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mardi 14 mars 2017

Pourquoi tant de variation dans les estimations de la hausse du niveau des océans? Qui croire?

J'essaie d'être une source d'information fiable mais je dois composer avec les informations et études scientifiques disponibles et courantes ; la science (la compréhension) évolue constamment... et très rapidement dans le domaine de la science climatique.
Pour comprendre pourquoi les estimations de la hausse du niveau des océans varient tellement, il faut savoir qu'il y a différentes méthodes pour en faire l'évaluation. À chaque année quand ce n'est pas aux six mois, on apprend que la fonte s'accélère ; que le niveau des océans va grimper plus haut et plus tôt que prévu...

     Commençons par le GIEC puisque c'est l'estimation la plus citée

Ce qu'il faut savoir c'est qu'à cause du lent processus de rédaction et de révisions, les rapports du GIEC, lorsqu'ils paraissent, sont appuyés sur des études scientifiques (révisées et approuvées par des pairs) vieilles d'au moins deux ans. Le processus de révision d'une étude scientifique peut à lui seul prendre 2 ans, parfois plus. Donc, entre une découverte ou une série d'observations faites scientifiquement, deux ans de délai avant  que nous en soyons informés et encore 2 ans avant que le GIEC n'en tienne compte.. À cause de l’engouement du public pour l'astronomie et du caractère différent de cette science, les  découvertes astronomiques nous parviennent beaucoup plus rapidement

Dans leur 5e rapport (AR5) paru en 2013, le GIEC prévoyait une hausse du niveau des océans d'un mètre au maximum. Mais le GIEC n'a pas inclus la fonte des calottes et glaciers dans ses prévisions ; ils ne savaient pas comment modéliser la fonte car c'est un processus très complexe et en science, on ne parle que de ce qu'on sait calculer, de ce qui est établi et vérifiable. Donc, la hausse prévue du niveau des océans dans le 5e rapport du GIEC est très principalement attribuée à la dilatation de l'eau sous l'effet de la chaleur qui a l'époque, était la cause principale de la hausse du niveau des océans.

Le prochain rapport du GIEC devrait paraître en 2018, sa rédaction est déjà entamée.

     Les estimations de fonte selon les modèles



La taille des carrés est ce qu'on
appelle la résolution du modèle.
Pour faire un modèle, ils découpent un territoire en grille. Selon leur position respective dans la réalité, on attribue un taux de fonte à chaque carré déduit selon la température moyenne connue et d'autres facteurs ayant un impact sur la fonte.

Vu que la réalité contient des variables qu'on a aussi programmé dans le modèle, on fait tourner la simulation plusieurs fois ce qui donne une "fourchette de prévisions" exemple, 10 à 20 cm de hausse du niveau des océans pour cette portion. Mais ces simulations numériques sont généralistes ; chaque carré de la grille comporte, dans la réalité, des complexités dont les modèles ne tiennent pas encore compte et qui sont par surcroît, très difficiles à prendre en compte.

La majorité des modèles de fonte sont basés uniquement sur la température atmosphérique, ils passent donc à coté de beaucoup de facteurs, comme l'écoulement de l'eau sur, dans et sous la glace et ne tiennent pas compte non plus des irrégularités et anomalies de la surface comme l'assombrissement de la neige, voyons tout ça de plus près.


     Ce dont les modèles de fonte des calottes et glaciers ne tiennent pas compte

La glace des calottes n'est pas, n'est plus en fait, lisse et blanche. La fonte, la pollution, les cendres, etc. changent l'aspect de tout ; comme ces crevasses quasi impossibles à modéliser ; du sombre, du blanc, du sale, de l'eau ; comment tenir compte de tous les différents taux de fonte d'un paysage comme celui-ci?
Des crevasses à l'origine surprenante. Quand les glaciers s'écoulent vers la mer, ils ont tendance à s'étirer, c'est cet étirement de la glace qui cause les crevasses de ce genre qu'on voit sur l'image ci-dessous. Cet étirement augmente la surface de fonte et la glace doit aussi avoir perdu en densité. Encore un phénomène complexe trop difficile à résumer en formules mathématiques (pour le moment) servant à programmer les modèles de fonte.

"Si en politique on nous dit de suivre la trace de l'argent, au Groenland, il faut suivre la trace de l'eau."

Des lacs de fonte comme on voit ici se forment et disparaissent parfois subitement . Lorsque ces lacs sont à la surface, ils augmentent le taux de fonte car leur teinte foncée absorbe beaucoup plus de chaleur venant du soleil alors que la glace blanche réfléchit ce rayonnement vers l'espace ; un autre facteur de fonte important dont les modèles ne peuvent encore tenir compte faute de formulations mathématiques.
L'eau plus chaude de ces lacs de fonte s'enfonce via des trous qu'on nomme "moulins" dans les couches sous-jacentes qui ramollissent ce qui créé parfois l'équivalent de nappes phréatiques faisant aussi fondre le Groenland de l'intérieur.
Des gens explorent un "moulin". L'intérieur du Groenland se transforme en fromage suisse. Source
Aussi, l'eau coule souvent jusqu'au fond rocheux et va lubrifier les glaciers par le dessous ce qui augmente la vitesse à laquelle ils glissent vers l'océan, et ce n'est évidemment pas pris en compte dans les modèles.

Même où la neige paraît blanche, du moins à vue d'oeil, les instruments nous révèlent qu'elle s'est assombrie ; un autre facteur qui pris à grande échelle accroît irrémédiablement le taux de fonte. Ce qui complique aussi les choses, c'est que le climat en Arctique se dérègle ; il y a de nos jours des périodes atteignant parfois deux mois sans aucune précipitation sur certains secteurs du Groenland et quand la neige fond, les saletés restent en surface ; la teinte prend alors l'apparence d'un stationnement et accroît de beaucoup le taux de fonte.
Oui oui, c'est bien une partie de la surface du Groenland ; la glace est sous la crasse.
Station d'instruments de mesure climatiques sur la calotte. Les conditions de travail sont de plus en plus dangereuses, voyez ces fissures récentes.
De très près, voici à quoi ressemblent d'autres sections qui paraissent orangées, même vu depuis l'espace. Ce sont des micro-algues qui s'installent avec la chaleur accrue et l'ensoleillement. Ça fait à peine quelques années qu'on a remarqué ce phénomène qui, évidemment, prend de l'ampleur à mesure que le climat se réchauffe et n'est pas pris en compte dans les modèles de fonte...
Ça aussi n'est pas pris en compte dans les modèles de fonte.

Cette section a été extraite de la conférence du glaciologue Jason Box ci-dessous. Pour consulter ses travaux : http://jasonbox.net/
Pour conclure la section modélisation, on pourrait dire que les modèles tentent de rattraper la réalité.
     La méthode comparative

On compare la période actuelle avec une période antérieure comme l'a fait James Hansen dans une étude qui a regroupé de 17 scientifiques et dont j'ai parlé dans cet article antérieur.

Des données datant de la précédente période interglaciaire, l'Eémien d'il y a de 131 000 à 114 000 ans (voir Wikipédia Fr) qui démontrent que, même si cette période était d'environ 1°C moins chaude (parce que l'axe de rotation était un peu moins incliné à l'époque à cause des cycles orbitaux de Milankovitch) qu'aujourd'hui (2015) que le niveau des océans était de 5 à 9 mètres plus élevé ; on doit donc s'attendre à cette hausse. Cependant l'étude de Hansen ne dit pas en combien de temps le niveau des océans va monter, il mentionne 50 ans, 100 ans et 200 ans.

C'est très peu probable que le niveau des océans monte progressivement. On doit s'attendre plus loin dans le temps à des hausses relativement rapides comme cela s'est produit dans le passé de la Terre. L'impulsion de fonte 1A, [... avec des taux estimés de 27 mm/an à 65 mm/an.]


     Une méthode vraiment pas scientifique

Il y a une troisième méthode pour évaluer la hausse du niveau des océans, la méthode "ingénieur". Elle n'est absolument pas scientifique...

Comment un ingénieur aborde-t-il la situation? Crayon, papier et un calcul simple basé sur deux données facilement disponibles.
1- le taux de fonte annuel
2- la période à laquelle le taux de fonte double (ou triple).

Le taux de fonte moyen du Groenland  280 ± 58 Gt/an.
Lors de l'année 2012-2013, le Groenland a perdu 474 Km3 de glace.

Des résidence très vulnérables. Source Ben Strauss, bstrauss@climatecentral.org

Le taux de fonte de l'Antarctique est d'environ 118 Gt/an selon la NASA et triple aux 10 ans en plusieurs endroits de l'Ouest de l'Antarctique. Qu'on le double aux 6-7 ans ou qu'on le triple aux 10 ans, ça revient sensiblement au même.

Le fait que le taux de fonte du Groenland ait récemment doublé en 4 ans est-il une nouvelle tendance ou une exception? Depuis ce temps (2014), la température moyenne globale a grimpé de plus de 0,3°C et donc du double ou du triple dans l'Arctique (0,6°C à 0,9°C) de hausse de la température en 3 ans! La Terre n'a jamais rien connu de tel.

Vu que les modèles numériques (simulations) et que la méthode comparative ne permettent pas de faire des prévisions utilisables, reste la "méthode ingénieur" ; un calcul simple qu'on peut faire sur un bout de papier : nous connaissons le taux de fonte savons qu'il triple (environ) aux 10 ans. Ça semble être le moyen le plus "juste" de prévoir le taux de montée du niveau des océans, mais ce n'est pas scientifique.

Le graphique qui suit est basé uniquement sur la hausse du niveau des océans attribuable à la fonte du Groenland. Le taux de fonte initial (2017) est établi à 300 Gt/an.
NOTE 1 : Un Km cube de glace = 1 milliard (1 Gigatonne) de tonnes d'eau.
NOTE 2 : Cela prend 380 Km3 pour élever le niveau des océans de 1mm.
Le Groenland serait donc complètement fondu vers 2085 et à lui seul, aurait fait grimper de 7,2 mètres le niveau global moyen des océans du globe. Selon l'étude comparative de James Hansen, ça cadre parfaitement dans ses prévisions (5 à 9 mètres) si on utilise la valeur intermédiaire de 75 ans.
La fonte en Antarctique, selon la même méthode de calcul, ajouterait 3,9 mètres aux 7,2 mètres pour un total de 11,1 mètres de hausse atteint en 2085. En 2045, ça fait déjà 1,43 mètres de plus aux océans ; adieu beaucoup de grandes villes, le Bangladesh, une grande portion de la Floride, etc.

Je vous recommande quand même de vous éloigner des côtes pendant que votre résidence a une bonne valeur ; ce n'est pas les climato-négationnistes qui manquent pour vous la racheter. J'ai appris cette semaine qu'en Floride, les résidences près de la côte sont de plus en plus difficiles à vendre.

     Variation du niveau des océans au cours des âges

Rappelons que la civilisation humaine n'existe que depuis 10 000 ans : quand nous avons entrepris l'agriculture. Nous sommes dans la période géologique de l'Holocène. D'autres parlent d’Anthropocène (l'ère de l'Homme), puisque nous affectons toute la biosphère et le climat, surtout depuis les derniers 50 ans, mais des géologues disent que l’Anthropocène sera un sujet d'étude pour les géologues dans quelques dizaines de milliers d'années.

Ce sont les variations orbitales nommées paramètres de Milankovitch qui sont la cause de l’alternance des périodes glaciaires et interglaciaires, et ce sont ces périodes qui déterminent le niveau des océans ; dans un âge glaciaire le niveau des océans diminue car l'eau se transfère dans les calottes polaires ; et lors d'un âge interglaciaire, la glace fond et fait remonter le niveau des océans.
L'étendue de la glace lors du dernier âge glaciaire.
Les périodes chaudes sont les périodes dites interglaciaires ; c'est à cause de la reprise d'activité des végétaux et du dégel que le taux de CO2 augmente et le CO2 étant un gaz à effet de serre, il participe à aussi la hausse de la température.

Les derniers 500 000 ans en climat : quatre âges glaciaires, de mini-âges glaciaires et quatre périodes interglaciaires...
Adapté depuis le graphique d'une des études de James Hansen par l'océanographe John Englander
Dans les conditions actuelles, je ne sais pas qui vous recommander de croire, mais vous avez du choix...

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Si vous mettez un gros monticule de glace sur votre table, vous noterez que ça prend du temps avant que la glace commence à fondre, qu'elle fondra de plus en plus vite, et qu'elle prendra plus de temps à fondre s'il fait 2°C dans votre cuisine que s'il y fait 22°C ; il fait encore relativement frais dans l'Arctique, pourtant, le Groenland fond déjà rapidement. Nous n'en sommes qu'au début.

Il y a beaucoup d’inertie dans la fonte des calottes glaciaires ; ça pourrait prendre 200 ans de fonte (ou plus) avant que le niveau des océans n'atteigne l'équilibre avec la température actuelle... car le niveau des océans est directement dépendant de la température moyenne globale. Mais la température va apparemment continuer de grimper jusqu'à au moins 4°C de réchauffement global moyen (mesure qui ne tient pas compte de la hausse importante de la température des océans).

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Je me répète : bien que la hausse du niveau des océans paraisse catastrophique, elle demeure un inconvénient mineur comparé à la hausse de la température ou l'acidification des océans.