Chaos spatio-temporel

Voici les réflexions de Milanovic sur climat et chaos paru sur le site de Judith Curry, le 11 février dernier. Merci à Marot pour sa traduction.

On peut consulter la traduction de Swanson et Tsonis 2009 ici sur Skyfall.

[NdT : le chaos temporel est produit par des équations différentielles où la variable unique est le temps. Le chaos spatio-temporel est produit par des équations aux dérivées partielles à plus d’une variable, en particulier la position, c’est le cas des équations de Navier-Stokes. Le chaos engendré par des équations de récurrence relève du premier type car les items successifs peuvent être indexés sur le temps, exemples : xn+1 = xn + ½ (mod 1) ou xn+1 = 2xn (mod 1). n →tn, n+1 → tn+1, tn+1-tn = Delta t].

• • • • •

Certains scientifiques assimilent le chaos à l'aléatoire. Je considère que 90% sont dans cette catégorie.

Il y en a qui assimilent le chaos à Lorenz. Ils ont vu l'image de l’attracteur papillon un jour ou l’autre. Ils savent que le chaos n’est pas aléatoire mais pas beaucoup plus. 9% sont dans ce cas.

Il y a enfin les scientifiques qui savent ce qu'est le chaos et le comprennent vraiment. Il n'y en a que 1% et bien moins chez les climatologues.

Le chaos dont on pourrait et devrait parler à propos du climat est le chaos spatio-temporel.

Ce que l'on nomme théorie du chaos et que l’on associe souvent à Lorenz, fut en fait découvert il y a 100 ans par Poincaré, est le chaos temporel. C'est un paradoxe qu'il ait été découvert par Poincaré dans un système hamiltonien, la mécanique céleste, considéré pendant des siècles comme le mouvement mécanique déterministe parfait. Poincaré a démontré qu'un système gravitationnel à trois corps est chaotique et imprévisible. En fait, il n'est même pas statistiquement prévisible (ainsi vous ne pouvez pas mettre une probabilité sur l'événement «Mars sera éjecté du système solaire au bout de N années»).

Les scientifiques, y compris Poicaré lui-même, ont été occupés par les découvertes de la relativité et de la mécanique quantique et ont ignoré ces résultats pendant 60 ans. Puis Lorenz a trouvé le chaos dans la dynamique des fluides et la théorie du chaos temporel a commencé son lent développement.

Le point le plus important que chacun qui veut comprendre quelque chose à la théorie du chaos temporel doit assimiler, est que tout est affaire de géométrie dans un espace des phases de dimension finie. En d'autres termes, cela concerne mathématiquement des systèmes d'équations différentielles ordinaires non linéaires où toutes les inconnues sont des coordonnées de l'espace des phases et où l'état du système est parfaitement défini en un point P(t) dans l'espace des phases par  ses coordonnées (degrés de liberté). Si cela rappelle la mécanique hamiltonienne, c’est une bonne chose.
Tous les concepts «avancés» (bifurcations, changements, attracteurs, fractales) sont les enfants de la théorie du chaos temporel. Une règle de base simple est que s’il n’y a qu'une fonction du temps, alors le chaos peut être expliqué par la théorie du chaos. Mais la théorie du chaos ne s'applique pas à tous les problèmes qui nous amènent ici et voici pourquoi.

Il existe quelque chose de bien plus compliqué et de qualitativement radicalement différent du chaos temporel (lorenzien), c’est le chaos spatio-temporel. Il n'y a pas de théorie établie pour le chaos spatio-temporel. C’est une question pointue et peu de gens ont travaillé dessus ces dernières décennies. Le chaos spatio-temporel concerne la dynamique des motifs spatiaux. Mathématiquement, nous avons affaire à des champs décrits par des équations aux dérivées partielles non linéaires, l’équation de Navier-Stokes est un exemple. 
Le chaos spatio-temporel est aussi loin de la théorie du chaos temporel que la mécanique quantique l’est de la mécanique classique.

La plus grande difficulté vient de ce que la dimension finie de l'espace des phases est perdue. C'est pourquoi presque rien ne passe du chaos temporel au chaos spatio-temporel. Il n'y a ni d’attracteurs, ni de bifurcations, rien d’autre …. L'ensemble de l'appareil mathématique est à inventer à partir de zéro et il y faudra des décennies. Pour connaître l'état du système, nous devons connaître tous les champs en tout point; il y a une infinité non dénombrable de dimensions. Comme les champs sont couplés, le système produit tout le temps des ondes quasi-stationnaires. Une onde quasi-stationnaire est une figure spatiale qui oscille à la même place, répétant les mêmes formes spatiales dans le temps. Attention, dans un chaos spatio-temporel, ces ondes ne sont pas des invariants du système contrairement aux attracteurs qui sont les invariants du chaos temporel. Elles vivent un certain temps, puis changent ou disparaissent complètement.
Vous pouvez voir un chaos spatio-temporel en regardant une rivière rapide en montagne. Il y a des tourbillons de tailles différentes à différents endroits à différents moments. Mais si vous observez patiemment, vous remarquerez qu'il y a des endroits où il y a presque toujours des tourbillons qui ont presque toujours des dimensions semblables, ce sont les ondes quasi stationnaires du chaos spatio-temporel qui régit la rivière. Si vous perturbez l'écoulement, de nombreuses ondes quasi stationnaires peuvent disparaître. Ou très peu. Cela dépend.
Le temps et le climat sont des manifestations du chaos spatio-temporel d’une complexité incroyable, car il n'y a pas que les équations de Navier-Stokes, il y a encore plus de champs couplés. L’ENSO est un exemple d'une onde quasi stationnaire du système. 
Bien sûr, j'espère que le lecteur sait maintenant que l'ENSO ne peut pas être expliqué par quelque fonction du temps seulement (comme des indices, des séries chronologiques et autres), car si on le pouvait, nous aurions un chaos temporel classique où l'espace n'a pas d'importance. Nous aurions résolu le problème depuis longtemps. Mais comme le phénomène ENSO est un motif qui résulte de l'interaction de tous les champs dans le système, il dépend de façon cruciale de la façon dont ces champs interagissent dans l'espace. C'est pourquoi toutes les interprétations du phénomène ENSO (et d'autres ondes quasi stationnaires multidécennales) ne marchent pas. Les gens utilisent des fonctions (séries) temporelles qui ne peuvent évidemment pas prendre en compte toutes les interactions spatiales.
Il y a quelques exceptions comme Tsonis. J'ai écrit un long message dans le fil Tsonis [NdT : voir ci-dessous *], je ne le répèterai donc pas. Tsonis  progresse vers le chaos spatio-temporel en considérant qu’il y a interaction de plusieurs ondes, ce qui équivaut à introduire une certaine dose d'interaction spatiale. Bien sûr, comme Tsonis n’en prend que cinq, c'est un peu fruste pour discrétiser l'espace sur toute la planète, mais c'est un début.
La meilleure façon d'imaginer une théorie du chaos complet spatio-temporel est d'imaginer qu'il y a un oscillateur chaotique différent (comme le papillon de Lorenz) en chaque point de l'espace (il y en a donc une infinité) et qu'ils sont tous fortement couplés non linéairement entre eux et fonction du temps. Je ne dis pas qu'il ne peut pas y avoir quelques simplifications mais personne ne le sait aujourd'hui. La seule chose dont je suis raisonnablement sûr, c'est qu'il n'y aura pas de progrès dans la compréhension de quoi que ce soit par le chaos ou encore tant que l'on s’appuiera sur des béquilles de fonctions ou de séries qui ne dépendent que du temps.
C'est pour cela qu’il est complètement faux de dire que le climat est un problème de valeur aux limites.

Pour illustrer ce qu’est le vrai problème de la dynamique du climat, j'ai posté dans le fil Tsonis un lien vers cet article: Emergence of synchronization in complex networks of interacting dynamical systems Juan G. Restrepo, Edward Ott, Brian R. Hunt.  [NdT : voir ci-dessous **].

En dépit du fait que ce document apporte un résultat majeur et qu’il est le bon paradigme pour l'étude des systèmes chaotiques spatio-temporels à toutes les échelles de temps et donc pour le climat, je doute que personne ne l'ait lu. 
Il est probable que peu de gens aient compris l'importance à la fois du résultat et du paradigme. Bien sûr, le climat est plus difficile qu'un réseau d'oscillateurs chaotiques parce que, entre autres, les constantes de couplage varient dans le temps et que les dynamiques des oscillateurs non couplés ne sont pas connues. 
De même, l'hypothèse de quasi ergodicité faite dans le document n'est pas admise pour le climat.
Pourtant, même dans le cas général, il apparaît manifestement que le système ne suit aucune dynamique du type «tendance + bruit» mais présente au contraire des ruptures brusques, des oscillations pseudo périodiques et des changements à toutes les échelles de temps. Bien sûr, les comportements dans le cas où les constantes de couplage varient, sera beaucoup plus compliqué et ne sont pas étudiés dans le document.
Malheureusement, les gens qui travaillent sur ces problèmes ne sont pas intéressés par les sciences du climat et ceux qui travaillent en climatologie ne sont même pas conscients que ces questions existent, n'ont encore moins une formation adéquate et les outils pour en traiter. 
En ce qui concerne ces questions de paradigme, cela relève évidemment des questions non résolues et, autant que je sache, ce n'est que sur les blogs et entre autres sur le vôtre qu'elles sont discutées.
• • • • •

* Mise à jour: Tomas Milanovic offre ce résumé et cette interprétation de Tsonis (2007).
Références
Paru dans "Scenarios 2010-2040 part III Climate-shifts" sur le blog de J. Curry
Tsonis et al. 2007
Tsonis et al. 2010

Comme les documents de Tsonis donés en référence ne sont pas faciles à lire, je vais essayer de reprendre ce qu'il en est réellement pour vous et les lecteurs intéressés.

Tout d'abord, Tsonis ne fait pas de la théorie du chaos, il fait des statistiques.

Deuxièmement, le document important est 2007. 2010 est une mise à jour mineure qui n'a aucun intérêt en soi.

Troisièmement, le Tsonis & al 2007 peut être considéré comme mineur dans le domaine de la synchronisation des systèmes dynamiques au contraire des articles majeurs comme  l'article de Restrepo et all.

Je vais donc ne traiter que du document de 2007. Comme je l'ai écrit de multiples fois, la raison principale pour laquelle le chaos spatio-temporel n’est pas facile est le fait que l'espace des phases (l'espace des états du système) est de dimension infinie non dénombrable parce qu’à la variable temporelle habituelle, on ajoute les variables d'espace. C'est pourquoi on aborde toujours le chaos spatio-temporel par une discrétisation de l'espace, en prenant une grille ou un réseau qui transforme l’espace continu des fonctions en un nombre fini de nœuds de sorte que l'espace des phases soit de dimension finie.

Tsonis reconnaît que le climat est un système spatio-temporel chaotique, il cherche donc aussi une discrétisation spatiale. Bien sûr, comme le fait d'être chaotique ne signifie pas que les émissions de GES ne jouent aucun rôle (juste qu'elles jouent un certain rôle), il procède à la génuflexion obligatoire à l’orthodoxie RCA en disant que «… le climat a basculé après l'événement de 1970 dans un autre état plus chaud qui peut être superposé à une tendance au réchauffement d'origine anthropique». Cela doit lui permettre d'éviter les articles enflammés dans les journaux par les soupçonneux habituels.

Il discrétise en choisissant 4 indices, PDO, ENSO, NAO, NPO. Pourquoi ces quatre-là ? Eh bien, comme il s'intéresse à des échelles décennales, ce sont les principaux. De plus courts, il n’y en a pas et de plus longs ne peuvent être captés par cette méthode. Une remarque particulière mais importante : la signification physique de l'indice n'est pas pertinente parce que Tsonis s’intéresse à leur interaction. C’est le premier et dernier lien (faible) avec la théorie du chaos, ensuite ce ne sont que des statistiques.

Ayant un réseau à 4 nœuds (les 4 indices) et donc un espace de phase à 4 dimensions (un progrès énorme à partir d’une infinité non dénombrable), il a alors besoin d’une métrique. L'équation (1) définit d(t), la métrique de ce qui est nommé «synchronisation» dans le document. C’est en fait une moyenne des coefficients d’inter-corrélation entre les 4 indices pour une fenêtre glissante de 11 ans avec t au milieu de la fenêtre. Si d(t) = 0 alors tous les indices sont totalement corrélés entre eux et si d(t) = √2, alors chaque indice fait ce qu'il veut. La figure 1a montre le d(t). Comme les valeurs sont autour de 1, les indices sont assez décorrélés (ou non synchrones dans le vocabulaire de Tsonis). Rien de bien intéressant au bout.

Alors, arrive la contribution originale du document. Comme le but n'était pas de calculer les corrélations entre séries temporelles, ce qui a été fait un million de fois, mais les intensités de couplage entre les indices (et espérons-le, entre les processus physiques sous-jacents), le document définit une mesure de l’«intensité de couplage» dans l'équation (2).
Ici encore, comme dans l'équation (1), la terminologie est trompeuse car ce n'est pas vraiment un couplage qui est mesuré, mais la pertinence d'un prédicteur. Tsonis définit une «phase» pour chaque indice en prenant 3 points contigus. P.e. si les 3 points montent, la phase est 0, si elles descendent, la phase est π etc. Pour chaque t, il y a un vecteur de 4 phases Zn (n pour l'année) et Tsonis regarde la façon dont un prédicteur par moindres carrés peut prédire Zn +1 à partir de Zn. Si la prédiction est bonne, le «couplage» est dit fort et si la prédiction est mauvaise, le «couplage» est dit faible.
À ce stade, je voudrais critiquer très fortement le mot  «couplage». Le bon usage de la constante de couplage et la bonne définition du couplage sont donnés par ex dans le document que j'ai donné ci-dessus. Le «couplage» de Tsonis n’est évidemment rien de tel et pourtant il veut dire par là qu’avec un «bon» prédicteur, les systèmes physiques sous-jacents sont fortement couplés (c-à-d interagissent) ce qui est trompeur. Ici le «couplage» fort au sens Tsonis signifie simplement que les phases sont identiques, par exemple, si un indice monte, l'autre monte aussi, et inversement. Passons. La figure 1b montre le prédicteur de phase. Sa valeur est d'environ 0,5, donc le prédicteur n'est pas spécialement bon.
La dernière partie du document est un exercice de face-à-face. Tsonis ajoute la température moyenne et l'indice ENSO sous les graphes de la corrélation et de l'erreur de prédiction. Il fait alors observer qu'il y avait quatre (types de) minima sur la courbe de corrélation. Dans 3 des 4 cas, l'erreur du prédicteur a diminué (vocabulaire de Tsonis: le «couplage» a augmenté) et dans ces cas, la tendance de la température moyenne ainsi que la variabilité de l’ENSO ont changé de manière significative. Dans le 4e cas, le prédicteur est resté mauvais (faible «couplage») et rien de spécial ne s'est passé.
Conclusion de Tsonis : Lorsque les oscillations décennales sont synchronisées et que le couplage augmente, alors le système détruit la synchronisation et saute dans un nouvel état (inconnu) très différent.


Mon interprétation
: Quand les 4 indices sont assez fortement corrélés et qu’ils commencent à évoluer dans la même direction, ils se décorrèlent rapidement. 
Dans 3 des 4 cas du 20e siècle cette décorrélation coïncide avec un changement dans la tendance de la moyenne des températures. Sauter de cette modeste observation à une affirmation concernant le climat lui-même qui ne peut pas être résumé par une température moyenne seulement, est à tout le moins osé. Bien sûr, la question de savoir si les 4 indices sont un proxy univoque pour quelque chose de physique et de pertinent est ouverte.

Et ma conclusion : malgré les lacunes évidentes du papier (en particulier dans la mesure où le couplage est en cause), il suggère que le comportement des indices suit des pseudo-cycles de corrélation-décorrélation. Cette observation n'a pas de vertu prédictive, je ne pense donc pas que cela pourrait être utilisé dans votre souci d'élaborer un scénario décennal. Tout ce que Tsonis dit, est que le comportement (de l'indice, pas du système lui-même!) change de manière significative lorsque la corrélation est forte et le prédicteur bon. Cette situation s'est produite à nouveau en 2001. Ainsi, en accord avec Tsonis, quelque chose va changer ou a changé de manière significative. Comme son document n'est ni quantitatif ni prédictif, il ne peut pas dire ce qui va changer et comment.

Toutefois, le paradigme général qui considère le système Terre comme un réseau fini d’oscillateurs couplés (chaotique) est bon et si l'on a une idée du nombre d’oscillateurs, de leur fréquence moyenne et surtout des lois qui les régissent, il y aurait certainement une capacité prédictive. Le problème, pour lequel j'ai déjà donné des détails, est que ces oscillateurs ne sont pas en réalité causalement indépendants, mais qu’ils sont tous précisément des manifestations de la dynamique globale du système qui émergent localement. Le modèle d'oscillateur couplé n'est qu'une approximation qui serait probablement valable pour les seules prévisions à court terme (de l’ordre de la décennie).

** Article Emergence of synchronization in complex networks of interacting dynamical systems (Émergence de sysnchronisation dans des réseaux complexes de systèmes dynamiques en interaction) par Juan G. Restrepo, Edward Ott et Brian R. Hunt

Résumé (traduction)

Nous étudions l’émergence de cohérence dans les grands réseaux complexes de systèmes dynamiques hétérogènes en interaction. Nous montrons que pour une classe de systèmes dynamiques et de topologies de réseaux, il y a une intensité critique de couplage pour laquelle les systèmes franchissent une transition qui va du comportement incohérent vers un comportement cohérent. Nous trouvons que l’intensité critique de couplage où se produit cette transition est kc = (Zlambda)-1, où Z dépend seulement des dynamiques non couplées des systèmes individuels à chaque nœud et que lambda est la plus grande valeur propre de la matrice d’adjacence du réseau. Ainsi, le problème est séparé en deux parties, l’une dépendant seulement des dynamiques des nœuds, l’autre dépendant seulement de la topologie du réseau.
@@@@@@
Share on FacebookTweet about this on TwitterEmail this to someone
101.  Murps | 27/02/2011 @ 22:40 Répondre à ce commentaire

joletaxi (#89), bien vu jo.

Ce qui me stupéfie dans cet article,en dehors de toutes les possibles biais dans les mesures, les affirmations à nouveau exposées comme des vérités(on calcule le flux des IR ,à partir de t° mesurées de cette radiation, avec les difficultés que l’on suppose, en appliquant ce pauvre Bolzman,cela part très fort)c’est l’absence du mot évaporation.

C’est de la physique de base pourtant que la jonglerie avec les chaleurs latentes de l’eau.
On a l’impression que des « spécialistes » en physique radiative ont mal digéré (ou alors oublié) des notions de base.
Il y a un côté médiocre et pathétique dans ces articles…

102.  joletaxi | 27/02/2011 @ 23:05 Répondre à ce commentaire

Murps (#101),
il y a comme ça des problèmes passionnants,tels celui posé par Spencer.

Dans ce cas-ci,par exemple,après une lecture rapide de l’article référencé plus haut(je m’efforcerai d’y retourner),j’ai à nouveau un petit problème qui va me tarauder:que se passe-t-il exactement à la couche limite où l’eau passe de l’état liquide à l’état de vapeur?L’énergie qui vient des couches inférieures est-elle entièrement absorbée par le changement d’état, ou une partie est-elle susceptible d’être rayonnée?
Si vous avez des suggestions, elles seraient les bienvenues
Au plaisir de vous lire, ou tout autre intervenant .
En attendant je vous souhaite une bonne nuit

103.  the fritz | 27/02/2011 @ 23:30 Répondre à ce commentaire

Marot (#97),
Merci au deux, je me souvenais de ces paroles mais pensais qu’il l’avait exprimé ailleurs, tel que vous le relatiez
On se demande bien où ils vont la mettre , la chaleur manquante, après les abysses; peut-être dans la croûte; j’ai bien lu sur TDF que le réchauffement serait la cause des séismes , des tsunamis et des eruptions volcaniques, comme quoi tout ce que raconte Evelyne ne tombe pas dans l’oreille d’un sourd

104.  Murps | 28/02/2011 @ 0:12 Répondre à ce commentaire

joletaxi (#102),

L’énergie qui vient des couches inférieures est-elle entièrement absorbée par le changement d’état, ou une partie est-elle susceptible d’être rayonnée?

Il me semble que la thermo classique ne dit rien à ce sujet…
Je m’interroge avant d’aller me coucher, la nuit porte conseil.
😉

105.  Marot | 28/02/2011 @ 0:29 Répondre à ce commentaire

La surface des océans rayonne, c’est même en mesurant ce rayonnement que les satellites déterminent les températures de surface.
Je ne dis pas que c’est simple.

D’où vient l’énergie ? je n’en sais rien. Ce doit être affaire de températures relatives atmosphère-peau-couche inférieure.

106.  joletaxi | 28/02/2011 @ 11:12 Répondre à ce commentaire

Marot (#105),

Je m’interroge avant d’aller me coucher, la nuit porte conseil.
Au plus j’y réfléchis, au plus je trouve cette histoire de couche limite plus froide curieuse?

105. Marot | 28/02/2011 @ 0:29
La surface des océans rayonne

oui, mais que mesure-ton?
la couche limite qui rayonne?
la couche inférieure qui rayonne au travers de la couche limite déjà à l’état gazeux?
La couche limite au dessus de la surface .
Ou l’ensemble des 3 si elles existent?
Dans l’article en réf il est affirmé que la t° de l’air au dessus de l’eau est plus froide que la t° de celle-ci?Est-ce corroboré par des mesures?

107.  lemiere jacques | 28/02/2011 @ 18:41 Répondre à ce commentaire

Marot (#88),
je pense que cela vient du fait que en réalité les modèles ne représentent pas le climat , ils sont juste un calcul censé être plus réaliste de l’effet du CO2 en terme de sensibilité climatique…
ça ressemble plus à un calcul de perturbation…..

ça encore ça m’irait sur le principe…mais alors impossible et illusoire de faire des prévisions à trop long terme..et gonflé de prétendre voir un effet d’amplification..

Pour eux l’océan devient un réservoir thermique qui absorbe de temps à autre de la chaleur qu’elle restituera par la suite..de façon obscure et mal comprise .ça encore ça irait sauf que alors la correspondance entre les observations de la température de la basse atmosphère n’aurait aucune raison de suivre les modèles…

Je ne peux pas croire que des gens serieux soient convaincus tant que ce soit par les modèles…
la conviction est faite avant de les lancer….
bah si il aplus de CO2…modification de l’absorbtion ir…forçage…plus de chaleur….ça doit chauffer…
et si au lieu de faire des calculs de coins de table on utilisait des données plus réalistes?
Le problème est que cette philosophie de calcul ne devrait pas permettre de tirer des conclusions sur la possibilité d’une amplification.

108.  skept | 28/02/2011 @ 18:52 Répondre à ce commentaire

lemiere jacques (#107),

et si au lieu de faire des calculs de coins de table on utilisait des données plus réalistes?

Eh oui mais quelles données? Il m’est difficile d’aborder un seul sujet climatique sans constater que les mesures de base (passées, présentes) censées valider une conjecture sont d’une grande médiocrité, avec souvent des marges d’erreur du même ordre grandeur que les signaux recherchés. Je ne suis pas chercheur mais il me semble que dans le domaine expérimental, il est malaisé d’avancer très loin sans de bonnes mesures.

Je pense comme vous que ce n’est pas un argument suffisant pour jeter les sciences du climat par la fenêtre – après tout, elles font avec ce qu’elles ont. Mais en revanche, cela suffit pour jeter au panier toute la communication GIEC des résumés pour décideurs, avec ses absurdes « level of confidence » et « likely ». C’est un jargon politique pour décideurs politiques, pas une approche scientifique telle que je l’observe dans d’autres disciplines.

109.  joletaxi | 28/02/2011 @ 18:55 Répondre à ce commentaire

Et ma couche limite?

110.  lemiere jacques | 28/02/2011 @ 19:06 Répondre à ce commentaire

skept (#108),
tout à fait d’accord….
tout est dans le passage du statut d’hypothèse à celui de fait établi….
c’est du blabla d’expert….
joletaxi (#106),
en fait , en ce qui concerne les ir il ne vont pas loin dans la flotte donc…c’est la couche du dessus….
que la couche d’air à l’état gazeux soit plus froide ça peut se comprendre du point de vu physique vu sous l’aspect microscopique..mais c’est pareil ..c’est un raisonnement en terme d’echange radiatif, pas d’echange de chaleur..la mer clapote emprisonne de l’air dans des vagues…le vent arrache des gouttes….ça brasse pas mal

111.  Marot | 28/02/2011 @ 19:18 Répondre à ce commentaire

lemiere jacques (#107)
Merci pour votre réponse, la seule !

Effectivement vos arguments pour ne pas poser mes questions du (#88) sont forts. Qu’importent les discours et justifications si cela n’a au fond pas de sens (c’est mon résumé de ce que j’ai lu de vous).

Dans ce sens, je viens de lire un billet qui me paraît important de R. Pielke Sr. Il aborde les questions par l’angle de la « sensibilité ».

Des extraits qui me paraissent couvrir l’essentiel :

This view of a surface temperature anomaly expressed by “climate sensitivity” is grossly misleading the public and policymakers as to what are the actual climate metrics that matter to society and the environment. A global annual average surface temperature anomaly is almost irrelevant for any climatic feature of importance…
Global Warming (cooling) is an increase (decrease) in the heat (in Joules) contained within the climate system. The majority of this accumulation of heat occurs in the upper 700m of the oceans.
Global warming and cooling occur within each year…
Climate Sensitivity is the response of the statistics of weather (e.g. extreme events such as droughts, land falling hurricanes, etc), and other climate system components (e.g. alterations in the pH of the oceans, changes in the spatial distribution of malaria carrying mosquitos, etc) to a climate forcing (e.g. added CO2, land use change, solar output changes, etc). This more accurate definition of climate sensitivity is what should be discussed rather than the dubious use of a global annual average surface temperature anomaly for this purpose.

Ce point de vue d’une anomalie de température de surface exprimée par la «sensibilité du climat» induit tout à fait en erreur le public et les décideurs quant aux paramètres climatiques réels importants pour la société et l’environnement. Une moyenne globale annuelle d’anomalies de températures de surface est presque sans objet pour toute fonction climatique d’importance.

Le réchauffement (refroidissement) global est une augmentation (diminution) de la chaleur (en joules) contenue dans le système climatique. La plus grande partie de cette accumulation de chaleur se produit dans les 700m supérieurs des océans.
Le réchauffement et le refroidissement climatiques se produisent pendant chaque année…
La sensibilité du climat est la réponse des statistiques de la météo (p. e. événements extrêmes comme les sécheresses, ouragans sur les terres, etc.) et d’autres composantes du système climatique (p. e. modifications du pH des océans, changements dans la répartition spatiale des moustiques vecteurs du paludisme, etc.) à un forçage climatique (CO2 ajouté, changement d’affectation des terres, changements du rayonnement solaire, etc.). Cette définition plus adéquate de la sensibilité du climat est ce qui devrait être discuté plutôt que l’utilisation douteuse d’une anomalie moyenne annuelle mondiale des températures de surface.

112.  lemiere jacques | 28/02/2011 @ 19:25 Répondre à ce commentaire

lemiere jacques (#110),
et c’est un problème de beaucoup de raisonnements qui ne sont que radiatifs….

113.  lemiere jacques | 28/02/2011 @ 19:26 Répondre à ce commentaire

lemiere jacques (#111),
mais j’ai pas fait trop attention à l’article.

114.  skept | 28/02/2011 @ 20:56 Répondre à ce commentaire

Marot (#111),

Dans ce sens, je viens de lire un billet qui me paraît important de R. Pielke Sr. Il aborde les questions par l’angle de la “sensibilité”.

Merci du signalement. Pielke (père) fait partie des auteurs que je suis depuis longtemps, car il me semble avoir une position assez raisonnable (comme Curry). Et bien sûr légitime vu son impressionnant CV (un chercheur anonyme de chez Huet le qualifiait d' »abruti », cela m’a suffi pour me faire une idée sur ce chercheur-là). Le fils aussi est intéressant, pour la question de l’adaptation.

Pielke Sr défend notamment deux points qui me paraissent de bon sens. Si l’on s’intéresse aux changements de long terme, il faut regarder avec bien plus de précision le contenu de chaleur des océans sur 0-2000 m (et notamment les couches supérieures), car c’est le vrai régulateur énergétique-thermique du système. Si l’on s’intéresse aux températures de surface, et notamment là où vivent les humains puisque l’on parle d’un changement « dangereux » pour l’homme, il faut prendre en compte nettement mieux qu’on ne le fait les échanges énergétiques sous la couche-limite, particulièrement les modifications liées aux usages des sols (agriculture, urbanisme, déforestation, etc.). Dans l’un et l’autre cas, les mesures / modèles actuels sont assez médiocres.

La sensibilité au sens du GIEC s’intéresse en effet à un ∆T en surface et en réponse à un ∆F de forçage. C’est bien pour cela que son calcul est si problématique, et donne lieu à autant de solutions physiquement possibles dans un modèle : la surface est une couche intrinsèquement instable où se tiennent les échanges de chaleur latente / sensible, et seule une bonne simulation des océans (en dessous) et des nuages (au-dessus) permet de statuer sur ce qui se passera à long terme sur cette petite couche-là. On en est très loin.

Prenez n’importe quel lieu, ajoutez ou retranchez une part importante de végétation, mesurez les températures de surface avant / après… cela donne des changements importants. C’est une des raisons pour lesquelles plus de la moitié de l’humanité, habitant en ville, vit déjà avec des T supérieures de plusieurs degrés à celles que l’on mesure (ou est censé mesurer) loin de toute influence urbaine. En terme d’adaptation, on peut d’ailleurs imaginer des solutions d’urbanisme qui font baisser ces T urbaines assez facilement.

115.  lemiere jacques | 28/02/2011 @ 21:08 Répondre à ce commentaire

skept (#114),
et en ce sens et encore , il m’a toujours semblé assez curieux que « l’accord des modeles avec les temperatures de surfaces » satifasse le giec…

116.  lemiere jacques | 28/02/2011 @ 21:18 Répondre à ce commentaire

Marot (#111), pardon je n’avais pas vu votre réponse….
moi je dis ce que je pense des modèles d’un point de vue de spectateur……et je ne comprends l’utilisation qui en est faite….
je vois pielke et je suis d’accord….pour étudier le bazar il faudrait de bonne observables…et la seule auquelle j’ai jamais pensé est la quantité de chaleur dans le système entier….la suel qu’on puisse directement associer à un forçage global.

Non, non, en ce qui me concerne je pense que la conviction des gens est faite par les résultats des calculs de spectroscopiques qui aboutissent à un forçage thermique…

117.  lemiere jacques | 28/02/2011 @ 21:21 Répondre à ce commentaire

Marot (#111),
vous devriez réecouter l’exposé de morel , lien donné sur pensée unique c’est très interessant à ecouter et je crois qu’il repondait un peu à votre question d’une certaine façon

118.  Marot | 1/03/2011 @ 17:46 Répondre à ce commentaire

lemiere jacques (#117)
Je le connais bien et je le citais ici hier encore.

119.  lemiere jacques | 1/03/2011 @ 18:47 Répondre à ce commentaire

Marot (#118),
excellent en effet, il a le mérite de rappeler aussi des hypothèses utilisées somme base de raisonnement non exprimées par les gens qui modélisent…et aussi l’impasse méthodologique….
quand on voit comment les oscillations océaniques peuvent jouer sur le climat….ou plutot sur les températures de surfaces….qui sont vues comme un indicateur climatique global du climat!
quand on voit que sur la base du taux de CO2 et du forçage qu’il doit produire….certains se posent des question sur où est passée la chaleur perdue alors que on ne connait pas trop le bilan énergétique de la planète….
ça me fait penser à des gens qui pour savoir si le nombre de gens dans une salle bondée augmente ou diminue s’acharnent à compter les gens au lieu de se placer aux sorties pour voir ceux qui entrent et sortent…..

120.  Marot | 1/03/2011 @ 19:29 Répondre à ce commentaire

lemiere jacques (#119)

s’acharnent à compter les gens

alors qu’il y a des mouvements de foule.

Sorry, the comment form is closed at this time.