, c'est un peu plus simple. L'évolution de la banquise (pour une méme période de l'année et des années différentes) dépend directement moins de la température de l'air que de celle de l'eau. De plus, il peut exister des évolutions cachées dont les conséquences apparaissent brusquement après plusieurs décennies.

Ainsi, dans les années 1970-2000, l'épaisseur moyenne de la banquise aurait diminué de quelque 40% (d'après les sondages des sous-marins US en mission dans l'Arctique), alors que la réduction estivale de sa superficie était faible et la réduction hivernale totalement négligeable. Mais si, comme je le pense, le processus continue, il débouchera fatalement sur une fragilisation et sur une réduction considérable et rapide, particulièrement en été (c'est le processus qui semble actuellement s'enclencher, mais il nous faudra encore 2 ou 3 ans pour en être totalement sûrs).

Par ailleur, l'inertie thermique des océans (infiniment plus importante que celle de l'atmosphère) contribue à expliquer la non-corrélation que tu signales. En fait, si tu examines mieux les graphiques, il existe bien une corrélation (très imparfaite mais non nulle), mais avec un décalage d'une vingtaine d'années environ.

Alain

[charles.muller]

Ainsi, dans les années 1970-2000, l'épaisseur moyenne de la banquise aurait diminué de quelque 40% (d'après les sondages des sous-marins US en mission dans l'Arctique), alors que la réduction estivale de sa superficie était faible et la réduction hivernale totalement négligeable. Mais si, comme je le pense, le processus continue, il débouchera fatalement sur une fragilisation et sur une réduction considérable et rapide, particulièrement en été (c'est le processus qui semble actuellement s'enclencher, mais il nous faudra encore 2 ou 3 ans pour en être totalement sûrs).

Par ailleur, l'inertie thermique des océans (infiniment plus importante que celle de l'atmosphère) contribue à expliquer la non-corrélation que tu signales. En fait, si tu examines mieux les graphiques, il existe bien une corrélation (très imparfaite mais non nulle), mais avec un décalage d'une vingtaine d'années environ.

Alain

Merci pour la précision.

Concernant l'estimation d'une diminution estivale de 40% de l'épaisseur de la couverture glaciaire de l'Arctique à la fin du XXe, elle provient pour l'essentiel d'une étude publiée en 1999 par D.A.Rothrock et al. (Rothrock 1999), confirmée l'année suivante (Wadhams 2000). Mais ce chiffre a été contesté par la suite. (Ci-dessous, un copier-collé d'une synthèse de quelques travaux 2000-2004, qui pouront t'être utiles. La plupart sont dispo. en [pdf])

Peter Winsor a utilisé les données de six sous-marins naviguant sous le pôle Nord et dans la mer de Beaufort entre les années 1991 et 1997. L'analyse des séries de données montre un léger épaississement de la glace dans le premier cas, une diminution tout aussi légère dans le second cas. Winsor remarque : "En combinant les présents résultats avec ceux d'une précédente étude, je conclus que l'épaisseur moyenne de la glace de mer est restée à un niveau à peu près constant au Pôle Nord entre 1986 et 1997" (Winsor 2001).

La même année, Walter Tucker et son équipe confirme une réduction de l'épaisseur de la glace dans l'Arctique occidental, au large de l'Alaska, entre les années 1980 et les années 1990. Mais ils ne retrouvent pas eux non plus le même résultat au Pôle Nord. Ils attribuent les différences constatées aux effets dynamiques locaux de la glace, et non au réchauffement (Tucker 2001).

Greg Holloway et Tessa Sou (2002) ont souligné un problème d'échantillonnage dans l'étude de Rothrock. Les données proviennent d'expéditions sous-marines ; elles sont de nature limitée (29 points) et locale. Ces données ne reflètent pas nécessairement l'état de la glace mer dans son ensemble. Surtout, cette glace qui recouvre l'Océan arctique est mobile et dépend étroitement du forçage des vents, qui n'était pas pris en compte dans l'étude Rothrock et al. Les vents dominants soufflant sur l'Arctique, et les courants océaniques en découlant, peuvent ainsi déplacer les gains et les pertes de glace du centre vers la périphérie. En utilisant leur propre modèle, Holloway et Sue parviennent à une réduction de la glace de 12 à 16 % seulement pour l'ensemble du domaine arctique.

Igor Polyakov et son équipe ont pour leur part étudié l'épaisseur de la glace (1936-2000) et son extension (1900-2000) dans les mers de Kara, Laptev, Sibérie orientale et Chukchi, qui bordent toutes l'Océan Arctique au nord de la Sibérie (Polykov 2003). Ils ont bénéficié pour cela de la déclassification de données russes, permettant une évaluation sur le long terme. Concernant l'épaisseur de la glace, les auteurs constaté des tendances positives dans les mers de Kara et Chukchi, négative dans la mer de Sibérie orientale et de Laptev. En tout état de cause, les variations étaient faibles (environ 1 cm par décennie). Ils en concluent : "L'examen des données [...] indique que les tendances à long terme sont faibles et généralement insignifiantes d'un point de vue statistique, et que les tendances à court terme ne sont pas représentatives".

Dans Nature, Seymour Laxon et ses collègues ont récemment souligné la "variabilité internannuelle forte" de l'épaisseur des glaces en Arctique, sur la base de huit années de données satellitaires (ERS1 et ERS2). En hiver, l'épaisseur moyenne de la banquise s'établit selon eux à 2,73 m, avec 24,5 cm (en plus ou moins) de variation chaque année (soit une amplitude de 16%, une demi-fois supérieure aux paramètres actuels des modèles climatiques). Considérant pour leur part que le risque d'amincissement de la glace de mer est réel, ils remarquent néanmoins : 'tant que les modèles ne reproduiront pas correctement la variabilité de l'épaisseur de la glace de mer, fréquente et thermodynamiquement régulée, les changements dans la couverture glaciaire de l'Arctique resteront une question ouverte" (Laxon 2004).

Réf.

Holloway G., T. Sou (2002), Has Arctic Sea Ice Rapidly Thinned? Journal of Climate, 15, 1691-1701.

Laxon S. et al. (2004), High interannual variability of sea ice thickness in the Arctic region, Nature, 425, 947-950.

Polyakov I. et al. (2003), Long-term ice variability in Arctic marginal seas, Journal of Climate, 16, 2078-2085.

Rothrock D.A. et al. (1999), Thinning of the Arctic sea-ice cover, Geophysical Research Letters, 26, 3469-3472.

Tucker W.B. et al. (2001), Evidence for rapid thinning of sea ice in the western Arctic Ocean at the end of the 1980s, Geophysical Research Letters, 28, 2851-2854.

Wadhams P. et al. (2000), Further evidence of ice thinning in the Artic Ocean, Geophysical Research Letters, 27, 3973-3975.

Winsor P. (2001), Arctic sea ice thickness remained constant during the 1990s, Geophysical Research Letters, 28, 1039-1041.

[Alain Coustou]

Merci pour la précision.

Concernant l'estimation d'une diminution estivale de 40% de l'épaisseur de la couverture glaciaire de l'Arctique à la fin du XXe, elle provient pour l'essentiel d'une étude publiée en 1999 par D.A.Rothrock et al. (Rothrock 1999), confirmée l'année suivante (Wadhams 2000). Mais ce chiffre a été contesté par la suite. (Ci-dessous, un copier-collé d'une synthèse de quelques travaux 2000-2004, qui pouront t'être utiles. La plupart sont dispo. en [pdf])

Merci beaucoup pour les références. Tu as fait un gros travail en rassemblant ces travaux et données. Pour ma part, j'avais utilisé (et cité dans mon bouquin) les travaux de Rothrock, par ailleurs rappelés (mais non exploités) dans le rapport 2001 du GIEC.

La question me parait maintenant plus ouverte que je ne l'avais pensé, donc acte.

Un amincissement notable cadrait pourtant parfaitement avec l'évolution observée depuis quelques années. S'il n'est pas général, il doit quand même correspondre à la tendance. Reste à en estimer l'importance moyenne et pour chacune des mers arctiques.

Quel dommage que Cryosat, le satellite européen qui devait justement mesurer précisément cette épaisseur et son évolution, ait été perdu, suite à l'échec de son lancement par un missile russe (un ancien missile intercontinental soviétique reconverti en lanceur civil à bas coût) !