CHANGEMENTS CLIMATIQUES DANS LES MERS DE L’ARC ARCTIQUE EURASIEN/2

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A PROPOS DE L’INFLUENCE ANTHROPOGENIQUE SUR LES VARIATIONS DE L’ENGLACEMENT

Depuis les années 60, un nombre croissant de scientifiques se préoccupe de la concentration de gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Selon le rapport de 2007 du GIEC, la concentration de CO2, estimée à 383 ppm serait la plus élevée depuis 650.000 ans et peut-être même depuis les derniers 20 millions d’années. La croyance largement répandue est qu'une plus grande concentration de gaz à effet de serre réduirait les émissions de grande longueur d’onde de la Terre, ce qui provoquerait un accroissement de température de la troposphère et de la surface. Cette croyance est basée sur deux facteurs : (1) la température moyenne globale s’est accrue durant le 20ième siècle, comme le CO2 et (2) les modèles climatiques prévoient une augmentation importante de la température au 21ième siècle à mesure de l’accroissement des émissions de CO2.
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La majorité des modélisations du climat est faite sur une base globale, mais quelques études ont été faites pour prévoir les changements de l’englacement de l’Arctique dus à l’augmentation de gaz à effet de serre. Dans ce cas on a utilisé généralement des modèles couplés de circulation océan-atmosphère. En sus des gaz à effet de serre, certains modèles ont pris en compte l’influence des aérosols sulfurés qui se forment dans la troposphère en réponse au réchauffement et minimisent quelque peu le rôle des gaz à effet de serre. Les résultats de calcul de ces modèles montrent un accroissement significatif des températures du au doublement du CO2 au 21ième siècle. Cependant, ces modèles amplifient notablement cette augmentation de température  qui provoquerait une augmentation  de l’humidité atmosphérique. Ces modèles ont des difficultés à prendre en compte les effets dynamiques des nuages, aérosols, variations régionales de l’humidité, changements océaniques, variabilité des vents zonaux et autres paramètres. En fonction des hypothèses, les résultats peuvent varier considérablement. Par conséquent nous pensons que ces projections modélisées des variations futures de l’englacement sont peu fiables.
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Makshtas et al. (2007) ont montré que les reconstructions de températures SAT surestimaient significativement les valeurs réelles mesurées par les stations dérivantes ″Pôle Nord″ d’une valeur moyenne systématique de l’ordre de 1,2°C durant les mois d’été. Il semble y avoir des erreurs importantes dans l’estimation de la nébulosité et de l’humidité de l’air par les modèles, ce qui amène des distorsions dans les valeurs de flux thermique et par conséquent de l’épaisseur de la glace et de sa concentration.

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Peu de ces modèles ont tenté d’analyser la variabilité de la température globale dans le passé. Il est intéressant de noter que la température a chuté de 1940 à 1978 alors que les émissions de CO2 augmentaient. Plusieurs études ont tenté d’expliquer cela avec des modélisations incluant les effets négatifs des aérosols, mais ils semblent susciter plus de questions qu’ils n’en résolvent.

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Généralement, bien que les modèles climatiques soient basés sur la physique, ils incluent inévitablement un certain nombre de paramètres ajustables issus des variations passées. D'après les auteurs, il n’y a pas un seul modèle climatique basé sur la physique fondamentale avec des paramètres ajustables qui aient été l’objet de tests rigoureux par rapport aux données climatiques réelles. Les modélisateurs du climat semblent partir du principe que le climat terrestre devrait continuer sans changement, sauf en raison des émissions de gaz à effet de serre. Ils ne prennent pas en considération la possibilité que des cycles climatiques naturels puissent agir indépendamment des effets induits par l’accumulation de gaz à effet de serre. Comme il a été montré au Chapitre 4, la variabilité cyclique des climats Arctiques est prouvée. En outre, il existe des preuves considérables de la variabilité dans le passé du climat global comme l’Optimum médiéval (de 900 à 1100) et le Petit Age Glaciaire (de 1600 à 1850). Ces fluctuations semblent aussi importantes que l’augmentation de température du 20ième siècle, ceci sans contribution de gaz à effet de serre.
La figure 5.1 montre les anomalies de température d’après les données instrumentales sur 140 ans comparées à la consommation de pétrole. La courbe de consommation pétrolière est exponentielle, alors qu’on distingue bien des cycles de 60 ans dans l’évolution de la température. On peut donc en conclure qu’il n’y a pas de lien direct entre la consommation de combustibles fossiles et l’augmentation de la température globale.
Consommation de pétrole (WFC) et anomalie de température globale de surface, 1861-2000

Figure 9 : Consommation de pétrole (WFC) et anomalie de température globale de surface, 1861-2000. (Klyashtorin and Lyubushin, 2003).

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Plusieurs études bien connues (dont l’effet de serre adiabatique) citées par les auteurs réfutent la théorie du RCA, pour arriver à la conclusion que ″les variations de températures observées dans le bassin Arctique sont, sous beaucoup d’aspects, incohérentes avec les changement climatiques présumés par les modèles climatiques en réponse à l’effet de serre″.
Après avoir cité nombre d’études ″inorthodoxes″ et montré que de nombreux scientifiques réfutent la théorie de l’effet de serre, les auteurs citant Mark Twain,   ″faire des prédiction est difficile, particulièrement lorsqu’il s’agit du futur″, trouvent que les théories de l’effet de serre anthropogénique présentent les faiblesses suivantes :
  • Il y a d’importantes divergences dans les résultats des simulations de changement climatique utilisant des modèles couplés atmosphère-océan, qui témoignent des incertitudes inhérentes aux modèles.
  • Ces modèles sont incapables de simuler les changements climatiques historiques véritables.
  • Il y a toujours eu des fluctuations du climat terrestre de l’amplitude du réchauffement du 20ième siècle.
  • Il est prouvé que le réchauffement global a commencé avant l’émission à grande échelle de CO2 et le rythme de réchauffement n’a que peu changé avec l’augmentation des émissions.
De même, les changements de comportement de l’englacement du bassin Arctique sont principalement liés à des phénomènes cycliques n’ayant rien à voir avec l’effet de serre.

INFLUENCE DE L’ACTIVITE SOLAIRE SUR LE CLIMAT ET L’ENGLACEMENT

L’activité solaire englobe des phénomènes physiques complexes générant des variations dans les émissions électromagnétiques et corpusculaires. Les différents indicateurs d’activité sont : l’index des taches, la durée du cycle, les modifications du diamètre, les index géomagnétiques et de vents solaires, etc. Le plus largement utilisé est le nombre de Wolf qui exprime le nombre relatif de taches et leur groupement sur le disque solaire visible. Les variations du nombre de Wolf ont permis de trouver leur cyclicité  (″loi de Schwabe-Wolf″, Vitinsky 1973, Rapp 2008). La durée moyenne du cycle est actuellement de 11,1 ans, mais elle a largement varié dans les siècles passés. Les cycles sont répertoriés dans un système connu sous le nom de numération de Zurich. D’autres indicateurs discutés plus loin sont aussi utilisés dans des études. Plusieurs indicateurs incluent des cycles de 22 ans et de 80-90 ans.

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L’opinion des scientifiques sur le rôle du Soleil dans le changement climatique diffère notablement, de la négation complète de tout rôle (Monin, 1969) jusqu’à lui attribuer le contrôle complet des changements climatiques et de l’étendue de l’englacement. Le premier à faire des recherches sur les rapports entre l’activité solaire et l’englacement fut Vize (1944). En comparant l’englacement de la mer de Barents avec les nombres de Wolf annuels, il trouva des coefficients de corrélation relativement élevés quoique changeant de signe d’une période à l’autre.

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Dès 1954-1955, Maksimov proposa  une méthode basée sur le cycle de 11 ans mais prenant aussi en compte un cycle de 6 ans généré par la marée polaire et un cycle de 19 ans en lien avec une déclinaison de marée lunaire de longue période. En 1967 Kovalev trouva que l’inversion du signe de la relation englacement/Soleil se produit lors d’une inversion de phase avec des périodes géophysiques plus courtes (6-8 ans). D’autres études postérieures ont identifié un cycle solaire magnétique de 22 ans dans les variations des glaces des mers arctiques, cycle corrélé à l’inversion de signe du champ magnétique solaire d’un cycle à l’autre. Des développements ultérieurs ont amené Sleptsov-Shevlevich et Zakharov en 1996 à prendre en considération un cycle de 100 ans généré par le Soleil pour la prévision à long terme de l’englacement, ce qui les a amené à prévoir un maximum d’englacement dans certaines régions arctiques autour de 2023. Cette revue  de la littétrature scientifique sur les relations de l’englacement avec l’activité solaire, qualifiée par les auteurs comme loin d’être complète, indique la présence de mécanismes peu étudiés qui peuvent affecter ces relations. Les études des variations de champs de pression causées par l’activité solaire mettent en lumière des ondes permanentes de l’atmosphère terrestre, avec des périodes correspondant aux cycles connus de l’activité solaire. La table 5.1 montre la l’importance de l’activité solaire sur la variabilité des champs de pression atmosphérique de l’Océan arctique en utilisant les valeurs moyennes de ″vorticité″ durant les années de croissance et de décroissance de l’activité solaire en nombres de Wolf.
Nombre de Wolf (ΣW), indices cycloniques des régions occidentales (J1) et orientales (J2) de l’Océan Arctique et englacement total (× 1000 km²) des régions occidentales (L1) et orientales (L2).

Table 1 : Nombre de Wolf (ΣW), indices cycloniques des régions occidentales (J1) et orientales (J2) de l’Océan Arctique et englacement total (× 1000 km²) des régions occidentales (L1) et orientales (L2).

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La relation entre l’activité solaire et les champs de pression dans l’Arctique influence un ensemble de facteurs déterminant la variabilité à long terme de l’état de la glace dans les mers Arctiques. L’un de ces facteurs est l’exportation de glace vers la mer du Groenland. Un comparatif mensuel de la glace passant par le détroit de Fram pour la période 1946-1999 a été effectué et rapproché des derniers cycles d’activité solaire. Il a été trouvé que l’exportation augmente avec le nombre de Wolf pour les cycles impairs et diminue durant les cycles pairs.

De même, les variations de la température de l’air de surface des océans  suivent les variations du nombre de Wolf. Les fluctuations annuelles de la température globale de l’air de surface montrent une périodicité semblable à l’activité solaire : les cycles de Schwabe (11 ans), de Hale (22 ans) et de Fritz (environ 60 ans) sont également évidents pour le champ magnétique solaire et les aurores boréales.

Taches solaires observées et simulées pour 1611-2005

 

Figure 10 : Taches solaires observées et simulées pour 1611-2005 (Nagovitsyn et al., 2004; Nagovitsyn, 2007). (1) approximation polynomiale de puissance 6. (2) Filtre FFT sur 11 ans.

Les courbes lissées de la figure 5.4 suggèrent des cycles d’une durée de 200 ans environ. On y voit clairement la période la plus froide du dernier millénaire, connue sous le nom de minimum de Maunder. Les températures globales les plus élevées se produisent lorsqu’il y a conjonction des cycles de Hale et de Fritz : 1880, 1940, 2000… et 2060. Ce qui est une preuve supplémentaire de l’existence d’un cycle climatique de 60 ans. Les différentes études suggèrent que des changements importants de la circulation atmosphérique pourraient avoir pour origine l’activité solaire. Cependant, les mécanismes physiques de l’interaction entre le Soleil et la troposphère n’ont pas encore été trouvés. Les auteurs recensent et commentent ensuite les différentes hypothèses voulant expliquer cette relation.
Cela va de l’influence possible sur la gravité jusqu’à celle des flux de particules solaires. Les observations par satellite et radio sonde ont montré que le vent solaire cause le réchauffement et l’expansion de la couche supérieure de l’atmosphère terrestre et on se demande quels sont les mécanismes de transfert d’énergie entre la stratosphère, la magnétosphère et la troposphère. Plusieurs hypothèses mettent en cause la pression du vent solaire mais les explications sur les mécanismes divergent.
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D’après les auteurs, il est possible que les modifications de la structure de la tropopause causées par la pression du vent solaire amène des changements significatifs de la circulation atmosphérique. Si une pression accrue du vent solaire est accompagnée par un creusement de l’anticyclone d’Islande, alors la question de la relation ambiguë de PSW  avec l’englacement des mers du Groenland et de Barents d’une part, et l’englacement dans le détroit de Davis d’autre part s’éclaircit. Le creusement de la dépression provoque un accroissement de l’advection de chaleur vers les premières régions et de froid aux secondes, et vice versa (NdT : À confronter avec les modèles de Marcel Leroux). Les faits semblent confirmer cette hypothèse.

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L’INFLUENCE POSSIBLE D’AUTO OSCILLATIONS DANS LE SYSTEME OCEAN-GLACE-ATMOSPHERE

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Shuleikin affirme qu’il s’agit d’un système auto oscillant. Les oscillations entretenues de certains systèmes diffèrent des autres processus oscillants en ce sens qu’il n’est pas besoin de forçage périodique pour les entretenir. Différentes études ont été effectuées en se basant sur l’hypothèse d’auto-oscillation, avec différents mécanismes qu’il serait trop long de détailler ici.

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