CLIMATO 09 15 mai 2010

CALOTTES GLACIAIRES ET BANQUISESAVANT-PROPOS

• Les conversations avec Louis Reynaud, glaciologue, m'ont permis d'affiner la rédaction de ce document. Par exemple, Louis Reynaud m'a expliqué le rôle précurseur de Claude Lorius, qui découvrait en 1977, en Antarctique que les variations cristallographiques de la glace constituaient un indicateur du climat remontant à 10000 Ans et à 20000 Ans; les travaux de Claude Lorius ont été repris et développés depuis, mais cet indicateur climatique n'a jamais été remis en cause.

• Voir également notre diffusion du 14 mars 2010 relative à Louis Reynaud: "Le réchauffement marque t-il le pas?"

• Les variations de concentration en CO2, CH4, poussières..etc..archivées dans les glaces ne sont pas abordées.

CADRE DE CE CLIMATO

En septembre 2007, à la fin de l’été Arctique, le retrait de la banquise Arctique était plus important que les années précédentes.

Dans les mois qui ont suivi, les médias se sont emparés du sujet pour expliquer que ce retrait était la preuve du réchauffement climatique provoqué par les activités humaines et que le fameux passage du Nord-Ouest s’ouvrait à la navigation commerciale.

Ce phénomène a été recadré dans son contexte par CLIMATO 03 du 15-04-2008 qui faisait état du refroidissement de l’Arctique Occidental Central depuis une cinquantaine d’années, et aussi par CLIMATO 05 du 30-10-2008 qui montrait que le réchauffement Estival de 2007 ne s’était pas manifesté l’Hiver suivant, bien au contraire.

De manière récurrente, ce thème est repris par les médias en le présentant comme une certitude:

Même l’excellent film de Jacques PERRIN – OCEANS - en fait mention.

A titre d’exemple le FIGARO MAGAZINE du 30 Janvier 2010 en fait un reportage que la carte que nous reproduisons sur la page suivante résume.

Le présent CLIMATO 09 réexamine les informations données dans CLIMATO 03 et 05,

en se limitant aux plus importantes, pour fournir au lecteur, pour l’ARCTIQUE et pour l’ANTARCTIQUE:

• l’évolution historique des surfaces des banquises• l’évolution historique des températures

Le bilan massique des calottes glaciaires du GROENLAND et de l’ Antarctique est résumé à l’essentiel, repris dans le rapport Scientifique de l’IPCC.

Les archives glaciaires (CO2, CH4, poussières, Isotopes….) ne sont pas traitées.

Mais une surprise nous attend....l’équilibre massique des calottes (accumulation = ablation ) - à l’échelle de quelques dizaines d’années– a priori, ne peut pas exister.

C’est une remise en cause de l’hypothèse du GIEC qui admet qu’un équilibre existait préalablement aux rejets de CO2 anthropique dans l’atmosphère.

L’ARCTIQUE

LES SURFACES :

L’évolution historique des surfaces Estivales et Hivernales de la banquise Arctique est donnée par le graphe ci-dessous :

Plusieurs remarques :- L’amplitude annuelle naturelle est importante : Elle varie pratiquement de 5 millions de Km2 à 15 millions de Km2 dans les Années 1980 alors que pour 2007 et 2008 elle varie de 3 à 14 millions de Km2. L’amplitude a donc augmenté.

- Le premier retrait significatif en Été a eu lieu en 2007, puis en 2008 et en 2009, mais un peu moins important.

- Chose étonnante, l’extension de la banquise durant les 2 Hivers qui ont suivi a été plus importante que lors des 3 Hivers précédents. C’est en effet étonnant, car il y a autant de CO2 en Eté qu’en Hiver, et si c’est le CO2 qui provoque un réchauffement avec un retrait significatif en Eté, pourquoi ne provoque-il pas la même chose en Hiver ?

- D’autres causes non identifiées interviennent donc…pourquoi ne pas l’avouer ?

- Enfin, vouloir porter un jugement avec 3 ans de données n’a pas de sens, il faudrait une trentaine d’années de recul . Ajoutons que le dit passage ne concerne que les 2 mois d'Été .

Ces mêmes éléments existaient déjà en 2008, ( avec actuellement un retour à la normale pour le retrait Estival )

LES TEMPERATURES ARCTIQUES:

L’évolution des Températures Arctiques a fait l’objet du CLIMATO 03 LE REFROIDISSEMENT DE L’ARCTIQUE OCCIDENTAL CENTRAL.En l’absence de révision récente du programme ACIA, l’évolution des Températures de 1954 à

2003, décrites précédemment est reconduite, car l’évolution depuis 2003 des températures des stations météo Groenlandaises n’apporte pas de modification significative

- Le refroidissement, assez net en moyenne annuelle de l’Arctique occidental central est nettement plus marqué en moyenne hivernale.- On notera en hiver, le contraste important entre l’intense réchauffement de l'Alaska, et le refroidissement, non moins intense, de l’Arctique Occidental central. (Groenland central ouest, ainsi que du Nord-Est du Canada).- Pour l’ensemble du bassin Arctique, la moyenne des zones qui se réchauffent et de celles qui se refroidissent conduit à une augmentation d’environ 0,6°C pour le 20ème siècle.

C’est le refroidissement de l’Arctique Occidental Central qui nous a valu cet Hiver de puissantes descentes d’air polaire avec froid, neige et verglas en Europe, mais aussi aux USA, avec en prime le gel des agrumes en Floride.

La moyenne des zones en cours de réchauffement et des zones en cours de refroidissement donne un réchauffement moyen pour l’ensemble de l’Arctique, mais cette moyenne Statistique n’a pas de signification Thermodynamique, pas plus que Climatique

Le système climatique est aussi une machine thermique Le système climatique ne reçoit que de la chaleur, mais il produit du travail (énergie cinétique des vents, énergie potentielle des pluies……). Il doit donc être assimilé à une machine thermique répondant au 2ème principe de CARNOT, avec la présence obligatoire d’une source chaude et d’une source froide :

- une source froide dans chaque hémisphère (le pôle Nord et le pôle Sud) et, - une source chaude (la zone tropicale),

entre lesquelles s’opèrent des échanges de chaleur et d’énergie.

L’ANTARCTIQUE

LES SURFACES :Le graphe ci-dessous donne l’évolution des surfaces Estivales et Hivernales.Un simple examen visuel montre une stabilité, voire une légère augmentation.

Une autre source donne des variations plus marquées

The following figures show the Antarctic sea ice extent [http://nsidc.org/data/seaice_index/] showing a slight increase over the last few decades.

Le premier graphe ci-dessous donne les variations des surfaces maxi hivernales de la banquise ANTARCTIQUE : Il montre une très légère augmentation- Le deuxième graphe ci-dessous donne les variations des surfaces mini estivales : il

montre une nette augmentation ( Les Etés deviennent plus froids )

LES TEMPERATURES ANTARCTIQUES :

L’évolution de l’ANTARCTIQUE est analogue à celle de l’ARCTIQUE avec des zones qui se refroidissent et d’autres qui se réchauffent.

Son évolution est marquée par la presqu’île de l’OUEST qui se réchauffe et qui représente une dizaine de pour cent de la surface totale, alors que le reste a tendance à se refroidir.

Si on fait la moyenne Statistique des zones qui se refroidissent et de celles qui se réchauffent en prenant comme période de référence, la période 1958-2002, on constate alors un léger réchauffement global ( voir ci-après )Par contre depuis les années 1970, on constate un léger refroidissement global . (En l’absence de précision sur le choix de la période de référence, il reste possible d’affirmer que l’Antarctique se réchauffe )

World Climate Report - Antarctica: Warming, Cooling, or Both?

The Web’s Longest-Running Climate Change Blog September 5, 2007

Reference:Chapman, W.L. and J.E. Walsh. 2007. A Synthesis of Antarctic Temperatures. Journal of Climate, 20, 4096-4117. Chapman and Walsh find “Trends computed using these analyses show considerable sensitivity to start and end dates with starting dates before 1965 producing overall warming and starting dates from 1966 to 1982 producing net cooling rates over the region.”

Figure 3. Linear trends of annual mean surface air temperature (°C/decade) for the period 1958–2002. Greens and blues denote cooling; yellows and reds denote warming. Significant trends are indicated by hatching: 95% - single hatching; 99% - cross-hatching (from Chapman and Walsh, 2007).

Malgré toutes les controverses qui existent à sujet, l’explication est que les parties de l’Antarctique qui se refroidissent ont pris plus d’importance depuis les années 1970 avec un déplacement de la moyenne vers une tendance au refroidissement global comme le montre la figure ci-dessus

Au risque de se répéter : Les moyennes Statistiques entre des zones en cours de refroidissement et d’autres en cours de réchauffement n’ont pas de signification Climatique ou Thermodynamique.

LES CALOTTES GLACIAIRES DU GROENLAND ET DE L’ANTARCTIQUE FONDENT-ELLES ?

ORDRE DE GRANDEUR DES VOLUMES :- Avec 25 millions de km3, l’Antarctique représente pratiquement 90% des glaces

continentales totales. - Le Groenland vient loin derrière avec 3 millions de km3- Quant aux glaciers continentaux, avec 0,1 million de km3, ils sont les témoins des

changements climatiques, alors qu’ils représentent 0.5 % du volume de l’Antarctique…pratiquement "peanuts"

Remarque : Les glaces de Mer- les banquises – représentent un volume Max du même ordre de grandeur que les glaciers continentaux. Comme elles flottent, les variations de leur surface ou de leur épaisseur est sans effet sur le niveau des Océans.Leur importance climatique est liée à la différence d’albédo (pouvoir réfléchissant) entre la glace (60 %) et l’eau (25 %) avec un effet auto-accélérateur : lorsque la surface de glace diminue, l’eau qui apparaît absorbe beaucoup plus le rayonnement solaire, et, à son tour, fait fondre la glace.

L’ANTARCTIQUE, FOND-IL OU GROSSIT-IL ?

A priori, on peut penser que la tendance au refroidissement de l’Antarctique induit également une tendance à son grossissement ; et c’est bien ce qui se passe à l’échelle des cycles glaciaires / interglaciaires d’environ 100 000 Ans.

Par contre à notre échelle de temps, et au risque de décevoir le lecteur, nous n’en savons rien….- Il y a d’abord les incertitudes et les difficultés des différentes méthodes de mesures utilisées ( voir la suite)- Mais quand bien même les bilans massiques seraient suffisamment précis pour certifier le sens de variation (positif ou négatif ) , il serait impossible d’en déterminer la cause avec certitude . EXPLICATIONS :

Voici un modèle simplifié de la calotte Antarctique vue en coupe verticale entre Concordia et Dumont d’Urville tiré du livre de Claude LORIUS – GLACES de l’ANTARCTIQUE – Odile Jacob (1991)Les lignes pointillées donnent l’age de la glace en fonction de la profondeur.Les lignes pleines avec les flèches montrent l’écoulement de la glace : sur les bords, le temps de résidence est de quelques milliers d’années; il augmente vers le centre à plusieurs centaines de milliers d’années.Les épaisseurs de glace atteignent parfois les 4 000 mètres alors que l’accumulation annuelle est de quelques centimètres…L’inertie thermique et les décalages sont donc importants, mais ce n’est pas tout…

La conductivité de la glace est faible, et c’est ainsi que les températures des couches supérieures reproduisent, assez fidèlement celles qui régnaient au lieu de leur formation.Par contre les températures des couches basales se sont réchauffées jusqu’au point de fusion (celui permis par la pression qui s’y exerce) par le flux géothermique de la Terre et ont transmis une partie de ce flux aux couches plus hautes (Voir les Zones hachurées).

En outre, la texture de la glace – sa cristallographie - influe sur sa vitesse d’écoulement. La cristallographie dépend du temps écoulé depuis la formation de la glace et de la température.( Les Océans aussi ont une inertie thermique importante… mais l’eau ne change pas de "texture" en fonction du temps et de la température ! )

Voici quelques extraits du livre pré-cité :- page 146 : Le 25 décembre (1977) nous sommes à 600 mètres de profondeur,( soit environ 20 000 ans BP, époque du dernier maximum glaciaire )au lieu d’augmenter la taille des cristaux s’est mise à décroître et n’est plus là que de 2,5 mm2…………………………………………………………………………………………………………..Nous voilà conduits à penser que les températures du passé ont marqué les cristaux de glace ; plus elles étaient basses, plus ils seraient petits. En dessous de 400 mètres,(soit environ 10 000 ans BP, époque où le Sahara était vert et où la Terre était plus chaude d’environ 2 ° C), la diminution de taille liée au refroidissement l’emporterait sur la croissance liée à l’âge.Cette hypothèse sera confortée plus tard, après de savants calculs ; mais nous avons découvert sur le terrain, un indicateur des variations du climat

- page 89 :« Admettre que la glace de l’Antarctique est en état d’équilibre est donc une hypothèse très approximative. De plus , si l’on compare la neige accumulée chaque année au volume de glace, on obtient un « temps moyen de renouvellement » qui est de l’ordre de 15 000 ans ; dans son comportement, la calotte garde la mémoire des conditions passées, température et précipitations notamment, et ne saurait donc, par principe, être en équilibre avec les conditions climatiques d’un interglaciaire qui a commencé il y a seulement 10 000 ans, à la fin de la dernière glaciation » ( notes en italique et parties en gras par C.V )

C’est ainsi que pour le GROENLAND , dans les couches intermédiaires, on retrouve l’empreinte des températures passées, notamment celle du PAG et celle du Würm, suivant l’importance du flux de glace (car cela modifie le temps de résidence) et Dorthe Dahl Jensen et al. ont décrypté le signal température en fonction de la profondeur1 ( Voir ci-après )

Greenland palaeotemperatures derived from GRIP bore hole temperature and ice core isotope profiles : http://www3.interscience.wiley.com/journal/119246722/abstract?CRETRY=1&SRETRY=0

SIGFUS J. JOHNSEN 1,*DORTHE DAHL-JENSEN, WILLI DANSGAARD and NIELS GUNDESTRUP,

Geophysical Department, The Niels Bohr Institute for Astronomy, Physics and Geophysics, University of Copenhagen, Haraldsgade 6, DK-2200 Copenhagen N, Denmark

QUE DIT LE RAPPORT SCIENTIFIQUE DE L’IPCC ?

Il est disponible sur :http://www.ipcc-wg1.unibe.ch/publications/wg1-ar4/wg1-ar4.htmlVoir le sous-chapitre 4-6, seules les idées générales sont reprises avec

deux citations :

Bilan massique en bref :Le Groenland s’épaissit au centre, et s’amincit sur les bords.Pour l’Antarctique, la presqu’ile de l’Ouest s’amincit, alors que l’Est s’épaissit.( Les méthodes utilisées ont été abordées dans les CLIMATO précédents )Par ailleurs, retenons que : - L’altimétrie radar par les satellites permet d’accéder aux variations d’altitude des calottes sur des durées supérieures aux autres méthodes.- Les résultats obtenus par les différentes méthodes sont parfois contradictoires , avec des fourchettes d’erreur dont les moyennes ne sont pas forcément significatives. 1

Citation extraite de la Page 364 : GREENLAND ICE SHEETDifferent techniques have not fully converged quantitatively, with mismatches larger than formal error estimates suggesting structural uncertainties in the analyses, some of which were discussed above. The SRALT ( l’altimétrie radar par les satellites ) results showing overall near-balance or slight thickening, in contrast to other estimates, may result from the SRALT limitations over narrow glaciers discussed earlier.

Citation extraite de la Page 365: ANTARCTICA ICE SHEET As in the case of Greenland, the small number of measurements, lack of agreement between techniques, and existence of systematic errors that cannot be estimated accurately preclude formal error analyses and confidence limits There is no implication that the midpoint of the range given provides the best estimate.

MALGRÉ LES EFFORTS DÉPLOYÉS, NOUS NE DISPOSONS D’AUCUNE PREUVE IRREFUTABLE DU SENS DE VARIATION - POSITIF OU NÉGATIF - DU BILAN MASSIQUE DU GROENLAND ET DE L’ANTARCTIQUE

CONCLUSIONS

L’ouverture du fameux passage du Nord-Ouest reste une fable:

Les prévisions des modèles climatiques :Les modèles prévoient pour 2100, une augmentation de la température de plusieurs degrés dans les zones polaires , alors que la température des régions tropicales n’augmenterait que faiblement.(C’est la théorie de l’amplification polaire : l’action du CO2 est plus manifeste aux Pôles compte tenu des Températures qui y règnent et des concentrations plus faibles en vapeur d’eau)Ces prévisions sont contredites par les observations , que d’ailleurs les modèles ne

savent ni expliquer, ni reproduire.

A notre échelle de temps, la thèse d’un équilibre initial qui serait modifié par le CO2 anthropique s’avère infondée.( inertie thermique, effet de mémoire des glaces conduisent à des décalages de plusieurs millénaires),

Charles Vernin 15 Mai 2010

Voir également les références ci-dessous :Enregistrement des températures :

Base de données NASA-GISShttp://data.giss.nasa.gov/gistemp/station_data/

Données scientifiques IPCC (ou GIEC )Rapport «SCIENTIFIC BASIS» de l’I.P.C.C. de 2007 Ce document est disponible uniquement en Anglais et fait 1000 pages (c’est plutôt indigeste)C’est une source d’informations uniquement techniques, http://ipcc-wg1.ucar.edu/wg1/wg1-report.htmldont les incertitudes et les imprécisions sont explicitées.http://ipcc-wg1.ucar.edu/wg1/Report/AR4_UncertaintyGuidanceNote.pdf

Cartes de l’Arctique pour ceux qui ne trouveraient le GROENLAND dans les figures diffusées.http://www.athropolis.com/map.htm

ACIA-Rapport de synthèsehttp://www.acia.uaf.edu/pages/overview.html

Site Francophone de Jean MARTIN http://www.pensee-unique.fr/ Certainement le meilleur site, avec :

o les meilleures sources d’informations,o des analyses de qualité,o une absence de préjugés,

…Mais il faut y consacrer pas mal de temps… http://astrosurf.com/astrocdf67/dossier_divers/climatJC.pdf http://astrosurf.com/astrocdf67/dossier_divers/climatJC.pdf

Le changement climatique est-il d’origine Humaine ? Il s’agit d’un site et d’un dossier développé par J. C., astronome amateur.Le dossier est très clair, et très bien structuré. Toutefois, on peut regretter une vision trop réductrice du Rapport Scientifique 2007 de L’IPCC.

ACIA –Rapport Scientifiquehttp://www.acia.uaf.edu/pages/scientific.html

Marcel LEROUX : la Dynamique du Temps et du Climat (Masson Sciences) http://lcre.univ-lyon3.fr/