Selon tous les modèles climatiques en vigueur, la température de la basse couche de l’atmosphère (troposphère) devrait augmenter autant ou plus vite que celle de la surface (sols et mers). Problème de taille : les satellites n’enregistrent pas cette hausse. Selon les données les plus fiables, le gain serait compris entre 0,05°C et 0,13°C par décennie dans les moyennes couches de la troposphère, contre 0,18°C en surface. Ce qui suggère que les températures de surface sont mal mesurées. Ou que les modèles sont faux. Ce sont pourtant les mêmes modèles « infaillibles » qui nous promettent une chaleur tropicale pour le présent siècle.
La mesure des températures de surface est loin d'être parfaite. Outre l'effet parasite des îlots de chaleur urbain, on peut mentionner les défauts suivants :
- faible couverture des terres (30 % environ), notamment dans les pays en voie de développement dont les priorités économiques ne sont pas à l'entretien, a fortiori à l'extension, des stations météo ;
- faible couverture des mers (les navires à stations météorologiques sont en voie de disparition), biais de beau temps (les marins choisissent les routes maritimes qui minimisent les tempêtes) et inconstance des séries satellitaires (elles dépendent de la couverture nuageuse pour mesurer la température au niveau de la mer) ;
- instruments inadaptés (les stations météorologiques ne sont pas des stations climatologiques, c'est-à-dire qu'elles n'ont pas été conçues pour enregistrer avec précision des variations minimes sur le long terme).
Les différentes couches de l'atmosphère
Pour pallier ces défauts, les climatologues se sont tournés vers des instruments a priori plus fiables, dont la fonction est de mesurer la température (entre autres choses) de toutes les couches de l'atmosphère. L'atmosphère terrestre est une vaste enveloppe composée de gaz, de nuages et d'aérosols. Sa masse, sa température et sa pression évoluent à mesure que l'on prend de l'altitude. On distingue la troposphère (0-10 km), la stratosphère (10-50 km), la mésopshère (50-80 km), la thermosphère (80-500 km) et, au-dessus, l'exosphère. Ces niveaux sont séparés par des couches intermédiaires portant le nom du niveau inférieur auquel on ajoute le suffixe pause (tropopause, stratopause, mésopause). Ils sont essentiellement distingués par leurs profils thermiques, qui découlent de leur composition gazeuse et de leur densité : la température alterne des phases de décroissance (troposphère, mésosphère) et de croissance (stratosphère, thermosphère). Ce gradient thermique alterné s'accompagne d'un gradient de pression décroissant en fonction de l'altitude (de 1013 hPa au sol à moins de 1 hPa dans la mésopshère). L'isohypse de 500 hPa, situé à environ 5560 m d'altitude, sépare l'atmosphère en deux parties de masse égale (la masse de la couche inférieure vaut à peu près celle de la couche supérieure, ce qui signifie que la part la plus importante de la masse, et donc de la pression qui en résulte, se trouve dans les basses couches).
Ci-contre : les différentes couches de l'atmosphère (source : Université du Wisconsin).
C'est dans la troposphère (basse couche de l'atmosphère) que se déroule l'essentiel des phénomènes physiques déterminant les climats de la terre. Sa hauteur varie selon que l'on situe aux pôles (cellule polaire de 7 à 8 km d'épaisseur) ou aux tropiques (cellule de Hadley de 15 à 17 km d'épaisseur). Les variations importantes de température et de pression y engendrent la circulation atmosphérique global (courants-jets, anticyclones, dépressions, etc.). Mesurer la température de cette troposphère est donc un enjeu d'importance. Tous les modèles climatiques aujourd'hui en vigueur prédisent qu'un réchauffement terrestre (de surface) consécutif aux activités humaines doit se traduire par un réchauffement troposphérique d'amplitude supérieure.
Les outils utilisés pour enregistrer la température de la troposphère sont les ballons radiosondes et les satellites. Mais ces données plus récentes, que l'on imaginerait volontiers plus fiables, ont en fait suscité au moins autant de réserves et de débats que les températures du sol.
Les ballons radiosondes
Les ballons radiosondes sont des émetteurs radio envoyés depuis le sol dans une nacelle, le ballon étant gonflé à l'hélium ou à l'hydrogène. Les premiers sondages de ce type ont été effectués à la fin des années 1920 (1929, depuis le domaine de Trappes en France). Ils se sont vraiment généralisés dans les années 1940, d'abord pour des raisons militaires. On dispose donc de séries datant de cinquante ou soixante ans. Mais la qualité de ces séries longues est extrêmement médiocre. Du fait de leur usage initialement militaire, les ballons sondes n'avaient pas pour objectif prioritaire une mesure exacte de la température et de la pression dans la troposphère (plutôt la vitesse et la direction des vents d'altitude). Pour la même raison, chaque pays a développé sa propre technologie dans un souci d'indépendance, rendant très difficile l'harmonisation des données. Et comme tous les instruments de mesure, les ballons sondes sont soumis à des biais d'enregistrement. Le principal est ici le forçage thermique dû à la radiation solaire. Certaines mesures par radiosonde donnent ainsi des discontinuités de 3°C dans les basses couches de la stratosphère (Parker 1997) - alors que les climatologues débattent sur des ordres de grandeur de 0, 05 °C !
Malgré ces défauts, plusieurs séries de données corrigées et homogénéisées ont pu être extraites des ballons sondes, même si leur précision fait encore débat (pour un exemple récent Sherwood 2005). La première est américaine (NOAA) et compile les données de 87 stations d'envoi de ballons dans le monde. Elle est connue sous l'appellation de LKS (Lanzante, Klein, Seidel) du nom des trois chercheurs qui en ont assuré la paramétrisation. La deuxième est anglaise (Hadley Center attaché au Met Office) et concerne plus de 400 stations. Elle a connu et connaît encore des raffinements successifs dus à l'homogénéisation avec les autres données de radiosondes ou de satellites, et cela selon la couche de l'atmosphère enregistrée (versions HadRT2.1s, HadRT2.2, HadRT2.3, HadAT). La troisième base de données est russe et provient de l'Institut de recherche pour l'information hydrométéorologique (RIHMI). Plus de 800 ballons sondes sont ici concernés.
La base de données Ratpak-a (NOAA), dérivée des corrections LKS, obtient un réchauffement de latropopshère (850-300 hPa) de 0,14°C/ décennie entre 1979 et 2005. Soit 0,4°C de moins que la surface (environ le quart de la variance).
Les satellites
Les satellites météorologiques ont été mis en orbite à partir de la décennie 1970 (MeteoSat, premier satellite français, en 1977). La mesure par infrarouge, qui est la plus évidente pour la chaleur, souffre de la piètre transparence de l'atmopshère dans ses spectres, notamment du fait de l'humidité et de la couverture nuageuse. Les séries continues proviennent donc de la radiométrie en micro-ondes (données MSU pour microwave sounding unit et AMSU pour advanced microwave sounding unit). Les quatre canaux des radiomètres sont calibrés pour recevoir et interpréter les données de chaque couche de l'atmosphère (LT pour basse troposphère, de 0 à 8 km ; MT pour midtroposphère, de 0 à 18 km ; LS pour basse stratosphère, de 15 à 23 km ; TS pour troposhère et stratosphère). Ce sont les satellites météorologiques polaires américains qui, depuis 1979, enregistrent ainsi l'évolution globale de le température de l'atmosphère. Les principales bases de données sont gérées par deux équipes : le RSS (Remote Sensing Systems) à San Rafael (Californie), animé par Carl Mears et Frank Wentz, et l'UAH (Université de l'Alabama, Huntsville), dirigé par John Christy et Roy Spencer.
A première vue, les données satellitaires semblent échapper aux incertitudes des mesures au sol et des ballons sondes. Il n'en est rien. Les équipes du RSS et de l'UAH sont ainsi en désaccord sur certaines de leur série, dont les données dévient au-delà de la variance normale. Une première raison tient à la calibration des instruments de mesure eux-mêmes. Une deuxième tient à la dérive orbitale des satellites, qui fait légèrement varier l'heure de la journée où la mesure de la température est effectuée. Une troisième réside dans des biais statistiques relatifs à la méthode utilisée pour intercalibrer les différentes séries de chaque satellite. Dans ce débat hautement technique, et ne faisant intervenir que très peu de chercheurs, le consensus est toujours fragile.
L'équipe de l'UAH a été la première à traiter systématiquement les données satellitaires. Aujourd'hui encore, elle est la seule à les comparer, enregistrement par enregistrement, avec les autres données disponibles (notamment celles des ballons-sondes) pour obtenir des grandeurs physiques fiables. Ce point est important : les chercheurs de l'UAH ne cherchent pas à valider ou invalider des modèles climatiques, mais se contentent de mesurer la température pour alimenter les modèles. Or, dès le début des années 1990, John Christy et Roy Spencer ont attiré l'attention des chercheurs sur une anomalie : les données de l'atmosphère ne corroborent pas celles des relevés de surface. Les températures de la troposphère entre 1979 et 1998 (couche 800-200 hPa) montrent par exemple des variations non significatives entre -0,03°C et +0,04°C, au lieu du réchauffement graduel attendu (Christy 2000).
Divers ajustements ont été opérés depuis, qui ont conduit à revoir ces premières estimations à la hausse (par exemple Prabhakara 2000) ou à leur trouver des interprétations, jugés cependant peu convaincantes par la majorité des chercheurs (par exemple Santer 2000). Une autre analyse des données satellitaires (canal MSU2) proposée par l'équipe de Mears donnait en 2003 une valeur légèrement plus élevée (0,097 +/-0,02 °C / décennie), mais qui reste inférieure à celle du réchauffement terrestre (0,17°C) (Mears 2003). L'année suivante, l'équipe de Quiang Fu a proposé un nouveau mode de calcul permettant de recalibrer à la hausse les données des satellites, notamment au niveaux des Tropiques (Fu 2004). Mais cette méthodologie a été vivement critiquée pour ses biais statistiques conduisant à un "réchauffement artificiel" des mesures (Tett 2004).
La dernière correction en date, concernant essentiellement la dérive orbitale diurne, a été suggérée en novembre 2005 par l'équipe du RSS (Mears 2005). Quoique fort médiatisée, elle n'apporte pas de changements très importants (l'amplitude des corrections entrait déjà dans la marge d'erreurs des calculs de l'UAH). Par ailleurs, les données de Christy et Spencer (UAH) restent actuellement plus proches des données indépendantes issues des ballons sondes. La fiabilité des nouvelles données corrigées à la hausse par Mears et al. oblige donc de supposer des erreurs de mesure dans les ballons-sondes (Sherwood 2005)... ce qui finit par ressembler à une mesure ad hoc ! "Le danger est de corriger les données pour les conformer aux modèles au lieu de les mesurer de manière indépendante", souligne Roy Spencer.
Ci-contre : les dernières mesures en date (recalibrées fin 2005) montrent que la troposphère se réchauffe plus lentement que la surface. Courbe bleue : mesures de surface. Courbe rouge : mesures satellitaires (RSS). Courbe jaune : mesures satellitaires (UAH).
Dans leur plus récente estimation, les chercheurs obtiennent un réchauffement moyen par décennie de 0,13°C pour l'UAH et de 0,192 °C pour le RSS entre 1979 et 2005, cela dans la basse troposphère (ce chiffre n'inclut toutefois que la zone 70°S-82,5°N et exclut donc l'essentiel de la masse antarctique, qui refroidit depuis deux décennies). Concernant la couche moyenne de la troposphère, la plus représentative car non modifiée par des biais de surface des basses couches ou le reroidissement stratosphérique des hautes couches, les enregistrements varient de 0,05°C (UHA) et 0,14°C (RSS) par décennie. Or, le réchauffement constaté au sol à été de 0,18°C sur cette même période. Cela signifie que le réchauffement de la troposphère reste inférieur (ou au mieux équivalent dans les basses couches pour le RSS) à celui de la surface. Problème : les modèles actuellement en vigueur prédisent l'inverse à savoir un réchauffement supérieur de la troposphère, de l'ordre de 30 %. L'atmosphère devrait donc avoir enregistré une hausse minimale de 0,22 °C par décennie, ce qui n'est pas le cas.
Par ailleurs, en projection, l'équipe de Mears aboutit à un réchauffement de 1,9°C par siècle, celle de Christy anticipe une hausse de 1,23°C. Dans les deux cas, on est bien loin des valeurs catastrophiquement hautes de la fourchette 1,5-6 °C des modèles climatiques en vigueur au GIEC.
Conclusion
- Les données des ballons sondes et des satellites ne font pas l'objet d'un consensus scientifique.
- La base de données la plus fiable à ce jour pour les satellites (UAH) car la mieux corrélée aux données indépendants des ballons sondes ne corrobore pas un réchauffement rapide et récent de l'atmosphère comparable aux données du sol.
- Bon nombre de "corrections" à la hausse suggérées ces dernières pour les données brutes des satellites et des ballons-sondes ressemblent à des artifices statistiques visant à les rendre conformes aux prévisions des modèles, au lieu de produire des séries indépendantes permettant de valider ou d'invalider les mêmes modèles.
- Les deux principales bases de données (UAH, RSS) contredisent les modèles climatiques en vigueur selon lesquels la troposphère doit se réchauffer aussi vite ou plus vite que la surface, et cela surtout aux Tropiques.
- Les données satellitaires appuient l'hypothèse d'un mauvais enregistrement des températures au sol, dû à une probable surestimation des zones urbaines dans la mesure globale, et réduisent donc la responsabilité supposée des émissions humaines de gaz à effet de serre dans l'évolution récente du climat.
- Ces mêmes données montrent aussi le caractère encore rudimentaire des modèles climatiques, dont la simulation du comportement thermique des gaz à effet de serre dans l'atmosphère est à l'évidence encore à améliorer.
A lire aussi sur ce site
Entretien avec John Christy
Références
Pour consulter les données satellite des différentes couches de l'atmosphère (mises à jour mensuellement) :
UAH : http://vortex.nsstc.uah.edu/data/msu/t2/uahncdc.mt
RSS : http://www.ssmi.com/msu/msu_data_description.html
Christy J. et al. (2000), MSU tropospheric temperatures: Dataset construction and radiosonde, comparison, J. Atmosp. & Oceanic Technol., 17, 1153-1170.
Fu Q. et al. (2004), Contribution of stratospheric cooling to satellite-inferred tropospheric temperature trends, Nature, 429, 55-58
Mears C.A. et al. (2003), A reanalysis of the MSU Channel 2 tropospheric temperature record, Journal of Climate, 16, 3650-3664
Mears, CA et FJ Wentz (2005), The effect of diurnal correction on satellite-derived lower troposphere temperature, Science, 309, 1548-1551.
Parker D.E. et al. (1997), A new global gridded radiosonde temperature data base and recent temperature trends, Geophysical Research Letters, 24, 1499-1502.
Prabhakara Jr. C. et al. (2000), Global warming: Evidence from satellite observations, Geophysical Research Letters, 27, 21, 3517-3520.
Santer B.D. et al. (2000), Interpreting diffrential trends at the surface and in the lower troposphere, Science, 287, 1227-1232
Sherwood S.J. et al., Radiosonde daytume biases and late 20th century warming, Science, 309, 1556-1559
Tett S., P. Thorne (2004), Tropospheric temperature series from satellite, Nature, doi:10.1038/nature03208.
La mesure des températures de surface est loin d'être parfaite. Outre l'effet parasite des îlots de chaleur urbain, on peut mentionner les défauts suivants :
- faible couverture des terres (30 % environ), notamment dans les pays en voie de développement dont les priorités économiques ne sont pas à l'entretien, a fortiori à l'extension, des stations météo ;
- faible couverture des mers (les navires à stations météorologiques sont en voie de disparition), biais de beau temps (les marins choisissent les routes maritimes qui minimisent les tempêtes) et inconstance des séries satellitaires (elles dépendent de la couverture nuageuse pour mesurer la température au niveau de la mer) ;
- instruments inadaptés (les stations météorologiques ne sont pas des stations climatologiques, c'est-à-dire qu'elles n'ont pas été conçues pour enregistrer avec précision des variations minimes sur le long terme).
Les différentes couches de l'atmosphère
Pour pallier ces défauts, les climatologues se sont tournés vers des instruments a priori plus fiables, dont la fonction est de mesurer la température (entre autres choses) de toutes les couches de l'atmosphère. L'atmosphère terrestre est une vaste enveloppe composée de gaz, de nuages et d'aérosols. Sa masse, sa température et sa pression évoluent à mesure que l'on prend de l'altitude. On distingue la troposphère (0-10 km), la stratosphère (10-50 km), la mésopshère (50-80 km), la thermosphère (80-500 km) et, au-dessus, l'exosphère. Ces niveaux sont séparés par des couches intermédiaires portant le nom du niveau inférieur auquel on ajoute le suffixe pause (tropopause, stratopause, mésopause). Ils sont essentiellement distingués par leurs profils thermiques, qui découlent de leur composition gazeuse et de leur densité : la température alterne des phases de décroissance (troposphère, mésosphère) et de croissance (stratosphère, thermosphère). Ce gradient thermique alterné s'accompagne d'un gradient de pression décroissant en fonction de l'altitude (de 1013 hPa au sol à moins de 1 hPa dans la mésopshère). L'isohypse de 500 hPa, situé à environ 5560 m d'altitude, sépare l'atmosphère en deux parties de masse égale (la masse de la couche inférieure vaut à peu près celle de la couche supérieure, ce qui signifie que la part la plus importante de la masse, et donc de la pression qui en résulte, se trouve dans les basses couches).
Ci-contre : les différentes couches de l'atmosphère (source : Université du Wisconsin).
C'est dans la troposphère (basse couche de l'atmosphère) que se déroule l'essentiel des phénomènes physiques déterminant les climats de la terre. Sa hauteur varie selon que l'on situe aux pôles (cellule polaire de 7 à 8 km d'épaisseur) ou aux tropiques (cellule de Hadley de 15 à 17 km d'épaisseur). Les variations importantes de température et de pression y engendrent la circulation atmosphérique global (courants-jets, anticyclones, dépressions, etc.). Mesurer la température de cette troposphère est donc un enjeu d'importance. Tous les modèles climatiques aujourd'hui en vigueur prédisent qu'un réchauffement terrestre (de surface) consécutif aux activités humaines doit se traduire par un réchauffement troposphérique d'amplitude supérieure.
Les outils utilisés pour enregistrer la température de la troposphère sont les ballons radiosondes et les satellites. Mais ces données plus récentes, que l'on imaginerait volontiers plus fiables, ont en fait suscité au moins autant de réserves et de débats que les températures du sol.
Les ballons radiosondes
Les ballons radiosondes sont des émetteurs radio envoyés depuis le sol dans une nacelle, le ballon étant gonflé à l'hélium ou à l'hydrogène. Les premiers sondages de ce type ont été effectués à la fin des années 1920 (1929, depuis le domaine de Trappes en France). Ils se sont vraiment généralisés dans les années 1940, d'abord pour des raisons militaires. On dispose donc de séries datant de cinquante ou soixante ans. Mais la qualité de ces séries longues est extrêmement médiocre. Du fait de leur usage initialement militaire, les ballons sondes n'avaient pas pour objectif prioritaire une mesure exacte de la température et de la pression dans la troposphère (plutôt la vitesse et la direction des vents d'altitude). Pour la même raison, chaque pays a développé sa propre technologie dans un souci d'indépendance, rendant très difficile l'harmonisation des données. Et comme tous les instruments de mesure, les ballons sondes sont soumis à des biais d'enregistrement. Le principal est ici le forçage thermique dû à la radiation solaire. Certaines mesures par radiosonde donnent ainsi des discontinuités de 3°C dans les basses couches de la stratosphère (Parker 1997) - alors que les climatologues débattent sur des ordres de grandeur de 0, 05 °C !
Malgré ces défauts, plusieurs séries de données corrigées et homogénéisées ont pu être extraites des ballons sondes, même si leur précision fait encore débat (pour un exemple récent Sherwood 2005). La première est américaine (NOAA) et compile les données de 87 stations d'envoi de ballons dans le monde. Elle est connue sous l'appellation de LKS (Lanzante, Klein, Seidel) du nom des trois chercheurs qui en ont assuré la paramétrisation. La deuxième est anglaise (Hadley Center attaché au Met Office) et concerne plus de 400 stations. Elle a connu et connaît encore des raffinements successifs dus à l'homogénéisation avec les autres données de radiosondes ou de satellites, et cela selon la couche de l'atmosphère enregistrée (versions HadRT2.1s, HadRT2.2, HadRT2.3, HadAT). La troisième base de données est russe et provient de l'Institut de recherche pour l'information hydrométéorologique (RIHMI). Plus de 800 ballons sondes sont ici concernés.
La base de données Ratpak-a (NOAA), dérivée des corrections LKS, obtient un réchauffement de latropopshère (850-300 hPa) de 0,14°C/ décennie entre 1979 et 2005. Soit 0,4°C de moins que la surface (environ le quart de la variance).
Les satellites
Les satellites météorologiques ont été mis en orbite à partir de la décennie 1970 (MeteoSat, premier satellite français, en 1977). La mesure par infrarouge, qui est la plus évidente pour la chaleur, souffre de la piètre transparence de l'atmopshère dans ses spectres, notamment du fait de l'humidité et de la couverture nuageuse. Les séries continues proviennent donc de la radiométrie en micro-ondes (données MSU pour microwave sounding unit et AMSU pour advanced microwave sounding unit). Les quatre canaux des radiomètres sont calibrés pour recevoir et interpréter les données de chaque couche de l'atmosphère (LT pour basse troposphère, de 0 à 8 km ; MT pour midtroposphère, de 0 à 18 km ; LS pour basse stratosphère, de 15 à 23 km ; TS pour troposhère et stratosphère). Ce sont les satellites météorologiques polaires américains qui, depuis 1979, enregistrent ainsi l'évolution globale de le température de l'atmosphère. Les principales bases de données sont gérées par deux équipes : le RSS (Remote Sensing Systems) à San Rafael (Californie), animé par Carl Mears et Frank Wentz, et l'UAH (Université de l'Alabama, Huntsville), dirigé par John Christy et Roy Spencer.
A première vue, les données satellitaires semblent échapper aux incertitudes des mesures au sol et des ballons sondes. Il n'en est rien. Les équipes du RSS et de l'UAH sont ainsi en désaccord sur certaines de leur série, dont les données dévient au-delà de la variance normale. Une première raison tient à la calibration des instruments de mesure eux-mêmes. Une deuxième tient à la dérive orbitale des satellites, qui fait légèrement varier l'heure de la journée où la mesure de la température est effectuée. Une troisième réside dans des biais statistiques relatifs à la méthode utilisée pour intercalibrer les différentes séries de chaque satellite. Dans ce débat hautement technique, et ne faisant intervenir que très peu de chercheurs, le consensus est toujours fragile.
L'équipe de l'UAH a été la première à traiter systématiquement les données satellitaires. Aujourd'hui encore, elle est la seule à les comparer, enregistrement par enregistrement, avec les autres données disponibles (notamment celles des ballons-sondes) pour obtenir des grandeurs physiques fiables. Ce point est important : les chercheurs de l'UAH ne cherchent pas à valider ou invalider des modèles climatiques, mais se contentent de mesurer la température pour alimenter les modèles. Or, dès le début des années 1990, John Christy et Roy Spencer ont attiré l'attention des chercheurs sur une anomalie : les données de l'atmosphère ne corroborent pas celles des relevés de surface. Les températures de la troposphère entre 1979 et 1998 (couche 800-200 hPa) montrent par exemple des variations non significatives entre -0,03°C et +0,04°C, au lieu du réchauffement graduel attendu (Christy 2000).
Divers ajustements ont été opérés depuis, qui ont conduit à revoir ces premières estimations à la hausse (par exemple Prabhakara 2000) ou à leur trouver des interprétations, jugés cependant peu convaincantes par la majorité des chercheurs (par exemple Santer 2000). Une autre analyse des données satellitaires (canal MSU2) proposée par l'équipe de Mears donnait en 2003 une valeur légèrement plus élevée (0,097 +/-0,02 °C / décennie), mais qui reste inférieure à celle du réchauffement terrestre (0,17°C) (Mears 2003). L'année suivante, l'équipe de Quiang Fu a proposé un nouveau mode de calcul permettant de recalibrer à la hausse les données des satellites, notamment au niveaux des Tropiques (Fu 2004). Mais cette méthodologie a été vivement critiquée pour ses biais statistiques conduisant à un "réchauffement artificiel" des mesures (Tett 2004).
La dernière correction en date, concernant essentiellement la dérive orbitale diurne, a été suggérée en novembre 2005 par l'équipe du RSS (Mears 2005). Quoique fort médiatisée, elle n'apporte pas de changements très importants (l'amplitude des corrections entrait déjà dans la marge d'erreurs des calculs de l'UAH). Par ailleurs, les données de Christy et Spencer (UAH) restent actuellement plus proches des données indépendantes issues des ballons sondes. La fiabilité des nouvelles données corrigées à la hausse par Mears et al. oblige donc de supposer des erreurs de mesure dans les ballons-sondes (Sherwood 2005)... ce qui finit par ressembler à une mesure ad hoc ! "Le danger est de corriger les données pour les conformer aux modèles au lieu de les mesurer de manière indépendante", souligne Roy Spencer.
Ci-contre : les dernières mesures en date (recalibrées fin 2005) montrent que la troposphère se réchauffe plus lentement que la surface. Courbe bleue : mesures de surface. Courbe rouge : mesures satellitaires (RSS). Courbe jaune : mesures satellitaires (UAH).
Dans leur plus récente estimation, les chercheurs obtiennent un réchauffement moyen par décennie de 0,13°C pour l'UAH et de 0,192 °C pour le RSS entre 1979 et 2005, cela dans la basse troposphère (ce chiffre n'inclut toutefois que la zone 70°S-82,5°N et exclut donc l'essentiel de la masse antarctique, qui refroidit depuis deux décennies). Concernant la couche moyenne de la troposphère, la plus représentative car non modifiée par des biais de surface des basses couches ou le reroidissement stratosphérique des hautes couches, les enregistrements varient de 0,05°C (UHA) et 0,14°C (RSS) par décennie. Or, le réchauffement constaté au sol à été de 0,18°C sur cette même période. Cela signifie que le réchauffement de la troposphère reste inférieur (ou au mieux équivalent dans les basses couches pour le RSS) à celui de la surface. Problème : les modèles actuellement en vigueur prédisent l'inverse à savoir un réchauffement supérieur de la troposphère, de l'ordre de 30 %. L'atmosphère devrait donc avoir enregistré une hausse minimale de 0,22 °C par décennie, ce qui n'est pas le cas.
Par ailleurs, en projection, l'équipe de Mears aboutit à un réchauffement de 1,9°C par siècle, celle de Christy anticipe une hausse de 1,23°C. Dans les deux cas, on est bien loin des valeurs catastrophiquement hautes de la fourchette 1,5-6 °C des modèles climatiques en vigueur au GIEC.
Conclusion
- Les données des ballons sondes et des satellites ne font pas l'objet d'un consensus scientifique.
- La base de données la plus fiable à ce jour pour les satellites (UAH) car la mieux corrélée aux données indépendants des ballons sondes ne corrobore pas un réchauffement rapide et récent de l'atmosphère comparable aux données du sol.
- Bon nombre de "corrections" à la hausse suggérées ces dernières pour les données brutes des satellites et des ballons-sondes ressemblent à des artifices statistiques visant à les rendre conformes aux prévisions des modèles, au lieu de produire des séries indépendantes permettant de valider ou d'invalider les mêmes modèles.
- Les deux principales bases de données (UAH, RSS) contredisent les modèles climatiques en vigueur selon lesquels la troposphère doit se réchauffer aussi vite ou plus vite que la surface, et cela surtout aux Tropiques.
- Les données satellitaires appuient l'hypothèse d'un mauvais enregistrement des températures au sol, dû à une probable surestimation des zones urbaines dans la mesure globale, et réduisent donc la responsabilité supposée des émissions humaines de gaz à effet de serre dans l'évolution récente du climat.
- Ces mêmes données montrent aussi le caractère encore rudimentaire des modèles climatiques, dont la simulation du comportement thermique des gaz à effet de serre dans l'atmosphère est à l'évidence encore à améliorer.
A lire aussi sur ce site
Entretien avec John Christy
Références
Pour consulter les données satellite des différentes couches de l'atmosphère (mises à jour mensuellement) :
UAH : http://vortex.nsstc.uah.edu/data/msu/t2/uahncdc.mt
RSS : http://www.ssmi.com/msu/msu_data_description.html
Christy J. et al. (2000), MSU tropospheric temperatures: Dataset construction and radiosonde, comparison, J. Atmosp. & Oceanic Technol., 17, 1153-1170.
Fu Q. et al. (2004), Contribution of stratospheric cooling to satellite-inferred tropospheric temperature trends, Nature, 429, 55-58
Mears C.A. et al. (2003), A reanalysis of the MSU Channel 2 tropospheric temperature record, Journal of Climate, 16, 3650-3664
Mears, CA et FJ Wentz (2005), The effect of diurnal correction on satellite-derived lower troposphere temperature, Science, 309, 1548-1551.
Parker D.E. et al. (1997), A new global gridded radiosonde temperature data base and recent temperature trends, Geophysical Research Letters, 24, 1499-1502.
Prabhakara Jr. C. et al. (2000), Global warming: Evidence from satellite observations, Geophysical Research Letters, 27, 21, 3517-3520.
Santer B.D. et al. (2000), Interpreting diffrential trends at the surface and in the lower troposphere, Science, 287, 1227-1232
Sherwood S.J. et al., Radiosonde daytume biases and late 20th century warming, Science, 309, 1556-1559
Tett S., P. Thorne (2004), Tropospheric temperature series from satellite, Nature, doi:10.1038/nature03208.
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