La nouvelle génération des modèles climatiques CMIP6 produiront plus de chaleur que leurs prédécesseurs

La dernière génération de modèles couplés océans-atmosphères (CMIP6), qui seront notamment utilisés par le GIEC pour l’élaboration de son 6ème rapport d’évaluation, se base sur une plage de sensibilité climatique plus large que celle des modèles des générations précédentes. Selon une étude publiée en juin 2020 dans la revue Science Advances, les causes de l’élargissement de cette fourchette de valeurs sont dues aux incertitudes portant sur les interactions nuages-aérosols et la microphysique des nuages. Dans ces conditions il sera intéressant de voir dans quelle mesure le GIEC dans son sixième rapport d’évaluation (et notamment son résumé à l’intention des décideurs) portera ces incertitudes à la connaissance du public ou bien persistera dans son parti pris d’alarmisme.

La sensibilité climatique, un concept à la base de la science du climat.

Par sensibilité climatique on entend le réchauffement de la surface de la planète résultant d’un doublement de la concentration de Co₂ dans l’atmosphère par rapport aux niveaux préindustriels. Cette question est au cœur de la science du climat : en effet, le niveau de Co₂ est passé de 280 parties par million (ppm) à environ 417 ppm aujourd’hui. Au rythme actuel des émissions, la concentration pourrait donc atteindre 560 ppm, soit le double de ses niveaux préindustriels vers 2060.

Les scientifiques utilisent deux mesures principales de la sensibilité au climat :

  • La réponse climatique transitoire (TCR), définie formellement comme le réchauffement consécutif à une augmentation de 1% par an de la concentration de Co₂ dans l’atmosphère jusqu’au moment où la concentration de Co₂ atmosphérique aura doublé ;
  • La sensibilité climatique à l’équilibre (ECS) qui tient compte du temps d’adaptation du climat de la Terre aux changements de la concentration de Co₂. Par exemple, la répartition de la chaleur entre l’atmosphère et les océans n’a pas encore atteint l’équilibre : la chaleur supplémentaire piégée par un doublement du Co₂ mettra des décennies à se disperser dans les profondeurs de l’océan. L’ECS est la quantité de réchauffement qui se produira une fois que tous ces processus auront atteint l’équilibre.

La dernière génération de modèles climatiques (CMIP6) suggère une plus grande sensibilité climatique.

Un calcul théorique montre qu’en l’absence de rétroactions qui peuvent amplifier ou atténuer l’effet du réchauffement, un doublement de la concentration de Co₂ dans l’atmosphère provoquerait un réchauffement d’un peu plus de 1° C. Ce sont ces rétroactions qui ont conduit le GIEC à estimer un niveau de réchauffement se situant dans une fourchette large allant de 1°C à 4,5 °C qui est resté la même depuis le rapport Charney en 1979.

La dernière génération de modèles couplés océans-atmosphères (CMIP6), qui seront notamment utilisés par le GIEC pour l’élaboration de son 6ème rapport d’évaluation, se basent sur une plage de sensibilité climatique à l’équilibre (ECS) se situant dans une fourchette 1,8 °C – 5,6°C, plus large que celle des modèles des générations précédentes (2,1 à 4,7°C) avec une moyenne de +3,2°C. La plage de réponse climatique transitoire TCR des modèles CMIP6 serait quant à elle de 1,7°C (1,3°C à 3,0°C) sensiblement supérieure à celle des modèles de la précédente génération.

Figure 1 : Valeurs historiques d’ECS et de TCR. Source : Meehl et al 2020 / Science Advances.

Le diagramme ci-dessous fournit les valeurs ECS pour chacun des 40 modèles CMIP6 disponibles à ce jour. Quatorze d’entre eux, surlignés en jaune, ont un ECS supérieur à 4,5°C, et onze d’entre eux ont des sensibilités supérieures à celle du modèle le plus élevé du CMIP5 (par exemple 4,7 °C).

Figure 2 : Valeurs ECS des 40 modèles CMIP6 disponibles à partir de mai 2020. Les modèles avec un ECS au-dessus de la plage probable IPCC AR5 sont indiqués en jaune. Source : Carbon Brief

Or les modèles de la génération CMIP5 surestimaient le réchauffement.  Avec des sensibilités plus élevées cette tendance au « surchauffement » va s’amplifier : selon Carbon Brief, la moyenne multi modèle des modèles CMIP5 appliquée à la période 1970 à 2019 réchauffait 10 % de plus que les observations ; celle des modèles CMIP6 disponibles jusqu’à présent réchauffe 16 % de plus que les observations. 

Principales incertitudes : les interactions nuages-aérosols et la microphysique des nuages.

Selon Gerald Meehl (NCAR) auteur principal d’une étude publiée en juin 2020 dans la revueScience advances, les valeurs fournies par les 39 modèles (CMIP6) qui doivent alimenter le prochain rapport du GIEC soulèvent de nombreuses questions car les données paléoclimatiques ne permettent pas de trancher la question de la sensibilité climatique réelle. Son étude a déterminé que les rétroactions des nuages ​​et les interactions nuages-aérosols sont les causes les plus probables des valeurs élevées de l’ECS dans les modèles CMIP6.

Les différents types de nuages n’ont pas le même effet sur le climat. Les plus bas ont une influence largement refroidissante car ils réfléchissent la lumière du soleil vers l’espace. Les nuages élevés et minces composés de cristaux de glace sont plus ou moins transparents à la lumière du soleil, mais absorbent le rayonnement infrarouge sortant, réémettant une petite fraction et réchauffant ainsi la planète. Dans l’ensemble, les nuages provoquent un forçage net négatif (20 W m-2) par rapport à une Terre sans nuage.

Les aérosols, qui peuvent être émis naturellement par les volcans et d’autres sources ainsi que par l’activité humaine, réfléchissent également la lumière du soleil et ont un effet de refroidissement. Mais ils interagissent également avec les nuages, modifiant leur formation et leur luminosité et, par conséquent, leur capacité à chauffer ou à refroidir la surface.

De plus, les processus de formation des nuages se déroulent à des échelles très fines, ce qui a rendu difficile la simulation précise par les modèles.

La sensibilité climatique : un sujet de recherche majeur

Étant donné que les valeurs ECS plus élevées dans certains modèles semblent liées aux rétroactions des nuages et aux interactions nuages-aérosols, Gerald Meehl et ses coauteurs estiment qu’il est encore trop tôt pour conclure définitivement que la sensibilité du climat est plus élevée que prévu. Il  s’agit d’un sujet de recherche majeur qui selon les auteurs doit être poursuivie dans le cadre du « Programme mondial de recherche sur le climat » (WCRP World Climate Research Programme), organisme qui qualifie de « Great challenge » les travaux en cours sur l’évaluation de la sensibilité du climat compte tenu du manque de compréhension des processus intervenant dans la formation des nuages.

Il est d’autre part intéressant de constater que les estimations basées sur des enregistrements climatiques instrumentaux montrent une sensibilité climatique moindre que les estimations basées sur les modèles ou les données paléoclimatiques. Les approches basées sur les modèles et les paléoclimats fournissent rarement des estimations de sensibilité inférieures à 2°C, alors que les approches qui utilisent des données instrumentales en ont souvent.

La figure 3 ci-dessous illustre la gamme des sensibilités trouvées par différents types d’études. Chaque barre colorée montre pour un type d’étude, la médiane des estimations hautes et basses de la sensibilité, pour toutes les études publiées depuis l’an 2000. La médiane des meilleures
estimations étant représentée par un point noir.

Knutti and all
Figure 3 : Médiane des sensibilités élevée, faible et optimale estimée pour toutes les études publiées depuis l’an 2000 par type d’étude. Toutes les études sont indiquées dans la barre rouge à droite. (Source Nature Geoscience retranscrit par Carbon brief ).

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14 réflexions au sujet de « La nouvelle génération des modèles climatiques CMIP6 produiront plus de chaleur que leurs prédécesseurs »

  1. Encore une fois :
    Variation du CO2 entre glaciaire et interglaciaire ≈ 100 ppm
    Un peu plus de 100 ppm rajoutés depuis la révolution industrielle pour un réchauffement qu’on cherche toujours ou qui, s’il existe bien, est ridiculement faible par rapport aux périodes plus chaudes de l’Holocène (optimum climatique, période romaine, période médiévale) où les émissions humaines de CO2 étaient quasi nulles. Lire la littérature archéologique qui montre de mieux en mieux que les crises de civilisations sont quasi toujours liées à des crises climatiques (en l’absence de toute augmentation de CO2).
    Décalage de plusieurs siècles entre la dernière déglaciation et le réchauffement climatique de l’Holocène suggérant que le CO2 n’y est pour rien, qu’il suit et non qu’il cause (cf l’article censuré de Richet).
    “Au rythme actuel des émissions…“. Qu’est ce qui prouve que la forte augmentation continue actuelle du CO2 soit due en totalité aux émissions (pas de ralentissement de la montée lors de la chute d’activité économique due au Covid) ? Que connait-on de l’activité fumerollienne magmatique avec dégazage sur les 70.000 km de dorsales océaniques dont l’activité jugée continue n’a jamais été prouvée. J’en passe.
    Que signifie donc ce paramètre de “sensibilité climatique“ si le CO2 n’avait en fait pas d’influence sur le climat ? Si l’approche de modélisation développée est basée sur des prémisses fausses, que vaut-elle ?
    D’autre part, diptérosodomiser sur des paramètres douteux, soutenus par la technique de discussion du feedback du feedback du feedback (on s’y perd, c’est fait pour ça) me fait penser que, la tête dans le gazon, on ne comprendra jamais la forêt.
    Foutaises que tout ceci. Les documents géologiques sont innombrables montrant que le climat a toujours varié et sur des amplitudes énormes par rapport aux variations ridiculement faibles du dernier siècle. Au Crétacé supérieur, la forêt tempérée approchait des pôles et plus encore, à l’Eocène, la mangrove poussait sur la dorsale de Lomonosov, aujourd’hui noyée, sous le pôle nord. Plus proche de nous, il existe des photos de la toundra arctique montrant des troncs fossiles en place, évidence entre autres que la limite nord de la forêt a pu être momentanément bien plus au nord qu’aujourd’hui à une époque récente (et sans CO2 delafotalhom).
    Faut-il continuer ?…
    A propos des modèles, les américains ont une formule : “garbage in, garbage out“.
    La science du climat fondée sur ces modèles, là est le fond du problème car elle néglige les preuves irréfragables que le climat a varié sans influence du CO2.
    Quant à la transition énergétique qu’on nous promet, ça va faire mal (au porte-monnaie)…
    Tout ça pour rien, ce serait trop drôle. Les couillonnés, comptez-vous.

  2. Merci pour cet article publié l’année dernière.

    Pour ma part, j’attends du prochain rapport du GIEC, qu’il donne des perspectives pour CMIP7. En bref, quel avenir pour l’approche actuelle (CMIP) et quel avenir pour le GIEC, sachant que l’augmentation de la puissance de calcul n’est PAS la solution ? Peut-on continuer à faire de la climatologie avec ce type de calcul ?

    Attendons…

  3. Serge
    d’accord avec tes commentaires ; deux remarques quand même
    La première concerne ton hypothèse de la responsabilité des fumerolles magmatiques ; l’évolution des analyses isotopiques , que ce soit sur de la matière végétale ou des coquilles carbonatées et de coraux , montrent que le delta C13 du CO2 assimilé par ces organismes depuis le début de l’ère industrielle diminue; il provient donc des carburants fossiles puisque la couverture végétale progresse ; si c’était le dégazage du manteau , le delta C13 devrait augmenter
    La deuxième remarque concerne les mesures de Mauna Loa qui n’ont pas remarqué de chute dans l’augmentation du CO2 atmosphérique alors que les émissions ont baissé pendant le confinement sanitaire ; cette diminution des émissions est inférieure aux variations interannuelles qui fluctuent grandement en fonction des sécheresses, incendies , fonte du permafrost qui varient d’une année sur l’autre ; je pense que vous en avez eu la dose de ces catastrophes via les médias dans les deux années qui viennent de se passer et que ces variations météo peuvent parfaitement compenser la diminution de nos émissions
    Frederic Sommer

    • Frederic,
      Sur la première remarque, OK pour le d13C mais les choses sont sans doute un peu plus compliquées que ma réaction sanguine (le coup des dorsales) le laisse supposer. Les oscillations climatiques de l’Holocène sont soutenues par les faits mais on en ignore les causes, si le CO2 ne peut être incriminé. Si le réchauffement minuscule actuel est bien réel, il est difficile de le mettre sur le compte de coupables reconnus, dont le CO2 qui n’y est manifestement pour rien. Un réchauffement peut par exemple provoquer des dégazages du permafrost, etc. Mais là encore qui est cause, qui est conséquence ? De même, je suis dubitatif sur la cause “milankovitchienne“ des déglaciations quaternaires qui ont été des débâcles soudaines, de l’aveu même des géologues-sédimentologues du Quaternaire (vieux problème du calendrier de mise en place des terrasses fluviatiles), alors que la construction des stades glaciaires a été plus lente et oscillante. Mettre ça sur le compte de variations de l’ensoleillement dues aux variations des paramètres de l’orbite terrestre me paraît un peu juste car ces fréquences sont enregistrées en continu dans les sédiments déposées hors périodes glaciaires. Pour quelle raison un phénomène continu aurait-il des conséquences variables ? Bref, on nage un peu à propos des causes, que ce soit dans la “bande fréquence de Milankovitch“ ou à plus haute fréquence (si fréquence il y a).
      Sur la deuxième remarque, la courbe montante du Mauna Loa présente des oscillations annuelles qui reflètent les changement de végétation été-hiver dans l’hémisphère nord. Force est de constater que l’amplitude de ces oscillations annuelles n’a pas changé mais pas non plus la pente de la courbe, malgré l’effet économique du Covid. Cette observation a été faite par beaucoup. Ou bien les chiffres du ralentissement des émissions sont faux (certains pays ne jouant pas le jeu), ou bien ils sont exacts. Pas d’avis là-dessus.

      • Concernant les cycles glaciaires, quand les paramètres astronomiques entrainent l’entrée en phase froide, l’accumulation neigeuse qui va entrainer la formation des calottes glaciaires prend beaucoup de temps. En effet les précipitations neigeuses ne sont pas continues et une bonne partie de l’accumulation hivernale fond en été. Le processus est donc très long.
        Inversement, quand les paramètres astronomiques provoquent le retour en phase chaude, la fonte est rapide car elle est beaucoup moins intermittente que l’accumulation neigeuse.
        C’est un peu comme l’enneigement en montagne chaque année, qui met du temps à parvenir à son niveau maximum mais fond très vite au printemps :
        https://rpcache-aa.meteofrance.com/internet2018client/2.0/files/mountain/observations/AIGRG.gif

      • Concernant les émissions de CO2 d’origine humaine, j’ai lu moins 7% en moyenne sur l’année 2020 avec un creux maxi de moins 17% en avril 2020, au plus fort de la crise Covid.
        Le fait que les courbes publiées par la NOAA mensuellement ne trahissent pas la moindre inflexion qui pourrait être attribuée à ce déficit, tout en exposant le différentiel chlorophyllien saisonnier avec la régularité d’un métronome pose une question primordiale:
        – Ou bien les chiffres que je cite sont archi faux et ça mérite de chercher à comprendre pourquoi.
        – Ou bien ils sont justes et ça laisse supposer que les volumes de CO2 émis naturellement par le volcanisme, le dégazage des océans, la dégradation permanente des matières organiques, etc… sont infiniment plus importants que les émissions humaines et donc que vouloir lutter contre le CO2 atmosphérique est dramatiquement et inéluctablement voué à l’échec.

        • Jack,
          il serait rigoureusement impossible qu’une baisse de nos émissions de CO2 pendant un laps de temps de quelques mois fasse diminuer la teneur en CO2 de l’atmosphère. Tout au plus, elle ne peut que ralentir (faiblement) le taux d’accroissement, et ce pour une raison très simple: le temps de résidence du CO2 dans l’atmosphère est de plusieurs décennies. Si nous réduisions à zéro nos émissions dès demain, le taux de CO2 dans l’atmosphère ne baisserait que de 1 ppm/an, et il faudrait donc plus de 100 ans pour que les océans et la biomasse absorbent les quelques 120 ppm excédentaires qui proviennent de nos rejets passés.
          Or, nos rejets actuels font grimper la teneur en CO2 de l’atmosphère de 2,4 ppm/an, soit un différentiel de 2,4 -(-1) = 3,4 ppm/an. Donc, à supposer que nous réduisions nos émissions de 10% (et non de 100%), le taux d’accroissement devrait diminuer de 0,34 ppm/an. Enfin, si cette réduction des émissions est temporaire, disons sur 6 mois, il faut s’attendre à un différentiel encore 2 fois moindre, soit -0,17 ppm/an.

          Il n’y a donc pas lieu de s’étonner que l’accroissement du CO2 atmosphérique au cours du premier semestre 2020 ait été pratiquement le même qu’au cours des premiers semestres des années précédentes. Le léger différentiel observé (2,22 au lieu 2,39) s’accorde d’ailleurs parfaitement avec le petit calcul effectué ci-dessus, et confirme que le temps de résidence du CO2 dans l’atmosphère est probablement de l’ordre d’un siècle. Personne n’a jamais prétendu que les efforts de réduction des émissions porteraient leurs fruits au bout de 6 mois!
          Le “premier pilier du catéchisme” (comme l’écrivait Rémy Prudhomme ici même il y a quelques mois) n’est donc pas du tout ébranlé par le “test Covid”, il s’en trouve même plutôt consolidé, et je crois que personne parmi les climato-réalistes n’a jamais contesté que les émissions anthropiques de CO2 sont responsables des quelques 120 ppm excédentaires stockés dans l’atmosphère par rapport à la période pré-industrielle (et par rapport à tous les maxima de concentration qui se sont succédé tous les 100.000 ans depuis quelques Ma). Le problème est évidemment ailleurs: tout d’abord sur la sensibilité climatique au CO2, dont la valeur est toujours aussi incertaine (de 1,5 à 4,5°C en théorie, mais apparemment plus proche de 2°C en pratique, cf. un récent article de Benoît), et ensuite sur le bilan coûts/bénéfices des efforts de réduction préconisés par les GIEC.
          Il y a suffisamment de zones d’ombre dans cette grande affaire, évitons de nous focaliser sur des points où le doute n’est plus vraiment raisonnable…

  4. “”””””””De même, je suis dubitatif sur la cause “milankovitchienne“ des déglaciations quaternaires qui ont été des débâcles soudaines, de l’aveu même des géologues-sédimentologues du Quaternaire (vieux problème du calendrier de mise en place des terrasses fluviatiles), alors que la construction des stades glaciaires a été plus lente et oscillante.””””””””

    Serge
    Ne confondrais-tu pas les déglaciations quaternaires des cycles de Milanko avec les événements Dansgaard Oeschger (DO) ; je pense que les deux n’ont pas du tout la même origine ; je ne reviens pas sur les cycles de Milanko , mais je pense que les événements DO sont des épisodes beaucoup plus rapides qui sont lies à l’accumulation de chaleur dans les eaux de l’Arctique suite à l’arrêt de la circulation thermohaline dans ces eaux , occasionnée par l’extension de la banquise

    • Pas du tout. Les grandes déglaciations du dernier million d’années sont des phénomènes rapides, même si les calottes polaires mettent, c’est évident, un certain temps à fondre. Quant aux évènements DO, très brefs, on invoque (voir Jack ci-dessous) une explication climatique avec des réchauffements intenses et de durée très courte. J’en doute. Ces événements consistent en un vêlage accéléré des icebergs provenant des glaciers continentaux polaires. Mais il est connu que la vitesse d’avancement des glaciers varie considérablement pour des raisons purement mécaniques : la semelle d’eau de fonte sous pression à la base du glacier. Elle fait quasi décoller la masse de glace qui se met à avancer très vite jusqu’à ce que le problème se régularise. Ce coussin sous pression explique aussi, dans un autre ordre d’idée, le déplacement des avalanches sous-marines (ou de neige en montagne mais là c’est un coussin d’air).
      En tout cas, et pour repondre aussi à Jack ci-dessous, le minuscule réchauffement climatique actuel (à supposer qu’il soit réel, tant les caviardages de données sont dramatiques), n’a même pas été capable, le minable, de provoquer un de ces événements DO. C’est dire…

  5. Ci-dessous mon mot à Madame Pascale Braconnot, sans réponse à ce jour.

    En Septembre 2019 ont été présenté à la presse “les résultats des nouvelles simulations françaises” établies par “le programme d’inter comparaison des modèles de climat (CMIP)”.

    Je souhaite vous faire part de mes remarques sur ce dossier de presse et ce sera là l’objet de mon courrier. Certes de très nombreux mois ont passé depuis cette présentation mais sans doute m’a t-il fallu un tel délai pour me décider à écrire.

    Si le sujet du climat m’intéresse c’est que je me considère comme un interrogationniste : pour aussi incroyable que cela puisse paraître je persiste à douter de l’influence des activités humaines sur le climat de notre planète. Ceci posé je tiens à insister du caractère individuel de ma démarche : je ne suis le faux-nez d’aucun mouvement pas plus que je n’agirais en sous-main d’un éventuel lobby. C’est ma conscience et elle seule qui me pousse à prendre la plume, tiraillé que je suis entre mon ressenti et des faits a priori incontestables. La perspective de faire fausse route depuis tant d’années me hante au plus haut point car je suis peut-être ce que je redoute le plus, à savoir un idiot utile. Pour autant je suis seul à pouvoir sortir du schéma où je me suis placé ; ici je cherche moins à être convaincu qu’à me convaincre moi-même en collectant de l’information partout où je puis en trouver.

    Pour en revenir donc à CMIP6 et à son dossier de presse j’ai accumulé un total de 14 notes que je souhaite vous soumettre (le point n°15 n’est pas de même nature). J’ai à chaque fois tenté de poser mes questions du mieux possible et de ne m’en tenir qu’au seul contenu à ma disposition. Je vous concède volontiers qu’une remarque ou deux sont de pure forme et ne doivent être vues que comme la conséquence d’une lecture attentive – pour ne pas dire tatillonne – du dossier de presse. Mais si j’ai tenu à les porter à votre connaissance alors qu’en soi elles ne nécessiteraient pas de réponse développée, c’est qu’elles m’apparaissent emblématiques de ces interrogations dont je n’arrive pas à me départir. Peut-être suis-je après tout dans la confusion la plus totale devant la masse des données que je peux glâner ici ou là ; il faudra alors n’en blâmer que mon manque de connaissance du sujet. Mais bien mieux que moi vous distinguerez ce qui est pertinent de ce qui n’est qu’accessoire, dérisoire ou hors de propos. En tout état de cause et quelles que soient les réponses que vous ou vos équipes pourraient me faire, je vous en suis par avance bien reconnaissant. Je ne cherche ici qu’à améliorer ma compréhension d’un phénomène à tout le moins complexe, je ne poursuis aucun autre but.

    Avant donc de laisser la place à ce qui fait le coeur de ma missive je vous prie de recevoir, madame, l’expression de ma très haute considération.

    Je vais citer des extraits du dossier de presse et insérer à leur place les commentaires et/ou interrogations que cela m’a inspiré.

    La phase actuelle, CMIP6, a démarré en 2014 à l’issue de la publication du 5e rapport d’évaluation du GIEC. Faisant intervenir plus de 20 centres de modélisation du climat dans de nombreux pays, elle sera largement utilisée(1) pour le 6ème rapport d’évaluation du GIEC en cours de rédaction (la publication du premier volet est prévue en 2021).

    (1) CMIP6 sera t-il largement utilisé pour le 6ème rapport d’évaluation du GIEC ou bien sera t-il seulement utilisé ? Autrement dit existe t-il de part le monde des programmes équivalents à CMIP6 – dont on pourrait confronter les résultats – ou bien est-il unique en son genre ?

    CMIP6 s’organise autour de trois grandes questions scientifiques :
    1. Comment le système climatique répond il aux différentes perturbations externes, ou « forçages » (en particulier les gaz à effet de serre) ?
    2. Quelles sont les origines et les conséquences des biais systématiques des modèles ?

    3. Comment peut on avoir une meilleure estimation du changement climatique qui prenne en compte la variabilité intrinsèque, la prévisibilité du système et les incertitudes sur les scénarios socio économiques ?(2)

    (2) Le dossier de presse ne donne aucun début de réponse à ces “trois grandes questions scientifiques”. Par exemple, nous ne lisons pas où trouver de l’information supplémentaire sur les “origines et les conséquences des biais systématiques des modèles.” alors que CMIP6 s’organise – entre autres – autour de cette grande question scientifique. Il existe bien dans le dossier de presse un chapitre “résultats”, d’ailleurs largement développé selon 7 sujets (pages 14 à 26) mais sans jamais être explicitement relié à ces grandes questions scientifiques.

    Cette phase CMIP6 s’appuie aussi sur 21 sous projets(3) d’intercomparaison des modèles (MIP) contribuant aux sept grands défis(4) du Programme mondial de recherche sur le climat (figure 1): nuages, circulation atmosphérique et sensibilité climatique ;

    changements affectant la cryosphère ;

    extrêmes climatiques ;

    disponibilité en eau ;

    montée de la mer à l’échelle régionale ;

    prévision décennale ;

    forçages biogéochimiques et rétroactions.

    Les projections du climat futur sont regroupées dans l’un de ces sous projets(5). Elles font collaborer des experts en modélisation du climat et des économistes du climat(6), qui établissent ensemble différents scénarios visant à explorer les futurs possibles.

    (3) Où trouver les libellés de ces 21 sous-projets ? Puisqu’il y a 7 grands défis doit-on en déduire que chacun d’eux est composé de 3 sous-projets ?

    (4) Quelle relation établir entre ces 7 grands défis et les trois grandes questions scientifiques de la page 5 du dossier de presse ?

    (5) Pourquoi la question clé des projections du climat futur n’est-elle qu’un regroupement de l’un de ces sous-projets et non pas un sous-projet en lui-même ? Pourquoi le dossier de presse ne précise t-il pas à quel grand défi et à quel sous-projet sont rattachés ces projections ?

    (6) Qu’est-ce qu’un économiste du climat ?

    Du point de vue de la modélisation du climat, s’interroger sur le climat futur revient à tester la réponse des modèles aux émissions de gaz à effet de serre, aux aérosols (ou particules) atmosphériques d’origine anthropique et aux changements d’utilisation des terres (déforestation/afforestation, agriculture…)(7). Ces différents éléments perturbent le climat en modifiant le bilan radiatif de la Terre. L’amplitude de la réponse en température dépend de l’amplitude des perturbations, au premier rang desquelles figure l’augmentation des gaz à effet de serre, dont le dioxyde de carbone(8).

    (7) Puis-je déduire de cette phrase que ce sont-là les seuls paramètres nécessaires pour modéliser le climat futur ?

    (8) “L’amplitude de la réponse en température dépend de l’amplitude des perturbations (…)” Cette dépendance est-elle strictement proportionnelle ? (une amplitude de température de “1” génère une perturbation de “1 facteur x” quand une amplitude de température de “2” génère une perturbation de “2 facteur x”). Quelle est par exemple la part d’influence de la contribution des “changements d’utilisation des terres” dans la modélisation du climat ? Enfin, puisqu’ “au premier rang (…) figure l’augmentation des gaz à effet de serre” quel est le paramètre qui figure au dernier rang et à quelle hauteur se situe sa contribution au bilan radiatif de la Terre ?

    Les trajectoires possibles des perturbations d’origine anthropique sont choisies en collaboration avec la communauté des économistes du climat et celle s’intéressant aux impacts, à la vulnérabilité et à l’adaptation aux changements climatiques(9).

    (9) Puisqu’il s’agit de modéliser le climat futur pourquoi y associer ” la communauté s’intéressant (…) à l’adaptation aux changements climatiques” ? Ces derniers ne devraient-ils pas plutôt travailler à partir des résultats de CMIP6 et non pas contribuer à leur élaboration ?

    Pour CMIP6, plus de 80 000 ans d’évolution du climat ont été simulés(10) en utilisant les supercalculateurs pendant plus d’un an, 24 heures/24 et 7 jours/7, générant 20 péta octets de données.

    (10) La construction de la phrase prête à confusion puisque ce ne sont sans doute pas 80 000 ans de notre histoire qui ont été simulé (à aucun moment le dossier de presse ne mentionne cela). Ce 80 000 ans correspondrait plutôt à la somme en années de toutes les simulations effectuées par CMIP6. La fourchette des dates, elle, irait plus vraisemblablement du début du XIXème siècle à l’an 2100, ce que vous voudrez bien confirmer ou infirmer.

    Pour CMIP6, une nouvelle configuration, appelée IPSL CM6A LR, a été développée, testée et évaluée entre 2015 et 2018. La résolution du modèle d’atmosphère a été portée de 96 x 95 mailles et 39 niveaux à 144 x 142 mailles (soit une résolution moyenne de 150 km) et 79 niveaux (figure 5)(11).

    (11) Faut-il en déduire qu’il est possible d’isoler n’importe quelle maille du modèle IPSL CM6A LR et d’y lire l’évolution de la température de surface pour chaque année entre 2020 et 2100 ?

    La simulation de la période historique récente (1850 2018), comparée à l’évolution observée du climat, constitue un autre test “grandeur nature” pour les modèles de climat. Ce test est néanmoins compliqué compte tenu des incertitudes concernant l’effet refroidissant des aérosols sur cette période et la composante chaotique du climat sur les échelles de temps allant jusqu’à la décennie(12). Concernant ce deuxième point, les chercheurs ont pu effectuer un grand nombre de simulations historiques qui ne diffèrent que par leurs conditions initiales en 1850 (l’état exact de l’océan et de l’atmosphère à l’époque n’étant malheureusement pas connu).

    (12) “(…) incertitudes (…) sur cette période et la composante chaotique du climat sur les échelles de temps allant jusqu’à la décennie”. Pourquoi au contraire si peu d’incertitudes dès lors qu’il est question des décennies futures ? Pour préciser mon propos pourquoi la décennie 2021-2030 n’est-elle pas si chaotique que cela ?

    Les simulations CMIP6, représentatives d’un « état de l’art » , sont documentées, publiques et en libre accès(13). (…). Cependant, le volume de données et la complexité des modèles et des expériences rendent la base de données CMIP6 difficilement exploitable par des non spécialistes.(14)(15)

    (13) Je regrette beaucoup que le dossier de presse se contente de cette phrase sans proposer aucun lien direct. Les seuls liens existants sont ceux renvoyant vers les organismes qui ont contribué à CMIP6 mais sans jamais préciser sur lesquels trouver les données en libre accès ou bien y lire la documentation.
    (14) Les jeux de données de CMIP6 sont-ils véritablement en libre accès quand bien même ils demeurent “difficilement exploitable[s] par des non spécialistes” ou bien ne sont-ils accessibles que par un filtre de lecture de type Drias ou C3S ?

    (15) Ma première recherche serait pour mon interrogation du point 11. En ce cas comment devrais-je m’y prendre ?

    • Pour ceux qui comme moi ne connaissent cette Madame
      Mme Pascale Braconnot, directrice de recherche au CEA et membre du Laboratoire des Sciences du Climat …

  6. Les seules questions qui importent sont :
    (1) Quelle est la validité des modèles ?
    (2) Quelle est leur capacité à reproduire les évolutions du climat passé ?
    (3) Quelle est leur capacité à produire des prévisions pertinentes et fiables de l’évolution future du climat

    Les réponses sont malheureusement que :
    1a. Aucun modèle n’a jamais été validé, c’est à dire soumis à un processus de vérification et validation (V&V) digne de ce nom.

    1b. Personne, y compris le GIEC dans ses différents rapports, n’est en mesure de produire la référence d’un quelconque rapport de validation.

    2a. Les modèles climatiques sont incapables de reproduire les variations climatiques passées.
    => En particulier les périodes de refroidissement observées entre 1880 et 1910 puis entre 1940 et 1970 (environ) :
    en fait les modèles étant carbo-centristes, ils sont incapables de “produire du froid”, à moins d’introduire un forçage volcanique (avec émission d’aérosols dont les effets sont “refroidissants”).
    => Mais aussi le réchauffement observé de 1910 à 1940, qu’il sous-estime d’un facteur 2.5 (cf. AR4…)
    => Le réchauffement observé par les satellites depuis 1979 est 2 fois plus faible que celui prévu par les modèles, CMIP5 comme l’a montré John Christy dans diverses publications et témoignages devant le congrès US).

    2b. Les principales causes de cette incapacité à reproduire les variations passées du climat sont:
    i/ La surestimation de la sensibilité climatique (d’un facteur 2 à 3), c’est à dire de l’impact du CO2 sur le climat.
    (Cf. livre de François Gervais : L’urgence climatique est un leurre, qui consacre un chapitre à la question de la sensibilité climatique, montrant que les évaluations de cette sensibilité climatique (ECS ou TCR), sur la base des observations, baissent continûment depuis 20 ans, pour converger vers une valeur de l’ordre de 1.2°C, alors que le rapport AR5 du GIEC se référait encore à une valeur de 3°C…)
    ii/ La non prise en compte, ou la sous-estimation, de certaines rétroactions “refroidissantes”.

    3. Tant que ces défaillances persisteront – et les nouveaux modèles CMIP6 ne règlent aucunement ces problèmes, ne faisant en fait que les amplifier – les modèles ne pourront pas être validés ni a fortiori produire des prévisions fiables et pertinentes de l’évolution future du climat.

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