NOUVEAU VOYAGE AU CENTRE DE LA TERRE Vincent

NOUVEAU VOYAGE AU CENTRE DE LA TERRE
Vincent COURTILLOT - 2009 - Odile JACOB
Commentaires sur les chapitres 'climatiques' 1 à 3 (p.19 à 83) - G. Delaygue, 12 novembre 2009
1. « Le climat est souvent défini par les spécialistes comme la moyenne, sur (au moins) trente ans,
des conditions d'une région donnée, reconstituées à partir des enregistrements de la
température et des précipitations. C'est plutôt un système qui comprend l'atmosphère,
l'hydrosphère, la lithosphère et la biosphère, en interactions permanentes par le biais de
processus physiques, chimiques et biologiques. » (p.19)
Il y a là confusion entre paramètres et composantes du système climatique.
2. « Le paléoclimatologue danois Willi Dansgaard a le premier montré comment les traces
d'isotopes de l'hydrogène et de l'oxygène4 emprisonnées dans les glaces pouvaient permettre
de reconstituer les climats anciens. » (p.22)
4
« Il existe deux isotopes stables de l'oxygène, 16O et 18O, dans l'eau de mer (H2O) comme dans la
calcite qui y est dissoute (CaCO3)[...] » (note bas de p.22)
Erreurs et imprécisions : la calcite n'est pas dissoute, mais précipite, dans l'eau de mer; la sensibilité
du fractionnement à la température indiquée dans la note n'est pas celle pour la glace mais
pour la calcite; etc.
3. « Des études plus récentes [Caillon et al. 2003], sur la base d'un degré plus fin de résolution
stratigraphique, montrent qu'à l'échelle des dernières déglaciations ce sont les variations de
température qui précèdent, d'un millénaire environ, celles de teneur en CO2. » (p.24)
La résolution stratigraphique n'y est pour rien : Caillon et al. ont pu détecter une variation de
température dans la phase gazeuse, et la comparer avec celle du CO2.
4. « Ce n'est donc pas le gaz carbonique qui module en premier ressort les variations de la
température, mais plutôt le Soleil qui entraîne des variations de température de l'atmosphère,
et avec un certain décalage, de l'océan : quand ce dernier est réchauffé, il dégaze du CO2
(comme une bouteille d'eau gazeuse); quand il se refroidit, il dissout une quantité plus grande
de gaz et appauvrit l'atmosphère. » (p.24-25)
Ce n'est pas le Soleil qui est en cause ici (irradiance), mais l'insolation (flux à la surface) via les
modifications de l'orbite terrestre. Quant au mécanisme de solubilité du CO2 fonction de la
température, on sait qu'il n'explique que 20% de la variation glaciaire-interglaciaires du CO2
(100ppm) depuis plus de 20 ans (par ex. Broecker & Peng, 1986).
5. « N'oublions pas que c'est au CO2 naturel, qui a considérablement varié à l'échelle des temps
géologiques, que nous devons notre température clémente, la présence d'eau liquide et ainsi
l'apparition de la vie sur Terre. » (p.25)
cf. p.39 : « N'oublions cependant pas que le gaz qui domine de façon écrasante est en fait la vapeur
d'eau. »
Deux affirmations en contradiction : pour le coup le CO2 n'y est pas pour grand'chose.
6. « L'épisode dit du « Dryas jeune » correspondant à la dernière brève période froide (d'une durée à
peine supérieure à 100 ans)[...] » (p.25)
La période du Dryas récent a duré environ un millier d'années.
7. « Ce sont les sédiments très reconnaissables (des « tillites » ou « diamictites », Figure 1-4) laissés
par la fonte des glaces de mer...» (p.26)
Ces sédiments ont été transportés et déposés par des icebergs, pas par la glace de mer.
8. « [...]le Soleil est le premier moteur évident du climat.» (p.39)
Ce sont les différences d'insolation (entre latitudes, saisons, etc) qui expliquent les climats et leurs
variations.
9. « On superpose cependant souvent les deux [courbes d'augmentation du CO2 et de la température
globale], et l'on en tire la conclusion que, depuis deux siècles, c'est cette augmentation de la
concentration en dioxyde de carbone qui cause l'élévation de température3. » (p.41)
« 3Et des modèles numériques élaborés viennent apparemment étayer cette conclusion. » (Note 3 de
la page 41)
La comparaison entre ces deux courbes en augmentation n'est aucunement une preuve avancée par
les climatologues. Les mécanismes physiques reliant gaz à effet de serre et température
(connus et quantifiés depuis plus d'un siècle, cf. article de Svante Arrhenius en 1896) ont
permis de quantifier l'impact de l'augmentation des gaz à effet de serre : cette augmentation
explique l'essentiel de l'augmentation de température pendant au moins la seconde moitié du
XXe siècle (cf. conclusion citée du GIEC en note 36).
10. Sur la Figure 2-3 (p.42), issue d'une étude de Courtillot et collaborateurs de 2008, la courbe de
température globale est tronquée en 1992, et celle de l'irradiance totale commence seulement
en 1952, sans aucune raison. L'extension de ces courbes sur toute la période de la figure
diminue la corrélation annoncée (cf. figure 1 de Bard et Delaygue, 2008).
11. « Cette tendance [« tendance magnétique globale »] est semblable à celle de l'irradiance solaire,
comme l'ont noté également Sami Solanki et Peter Foukal. » (p.43)
Il a été montré depuis plus de 10 ans (par ex. Cliver et al., 1998) que l'indice magnétique global aa
est fortement corrélé avec l'activité solaire, bien plus que les indices régionaux proposés par
Courtillot et al. (2007) et reproduits sur la Figure 2-3 (voir figure 1 de Bard et Delaygue,
2008).
12. « A l'aide d'un petit modèle simple, Scafetta et West ont calculé que les trois quarts du
réchauffement observé entre 1900 et 1980 étaient d'origine solaire[...] »
Ce 'modèle simple' est une simple corrélation mathématique et ne contient pas de physique, il est
donc incapable de prouver l'origine du réchauffement. L'étude requiert donc l'hypothèse que
le soleil est en partie responsable du réchauffement, et permet alors de quantifier sa
contribution. Une critique complète de cette étude de Scafetta et West est réalisée par
Benestad & Schmidt (2009).
13. « Ces isotopes se forment dans la haute atmosphère sous l'effet du rayonnement cosmique
solaire et galactique. » (p.44)
Essentiellement sous l'effet du rayonnement cosmique galactique, le rayonnement solaire contribue
seulement en cas d'éruptions violentes.
14. « [...]où l'on peut désormais remonter jusqu'à 800000 ans environ, grâce aux 3000 mètres
atteints par le forage Vostok » (p.44)
Ces résultats ont été obtenus sur le forage de Dôme Concordia, dans le cadre du programme EPICA
(EPICA, 2004).
15. « Un modèle purement radiatif,[...], dit « Energy Balance Model » ou EBM. » (note 9 bas de
page 45)
Un tel modèle prend en compte, de façon extrêmement simplifiée, les échanges d'énergie par
radiation et par la circulation atmosphérique (advection) à la surface du globe.
16. « Thomas Crowley a récemment évalué à l'aide d'un modèle numérique les effets respectifs des
différents facteurs du changement climatique depuis mille ans. » (p.45)
L'étude citée de T. Crowley date de l'année 2000. Depuis, des simulations du climat du dernier
millénaire ont été réalisées avec les modèles les plus complexes disponibles (GCM couplant
océan et atmosphère : par ex. Zorita et al. 2005).
17. « L'amplitude du forçage dû au CO2 atteint 2 W/m2. » (p.46)
« forçage dû à l'apport de CO2 par l'Homme (environ 1,4 W/m2). » (p.47)
Le dernier rapport IPCC de 2007 (p.204) estime que le forçage dû au CO2 (d'origine anthropique)
est de 1,7(±0,2) W/m2 jusqu'en 2005.
18. « L'irradiance solaire, modulée par les variations de l'orbite de la Terre, est le principal facteur
d'évolution à long terme du climat. » (p.54)
L'irradiance solaire est le flux d'énergie rayonnée par le soleil, il est donc indépendant de l'orbite de
la Terre. Les variations de l'orbite terrestre modulent le flux d'énergie reçue à la surface de la
Terre, l'insolation.
19. « [...]la fameuse «courbe en crosse de hockey », popularisée par Michael Mann et ses
collaborateurs sous diverses formes depuis vingt ans. » (p.57)
La première publication de M. Mann et collègues présentant cette courbe date de 1998.
20. « [...]températures de l'eau et de l'air supposées égales pour les mesures océaniques[...] » (p.
57-58)
Les températures de l'eau et de l'air au dessus de l'océan sont bien entendu considérées séparément,
la première pour calculer les variations de la température océanique, la seconde pour les
variations de température de l'air de surface.
21. « [...]estimer l'incertitude des mesures moyennes finales. Il n'y a que peu de temps qu'une telle
analyse a été menée de manière approfondie (en 2006 par Philip Brohan et
collaborateurs). » (p.58)
Les analyses des mesures de température et de leurs incertitudes remontent au moins aux années 50
(Mitchell, 1961). Les compilations extensives et l'important travail statistique de ces données
ont débuté dans les années 70-80 (Jones et al., 1982).
22. « Ces auteurs rappellent qu'on peut ajouter des volumes et obtenir un volume, mais que la
somme de deux températures n'est pas (physiquement) une température et ne peut représenter
l'évolution de l'énergie interne d'un système. » (p.58)
Les estimations des variations de température en moyenne globale (ou hémisphérique) se basent sur
les moyennes des mesures (pondérées par la surface de la région qu'elles représentent).
23. « Fig 3-4: Les extrema se correspondent de manière remarquable, avec une observation
étonnante : avant 1970 les maxima des taches solaires correspondent (un pour un) aux
maxima de la durée de vie; après 1970 cette relation s'inverse et ce sont les minima solaires
qui correspondent aux maxima de la durée de vie de la température les plus marqués. » (p.64)
Figure 3-4 : avant 1970, sur les 5 maxima des taches solaires, 3 (autour de 1918, 1928, et 1937)
correspondent assez bien aux maxima de 'durée de vie', un moins bien (1947) et le dernier pas
du tout (1957). Les pics majeurs de 'durée de vie' autour des années 1934 et 1960 n'ont, eux,
pas de correspondant en taches solaires. Après 1970 : sur les 3 minima des taches solaires, 2
correspondent aux maxima de 'durée de vie'. Finalement, sur les 10 extrema de cette période
(taches solaires et 'durée de vie'), 5 à 6 correspondent, soit 1 sur 2. L'incertitude temporelle
des données se situe entre le jour et le mois et ne peut donc expliquer de tels décalages.
24. « Un retour aux données du Hadley Research Center au moment d'achever l'écriture de ce
livre10 s'avère intéressant (Figure 3-7). La courbe du précédent rapport s'arrêtait vers
2000. » (p.67)
Les moyennes globales et hémisphériques produites par le Hadley Research Center sont mises à
jour à peu près mensuellement. Si un 'rapport' (lequel ?) a été publié en 2000, ce n'est donc
pas une raison pour ne pas considérer ces mises à jour (et notamment pour arrêter la courbe de
température en 1992 sur la Figure 2-3 publiée en 2008).
25. « Même si le réchauffement reprenait bientôt, les projections des derniers modèles du GIEC
sont déjà mises en défaut et doivent être révisées. » (p.68)
Les modèles pris en compte par le GIEC simulent une variabilité décennale proche de celle
observée avec la température, de telle façon que des périodes de stabilité et de diminution de
la température sur une dizaine d'années sont simulées (voir à ce sujet l'article récent de
Easterling & Wehner 2009; ainsi que l'article de S. Foucart dans Le Monde daté du 21 octobre
2009).
26. « Et dans un article du mois d'août 2008 dans Le Monde, Stéphane Foucart, qui avait contribué
huit mois plus tôt à jeter l'opprobre sur nos travaux, évoquait un retour des hypothèses sur
l'influence du Soleil, au moins pour quelques années, en omettant naturellement de nous
citer. » (p.68)
Ce 'retour des hypothèses' n'existe que pour M. Courtillot, l'importance climatique du soleil est
reconnue depuis plusieurs siècles (travaux de Herschel de la fin du 18ie) et quantifiée depuis
presque 20 ans (par ex. Wigley et Raper 1990; voir aussi l'étude de Crowley en 2000 citée p.
46).
27. « [...]une corrélation exacte sur un siècle avec une dizaine de maximums solaires[...] » (p.69)
Une corrélation 'exacte' correspond à un coefficient de corrélation de 1, qui n'est jamais observé
entre des séries naturelles. Voir la Figure 3-4 et le point 23 : la corrélation 'exacte' est en fait
proche de 1 sur 2, soit statistiquement non significative. Comme la 'durée de vie' varie à peu
près tous les 5 ans, et les taches solaires tous les 11 ans, il y a de forte chance que des extrema
soient en phase par hasard. Aucun coefficient de corrélation n'est donné ici, ni pour la figure
2-3, et pas plus dans l'article de Courtillot et collègues (2007) d'où la figure 2-3 est issue.
28. « 1 W/m2 pour l'amplitude des fluctuations sur onze ans, près de 3 W/m2 pour des périodes plus
courtes. En divisant ces chiffres par 4, on obtient 0,2 à 0,7 W/m2[...] » (p.70)
Ces fluctuations de l'irradiance doivent être divisées par 4 pour prendre en compte la sphéricité de
la Terre, mais également multipliées par 0,7 pour prendre en compte son albédo global (la
Terre n'est pas noire mais réfléchit 30% de l'énergie solaire), ce qui donne des fluctuations de
l'insolation (flux en surface) comprises entre 0,18 et 0,5 W/m2. Dans leur magistrale
démonstration de 2007, Courtillot et collaborateurs avaient oublié ces deux aspects de la
Terre, il en manque encore un ici.
29. « Ce chiffre [0,2 à 0,7 W/m2] n'est plus si ridicule au regard du CO2, même si d'autres facteurs
(« forçants ») que le Soleil doivent également sans doute être pris en compte. » (p.70)
Les autres facteurs « forçants » sont notamment les autres gaz à effet de serre à vie longue d'origine
anthropique (CH4, N2O, etc). Le forçage radiatif jusqu'en 2005 dû au CO2 est estimé à
1,7(±0,2) W/m2, celui dû à tous ces gaz à 2,6(±0,3) W/m2 (IPCC 2007, p.204).
30. « Nicola Scafetta et Bruce West viennent d'établir que les variations faibles du Soleil avaient un
effet significatif sur le climat et qu'un mécanisme physique (encore inconnu) devait être à
l'oeuvre, bien qu'absent des modèles actuels. » (p.71)
Cette conclusion est en fait une hypothèse de leur étude (cf. point 25).
31. « Comment négliger a priori de telles variations de l'activité solaire et du vent solaire qu'il nous
envoie en permanence ? » (p.71)
L'impact climatique de la variabilité des UV a été étudié à l'aide de modèles de circulation générale
(par ex. Shindell et al. 2001). En l'absence de mécanismes physiques, l'impact des autres
facteurs potentiels ne peut tout simplement pas être évalué.
32. « [...]mais ce [les cernes d'arbres] ne sont pas des enregistreurs fidèles pour des durées plus
longues au cours desquelles le climat varie, et cela parce que les arbres s'adaptent aux
changements à long terme de leur environnement. » (p.74)
En vieillissant, les arbres produisent des cernes de plus en plus fins. Il faut donc corriger cette
tendance à partir de l'âge de l'arbre. Cela n'a donc rien à voir avec une adaptation aux
changements du climat.
33. « [...]arrivant ainsi à une courbe de températures assez différente de celle de Mann (comparer
les Figures 3-1a et 3-1b), bien que l'amplitude des variations en mille ans soit sensiblement la
même (0,8ºC). » (p.74)
Comme les échelles des deux figures sont très différentes, en âge comme en température, il est
difficile de les comparer. Sur le dernier millénaire, la reconstruction de Moberg et
collaborateurs présente en fait une amplitude plus forte de quelques dixièmes de degré. Cette
reconstruction combinait les archives de façon différente des autres études, ce qui présente
des avantages mais aussi des inconvénients.
34. « La courbe de Moberg est en accord avec des mesures de températures passées reconstituées à
partir de forages et généralement négligées jusque-là. » (p.74)
L'intérêt du travail de Moberg et collaborateurs est de prendre en compte des archives écartées par
les autres études à cause d'une résolution temporelle insuffisante. Si en principe les résultats
de ce travail devaient être plus fiables que ceux des autres (Mann et collaborateurs,
notamment), le traitement mathématique des archives est plus complexe : au final l'origine de
la différence entre les reconstructions de température, et leur fiabilité, sont bien difficiles à
comprendre.
35. « Ces résultats de Moberg sont évidemment en désaccord avec une autre conclusion du GIEC :
« Les températures moyennes de l'hémisphère Nord durant la seconde moitié du XXe siècle
ont été [...] de manière vraisemblable (avec une probabilité de plus de 66%) les plus chaudes
des derniers mille trois cents ans », c'est-à-dire depuis l'an 700. » (p.75)
Moberg et collaborateurs insistent sur le fait que c'est l'amplitude de la température entre les 12e et
20e siècles qui est modifiée par leur travail, pas le niveau absolu sur ces deux périodes. De
fait, les lecteurs pourront vérifier par eux-mêmes sur la Figure 3-1b que la moyenne
climatique (sur 20-30 ans) de la 'courbe de Moberg' n'est absolument pas en désaccord avec
cette conclusion du GIEC.
36. « Un autre grand spécialiste, Carl Wunsch, met en avant les insuffisances considérables des
modèles actuels et note que la courbe de montée du niveau des mers ne présente aucune
accélération. Il réduit par ailleurs l'estimation de sa pente d'un facteur proche de 2 (1,5 mm/
an, soit 15 cm par siècle). » (p.80)
Carl Wunsch et collaborateurs (2007) combinent justement les données avec un modèle d'océan, à
la différence des autres études basées uniquement sur les mesures. Ils reconnaissent que leur
modèle présente certaines déficiences pour traiter correctement les variations du niveau de la
mer. Par ailleurs, aucune accélération n'a été proposée sur la période de leur étude.
37. « [...]Wunsch a récemment choisi d'aborder une question très médiatisée : le risque prédit par
certains d'un arrêt assez brutal du Gulf Stream, qui entraînerait une période de froid intense en
Europe occidentale. » (p.81)
Carl Wunsch ne fait évidemment pas la confusion entre le courant de surface du 'Gulf Stream' et le
transport de chaleur vers le nord de l'Atlantique lié à la circulation profonde. Les archives
paléoclimatiques nous apprennent que des refroidissements très brutaux (en quelques dizaines
d'années) ont eu lieu dans des contextes climatiques très différents, associés à un
ralentissement de la circulation profonde nord atlantique.
38. « Il [Carl Wunsch] conclut que le vrai problème, c'est l'accroissement de la population
humaine...»
Est-ce une analyse partagée par M. Courtillot ?
Références citées
Arrhenius S (1896). On the Influence of Carbonic Acid in the Air Upon the Temperature of the Ground. Philosophical
Magazine 41: 237-76
Bard E et Delaygue G (2008) Comment on "Are there connections between the Earth's magnetic field and climate?" by
V. Courtillot, Y. Gallet, J.-L. Le Mouel, F. Fluteau, A. Genevey EPSL 253, 328, 2007. Earth and Planetary
Science Letters 265:302-307 Lien: http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2007.09.046
Benestad RE et Schmidt GA (2009) Solar trends and global warming. Journal of Geophysical Research 114 Lien: http://
dx.doi.org/10.1029/2008JD011639
Broecker WS et Peng T-H (1986) Carbon Cycle: 1985 Glacial to Interglacial Changes in the Operation of the Global
Carbon Cycle. Radiocarbon 28:309-327
Cliver EW, Boriakoff V et Feynman J (1998) Solar variability and climate change: Geomagnetic aa index and global
surface temperature. Geophysical Research Letters 25:1035-1038 Lien: http://dx.doi.org/10.1029/98GL00499
Courtillot V et al (2007) Are there connections between the Earth's magnetic field and climate? Earth Planetary Science
Letters 253:328-339 Lien: http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2006.10.032
EPICA (2004) Eight glacial cycles from an Antarctic ice core. Nature 429:623-628 Lien: http://dx.doi.org/10.1038/
nature02599
Easterling DR et Wehner MF (2009) Is the climate warming or cooling? Geophysical Research Letters 36 Lien: http://
dx.doi.org/10.1029/2009GL037810
Folland CK, Parker DE et Kates FE (1984) Worldwide marine temperature fluctuations 1856-1981. Nature 310:670-673
Lien: http://dx.doi.org/10.1038/310670a0
Jones PD, Wigley TML et Kelly PM (1982) Variations in Surface Air Temperatures: Part 1. Northern Hemisphere,
1881-1980. Monthly Weather Review 110:59-70 Lien: http://dx.doi.org/
10.1175/1520-0493(1982)110<0059:VISATP>2.0.CO;2
Mann ME, Bradley RS et Hughes MK (1998) Global-scale temperature patterns and climate forcing over the past six
centuries. Nature 392:779-787 Lien: http://dx.doi.org/10.1038/33859
Mitchell JMJ (1961) Recent Secular Changes of Global Temperature. Annals of the New York Academy of Sciences 95:
235-250 Lien: http://dx.doi.org/10.1111/j.1749-6632.1961.tb50036.x
Shindell DT et al (2001) Solar Forcing of Regional Climate Change During the Maunder Minimum. Science
294:2149-2152 Lien: http://dx.doi.org/10.1126/science.1064363
Wigley TML et Raper SCB (1990) Climatic Change Due to Solar Irradiance Changes. Geophysical Research Letters
17:2169–2172 Lien: http://dx.doi.org/10.1029/GL017i012p02169
Wunsch, C, RM Ponte, et P Heimbach (2007) Decadal Trends in Sea Level Patterns: 1993–2004. Journal of Climate 20,
5889–5911 Lien: http://dx.doi.org/10.1175/2007JCLI1840.1
Zorita E et al (2005) Natural and anthropogenic modes of surface temperature variations in the last thousand years.
Geophysical Research Letters 32 Lien: http://dx.doi.org/10.1029/2004GL021563
---------------------------------