Le réchauffement climatique

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Message par bbes le Ven 30 Oct 2020 - 11:04

Salut/

Du factuel aux incertitudes, je vous propose ici un fil plus direct sur la question climatique.

Aperçu global:

- Vapeur d'eau:

Aujourd'hui, intéressons-nous à ce paramètre,

Voici l'état du réchauffement climatique, avec un des nombreux outils qui permettent d'en rendre compte, l'évolution de la vapeur d'eau en quantitatif sur la colonne. C'est de mon point de vue un des visuels les plus irréfutables qui soit.

Bien qu'à l'échelle du climat, les relevés satellites datent de hier soir, on a néanmoins des séries qui s'inscrivent dans une durée qui répond à la rigueur de la durée minimale pour le qualificatif climat, soit >=30 ans.

Les données présentées sur ce graphique sont issues de relevés bruts en provenance de satellites de la nasa, puis traitées par la base du RSS (Remote Sensing Systems). J'essaie au final de tenir à jour un graph en y incorporant les données nouvelles ou les corrections de biais d'étalonnage (devenus non-visibles à l'œil nu) 1 à 2 fois/an.

J'ai retenu les 2 plages pour lisser et éventuellement calculer la corrélation entre les régions tropicales, et les latitudes moyennes/hautes. Tout simplement parce qu'aucune littérature ne réfute pour le moment que l'écart de pente entre les 2 zones, ne puisse pas à un moment, montrer une décorrélation.

En revanche le trend en jaune, est basé sur les relevés en zone tropicale, tout simplement car une grosse part de la distribution planétaire provient de ces zones.
Dernier truc, en dehors du bruit habituel, on note quelques pics plus importants ponctuels. Des artefacts qui correspondent tout simplement à la respiration de l'ENSO, qui s'exprime au travers des évènements niño/niña :

Le réchauffement climatique W_epd3
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Message par bbes le Sam 31 Oct 2020 - 11:06

Saluton!

-Réseau de stations:

On poursuit avec cette fois le réseau de mesures au sol (à 2m sous abri ventilé).
Les stations météorologiques dispersées sur la surface continentale bénéficient d'un historique sur de nombreuses décennies, certaines d'entre-elles dépassent d'ailleurs le relevé séculaire.

Les données ne sont pas validées en valeur brute, mais doivent subir une authentification pour être intégrées à la base qui sert ensuite de support d'analyse à l'évolution climatique.

Autre contrainte, la répartition géographique des stations, un algorithme ne remplace que difficilement des zones vierges de stations, c'est pourquoi l'évaluation de la répartition à toute son importance.

Aussi, une station qui donne des données fausses n'est pas forcément jetée d'emblée à la poubelle, si elle surchauffe en médiane de 0.1°C, c'est plutôt facile à corriger par unité de temps d'intervalle, si c'est en moyenne alors il faudra déjà s'assurer plus finement de la dispersion des relevés.

Le cas le plus compliqué à gérer sur ce réseau est celui où la station relève correctement la T°C, mais a vu son environnement être modifié au fil des décennies. Exemple l'urbanisation galopante, avec l'effet îlot de chaleur urbain, ce qui nous fait alors entrer dans un microclimat, rendant ainsi caduque l'étude de la série de relevés sur une longue période.

Bon si c'est visible à l'œil nu, on jette, donc pas de souci, mais le plus souvent il va falloir utiliser une voire plusieurs méthodes statistique pour trahir une rupture de pente.

Ainsi, les stations sont catégorisées par 'classe' de fiabilité justement.  Ainsi en fonction du travail empirique souhaité, on utilisera plus ou moins de stations.

En résumé, on a ceci:*

Le réchauffement climatique Bilan_stations_snb1

Le réchauffement climatique Sphere_stations_edb9

Les relevés une fois validés sont publiés en open access en.txt , ce qui permet à n'importe quel intéressé de l'importer en sql par par exemple pour y exploiter telle ou telle requête.

Relevés (lien, connexion requise)

Liste_stations (lien, connexion requise)

Côté résultat:

Le réchauffement climatique Diag_stations_mtf9

* Il s'agit ici de la base de travail du GISS (NASA), nous verrons qu'il en existe d'autres.
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Message par bbes le Dim 1 Nov 2020 - 11:11

Salutations!

-La modélisation déterministe

Comme nous venons de le voir, le réseau de stations au sol est certes efficace, mais bien trop restreint géographiquement pour espérer en tirer une température moyenne planétaire avec une estimation qui a du sens.

Alors comment fait-on?

Et bien on modélise les zones vierges de relevés, pour attribuer à chacune d'entre-elles une température, avant d'en faire la moyenne.

C'est bien entendu complexe, on se contente pas d'une extension géographique obtenue par régression linéaire à partir des relevés physique (les stations).

Non, on utilise la dynamique atmosphérique à partir des équations qui décrivent l'interaction du couple océan/atmosphère.
La même modélisation, bien qu'à différentes échelles/niveau de détail, qui permet en bout de chaîne de faire de la prévision météo sur pictogramme à la télévision.

Il suffit de retenir un exemple, pour prévoir qu'il pleuve à telle heure sur cette région, il faut approcher le battement d'aile de chaque papillon à très grande échelle (dite supra-synoptique). Tout se tient, c'est le principe de l'interaction dynamique; et en ce sens la modélisation à su s'affranchir du problème de l'œuf ou de la poule. Nous verrons plus loin que cela n'est pas toujours vrai.

C'est ainsi que pour construire une température moyenne, on va obtenir des données, qui, traduites sur une carte donne ce genre d'approche:

Le réchauffement climatique Gfs_world-ced_t2anom_1-day

L'exemple ici, concerne la température d'aujourd'hui, on a beau être en temps réel, il s'agit bien d'une modélisation. Là cette carte présente l'anomalie de la température par rapport à sa moyenne fixe, bornée 1979/2000.
Lien (connexion requise)
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Message par bbes le Mer 4 Nov 2020 - 9:55

Hallo',

-La SST (sea surface température)

Autre indicateur simple et efficace, la sst, en particulier son anomalie qui permet d'établir un visuel rapide.
Il s'agit donc dans notre sujet en tout cas, d'obtenir une moyenne de la température des océans, sourcée en tout point du globe de dispersion homogène, pour faire ressortir une évolution temporelle.

On obtient une grande partie des données de la même manière que pour la T°C 2m, par la modélisation à partir des équations qui décrivent la dynamique. On charge ainsi les variables avec les données d'observations réelles.

A l'image des autres paramètres, plusieurs centres effectuent leurs analyses afin de garantir un cadre robuste dans l'exactitude de l'intervalle d'estimation.

Il me semble que la référence reste tout de même celle-ci (connexion requise).

Là aussi, beaucoup de bruit, qui devient faible quand on s'intéresse au signal basse fréquence (>= cinquantennale).

Exemple sur un mois:
Lien (connexion requise)
Le réchauffement climatique Sstsep10

Série chronologique:
Lien (connexion requise)
Le réchauffement climatique Serie_10
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Message par bbes le Dim 15 Nov 2020 - 10:52

Mirëdita',

-Température par satellite

Le potentiel est considérable avec ce type de mesure, avec comme argument phare, la couverture spatio-temporelle qui permet de mailler efficacement la surface de la planète.

L'exigence technique est importante puisqu'on entre dans un domaine de pointe, déjà de la conception au lancement du satellite, avant son placement en orbite, puis enfin ses mesures, et l'étalonnage pointu qui les accompagne.

Les instruments de mesure embarqués ne relèvent pas la température comme un thermomètre, mais mesurent des longueurs d'onde réémises.
Puis ces données sont convertis par des algorithmes complexes qui ont accouché dans la douleur, et continuent d'être perfectibles, donc améliorés.

En fait le relevé ne se fait pas sur sur un plan horizontal fixe comme une température à 2 m relevée par une station au sol.
Il est réalisé sur une épaisseur de l'atmosphère compartimentée par canaux pour obtenir des suivis, à l'intérieur du compartiment on applique un coefficient qui augmente crescendo à mesure que l'on se rapproche du centre de la couche ciblée.

Exemple l'épaisseur du canal TLT(basse troposphère) va être celui qui va permettre de s'approcher le plus des relevés établis par les stations terrestres.

Au final, on se retrouve aujourd'hui avec 2 bases actuellement en service, UAH, et RSS.
Et c'est là qu'il devient important d'avoir une petite idée de la manière dont les relevés sont établis, nombre de "critiques" se sont engouffrés dans la brèche.

Voyez plutôt ce graphique:
(que je n'ai pas fais moi-même, tiré de l'interface de sélection du site mohyu )
Le réchauffement climatique Releves_sat_jxm7

Point besoin d'un long commentaire pour constater cette superposition qui rend les relevés bien différents entre les 2 équipes, alors qu'on suit la même "respiration atmosphérique" à l'œil nu. (rigoureusement faux, puisqu'on note qu'avec la régression, les 2 droites ne sont pas parallèles)

Il existe d'autres raisons techniques, plus pointues qui explique cette différence (biais, méthode d'extrapolation, sacrifice de données etc...).
La bataille entre ces 2 instituts est tout à fait utile, saine, et permet à la science d'avancée plutôt sereinement dans ce domaine.

liens:
Base RSS
Base UAH
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Message par Bulle le Dim 15 Nov 2020 - 11:16

Tes explications sont vraiment intéressantes, montre à quel point cela peut être complexe et effectivement souligne l'avantage de la recherche scientifique dont le rôle est de progresser à partir d'erreurs. Une erreur (un biais etc...) devient au bout du compte une source de découverte sourire

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