prévision d’anomalie de température globale pour 2018

Cela se précise en ce qui concerne les prévisions de l’ENSO.

Il apparaît en effet que nous nous dirigeons vers un épisode El Niño, pour le moment d’intensité moyenne.

Voici ci dessous l’évolution de l’indice Niño 34 depuis janvier 2014 jusqu’en mars 2019 avec ce qui est prévu par CFS v2 à partir de juillet 2018.

On peut constater que l’indice aura été positif pendant plus de 5 années, à l’exception de début 2014, et de deux épisodes entre octobre 2016 et avril 2018. La moyenne aura été de l’ordre de 0.5°C, correspondant à un supplément d’anomalie globale d’environ 0.04°C en moyenne pendant 5 années consécutives.

A l’aide du modèle CE j’ai pu, comme indiqué dans l’article précédent, calculer les anomalies mensuelles depuis 1900.

Ci dessous elles sont représentées en comparaison avec deux bases de données: HadCRUT4 et NASA-GISS depuis 1988.

Toutes les anomalies sont calculées par rapport à la moyenne 1981-2010.

Les courbes correspondent bien même si la variabilité de CE est bien inférieure, ou plus lissée, si on veut.

L’anomalie moyenne annuelle calculée pour 2018, est de 0.38°C, légèrement inférieure à 2017 (0.39°C)

Je prévois donc que 2018 sera la 4ème année la plus chaude derrière 2016, 2015, 2017, mais très proche de 2017.

Ci dessous, les anomalies annuelles comparées pour 2014-2015-2016-2017 et prévue pour 2018.

On note que NASA-GISS présente une forte disparité avec HadCRUT4 et CE en 2017.

Cette anomalie dans l’anomalie n’est pas parfaitement expliquée pour le moment.

On y reviendra sans doute une autre fois, une piste étant ce qui s’est passé en Arctique.

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nouvelle détermination de la sensibilité climatique à partir des observations

Ceux qui lisent ce blog savent que je calcule, à l’aide d’un modèle de budget thermique simple, une sensibilité climatique à partir des observations de température de surface Ts et de flux de chauffage du système terrestre dans son ensemble.

Les données de Ts sont fournies par NASA-GISS et HadCRUT4.

Ces deux données diffèrent faiblement suite à des prises en compte régionales différentes.

Les données de flux de chauffage proviennent cette fois d’une mesure directe satellitaire par CERES.

Cette mesure est figurée dans la note:

Improving Estimates of Earth’s Energy Imbalance

de Gregory C. Johnson1*, John M. Lyman1,2, and Norman G. Loeb3

 

ci dessous la figure 1 de cette note:

le flux moyen calculé de 2001 à 2015 est de 0.73W/m2.

C’est cette valeur qui sert au calcul.

Concernant les Ts j’utilise les tendances linéaires des deux bases de données ci-dessus.

Ces tendances de mai 1988 à avril 2018 à maintenant, sur les 30 dernières années sont respectivement de 0.19°C/décennie pour NASA-GISS et de 0.18°C/décennie pour HadCRUT4 (arrondies au centième).

 

résultats

En procédant par itération, j’estime une sensibilité climatique de 2°C.

La valeur de flux moyen est bien de 0.73W/m2 alors que le valeur du trend de Ts est de 0.20°C/décennie.

Au regard de cette dernière valeur, on peut même supputer une sensibilité légèrement inférieure à 2°C.

Cette valeur de 2°C se retrouve dans la littérature à ce sujet.

Voir par exemple cette étude:

Climate sensitivity estimates – sensitivity to radiative forcing time series and observational data

de Ragnhild Bieltvedt Skeie1, Terje Berntsen1,2, Magne Aldrin3, Marit Holden3, and Gunnar Myhre1

Concernant le futur, des auteurs indiquent que les modèles prédiraient une sensibilité croissante au fur et à mesure qu’on se rapproche de l’équilibre alors que j’utilise une sensibilité constante.

voir par exemple:

Energy budget constraints on climate sensitivity in light of inconstant climate feedbacks

Je ne me prononcerai pas sur ce point dans cet article.

conclusion:

La méthode décrite ici, utilisant CERES, se passe donc de mesures, in situ, de déséquilibre radiatif, relativement imprécise (voir la figure 1 de la première note).

Elle utilise la base de données la plus optimiste en terme d’augmentation de température (NASA-GISS).

Elle corrobore de nombreuses autres études à ce sujet.

Elle sera donc utilisée pour mes estimations de température de surface futures, en attendant d’autres raffinements comme une éventuelle variation de la sensibilité avec le temps ou d’autres données concernant les forçages radiatifs.

 

 

 

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indicateurs climatiques de juin 2018

 

Avec une anomalie de 0.35°C selon NCEP/NCAR par rapport à la moyenne 1981-2010, ce mois de juin 2018 arrive en 6ème position des mois de juin les plus chauds depuis 1948.

Régionalement:

HN: 0.42°C

HS: 0.29°C

Arctique: 0.76°C

Tropiques: 0.00°C

Antarctique: 1.40°C

Sans les régions polaires l’anomalie est de 0.27°C.

Selon la réanalyse CDAS, les SST (températures de surface de l’océan) se sont élevées à 0.15°C, ce qui est relativement mesuré dans le contexte actuel.

On constate néanmoins une forte remontée en fin de mois.

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indicateurs climatiques de mai 2018

 

Après mars ( 0.44°C ) et avril ( 0.52°C ), l’anomalie globale de température de mai 2018 s’est élevée à 0.42°C en chiffre provisoire selon NCEP par rapport à la moyenne 1981-2010.

Ceci place ce mois en 4ème position des mois de mai les plus chauds depuis 1948.

Depuis le début de l’année, la moyenne s’élève à 0.40°C, soit en 4ème place également, si l’année s’arrêtait ce mois-ci.

Régionalement on a :

HN: 0.38°C

HS:0.46°C

Arctique:0.35°C

Tropiques: 0.06°C

Antarctique:2.39°C

Il est à noter que mon propre modèle calcule pour les 5 premiers mois de l’année, une anomalie globale de 0.38°C, très proche de NCEP donc.

L’anomalie de la surface des océans selon le CDAS s’est élevée à 0.21°C, en 6ème position des plus chaudes si on compare à la base de données NOAA.

 

basse troposphère

Selon UAH, l’anomalie de la basse troposphère s’est élevée à 0.18°C, relativement modérée donc.

 

Selon RSS, l’anomalie s’est élevée à 0.41°C, bien plus élevée donc que pour UAH (données satellitaires différentes)

On notera la très forte anomalie en Scandinavie, allant de pair avec les températures de surface hors normes de ce mois pour cette région.

chaleur océanique (OHC)

Selon la NOAA, l’OHC de 0 à 2000m de profondeur, s’est élevée à 25.39 10^22 Joules au 1er trimestre 2018.

Depuis le déploiement des balises ARGO, au début 2005, cette chaleur est en augmentation tendancielle de 1.077 10^22 Joules/an (droite jaune ci dessous), correspondant à un flux de chauffage de 0.91W/m2.

Sur les 13 années on constate une faible accélération (courbe rouge) de 0.008W/m2.an.

Cette accélération est soit statistique, ou issue de la variabilité, ou des mesures, ou résulterait d’une accélération du forçage dont nous n’avons malheureusement pas la valeur exacte.

Enfin sur la période récente on verrait plutôt un petit ralentissement (courbe verte).

Il est à noter qu’un flux de 0.91W/m2 est compatible avec un réchauffement climatique relatif à une sensibilité climatique inférieure à 2.5°C (en tenant compte du réchauffement des autres composantes du système).

 

 

 

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indicateurs climatiques de février 2018

 

Anomalie globale de température à 0.35°C (par rapport à la moyenne 1981-2010) en légère hausse par rapport au mois dernier.

Elle place ce mois à la 4ème position des mois de février les plus chauds et se décline régionalement de la façon suivante:

 

HN: 0.61°C

HS: 0.08°C

Arctique: 3.6°C

tropiques: 0.02°C

Antarctique: -0.43°C

 

Pas de gros coup de fraîcheur donc.

Au contraire la température du globe a retrouvé le traintrain du réchauffement climatique après la bouffée de chaleur des 3 dernières années.

Le RC est tout juste légèrement tempéré par une très faible Niña.

Dont les modèles prévoient une décroissance dans le domaine neutre, à l’instar du modèle du BoM.

On notera qu’il ne considère même pas cet épisode comme une vraie Niña:

 

Côté océans, les températures de surface (SST), après une forte baisse, sont remontées tout aussi fort en fin de mois.

L’anomalie moyenne de ces SST est restée relativement basse par rapport à ce que nous avons connu ces dernières années, avec 0.16°C (7ème plus chaude toujours par rapport à 1981-2010).

L’anomalie globale de la basse troposphère selon UAH et D Roy Spencer confirme le retour à des valeurs d’anomalie plus basses mais février est plus bas que janvier sur cette base.

La  banquise arctique, déjà en mauvais état, a particulièrement souffert d’advections chaudes venues du sud ayant porté l’anomalie de température dans certaines régions à +30°C.

Certainement du jamais vu.

Elle est à un niveau (bas) jamais atteint depuis le début des observations satellitaires.

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Température des planètes: modèle radiatif à une seule couche

Dans cet article, nous allons examiner un modèle très simple uniquement radiatif (sans convection verticale).

On suppose donc que l’atmosphère est composée d’une seule couche à une température Ta et d’émissivité ε.

L’atmosphère étant considérée en équilibre thermodynamique local (LTE), la loi de Kirchhoff qui stipule que ελ = aλ , donc que l’émissivité est égale à l’absorptivité pour une longueur d’onde donnée λ, peut donc s’appliquer.

Elle est étendue à l’ensemble des longueurs d’onde qui composent le spectre IR terrestre.

En conséquence, on peut écrire que :

ε = a <1.

L’atmosphère est alors considérée comme un corps gris, dont l’absorption IR ne dépend pas de la longueur d’onde λ.

 La surface terrestre, quant à elle, dans le domaine de l’IR thermique, a une émissivité très voisine de 1, c’est quasiment un corps noir.

L’albédo global de la planète,α , représente la fraction de rayonnement solaire, S, réfléchi et renvoyé vers l’espace.

En conséquence S(1-α) représente le rayonnement absorbé par la surface, si on admet que l’atmosphère n’absorbe pas.

Après tous ces préliminaires on peut faire les bilans énergétiques

équations bilan

TOA (au dessus de l’atmosphère)

S(1-α) = (1-ε).σ.Ts4 + ε.σ.Ta4       (1)

atmosphère

2 Ta4  =  Ts4     (2)

d’où

Ta = (1/2)0.25 . Ts   (3)

surface

(1-α)S + ε.σ.Ta4  =  σ.Ts4  (4)

(1) et (2) donnent

S(1-α) = (1-ε).σ.Ts4 + ε/2.σ.Ts4    (5)

S(1-α) = (1-ε/2). σ.Ts4

Cette relation est très importante puisqu’ elle permet de relier la température de surface avec, non seulement le flux solaire et l’albédo, mais aussi et surtout, dans le cas qui nous occupe, avec l’émissivité ou absorptivité de l’atmosphère.

C’est, en quelque sorte, une première expression mathématique très simple de l’effet de serre.

On peut exprimer directement la température de surface en fonction de S, α, et ε

on a

Ts = ( S(1-α) / ((1-ε/2). σ))0.25   (6)

La température de surface augmente avec l’émissivité de l’atmosphère.

 

Application numérique

voir ci dessous la courbe température de surface de la Terre en fonction de l’émissivité de l’atmosphère:

La température de surface de la Terre avec un flux solaire de 342 W/m2, un albédo de 0.3, varie de -18°C à 30°C, en moyenne, en fonction de l’émissivité.

La température de surface moyenne estimée étant de l’ordre de 14°C, on peut estimer par ce modèle que l’émissivité de l’atmosphère est de 0.74 environ.

D’autres articles sur la température des planètes à venir.

 

 

 

 

 

 

 

 

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retour sur 2017 année record pour la chaleur océanique

Regardons l’évolution de la chaleur océanique depuis 2005, en prenant cette fois l’exemple de la variation de chaleur entre 2016 et 2017.

La différence NODC entre les deux OHC est de 2.55 10^22J.

Cette différence correspond à un chauffage océanique de 2.16W/m2.

Il faut retrancher la tendance linéaire de 0.9W/m2 correspondant au RC long terme.

Il reste donc 1.26 W/m2 à expliquer.

Si on simplifie et qu’on ne considère que l’océan, la différence de SST (2017-2016)  est de -0.155°C et la différence TLT océan est de -0.12°C

Si on tient compte d’une émissivité de 0.7 pour l’atmosphère cela donne une variation de flux de chauffage, en Planck pur, de 0.55W/m2.

Ceci est la réponse sans modification de l’atmosphère.

Or, si la température baisse de 2016 à 2017, l’émissivité baisse aussi.

En effet, si la température baisse, la concentration en vapeur d’eau dans l’atmosphère baisse également (Clapeyron).

Difficile de savoir de combien baisse l’émissivité, mais ceci limite le chauffage puisque d’avantage de flux IR s’en va dans l’espace..

C’est le principe de la rétroaction positive, car une diminution de température entraîne une augmentation du flux et donc renforce la diminution de température initiale, c’est bien une rétroaction positive.

On est donc inférieur à 0.55W/m2, disons 0.4W/m2, encore assez loin de 1.26W/m2.

Alors?

Il y a l’erreur de mesure, 1W/m2 au maximum, qui pourrait tout expliquer, sinon il faut aussi tenir compte du bilan radiatif dans le domaine  visible (ASR pour utiliser le jargon : Absorbed Solar Radiation)

Il faudrait que, de 2016 à 2017, il y ait réduction de l’albédo.

Cette réduction pouvant provenir  des nuages, par exemple.

Une diminution de l’albédo c’est un flux absorbé qui augmente et donc une tendance à l’augmentation de la température.

Une tendance à l’augmentation déclenchée par une diminution de température, c’est une rétroaction négative.

Prendre au pied de la lettre le fait que 2017 subisse un record de chaleur océanique, pour supputer un emballement du réchauffement, sans considérer l’incertitude sur les mesures de chaleur océanique, ni le fait, qu’à défaut, il existerait une rétroaction négative éventuellement importante, est déraisonnable.

 

Nota important: les calculs ont été faits à partir de moyennes de température globale.

 

 

 

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