Quand les experts du GIEC alertent sur les modèles qui surchauffent.

Pascal Blamet

Pascal Blamet est docteur-ingénieur. Sa thèse de doctorat portait sur la modélisation numérique en géosciences. Il a dirigé pendant 20 ans une entreprise proche de la recherche spécialisée dans la modélisation numérique pour l’industrie.


Neutralité Carbone à partir de 2050 et nous pouvons espérer maintenir le réchauffement moyen mondial sous les 1,5°C – 2°C à l’horizon 2100. 

 Telle est résumée, en France et en Europe, « l’équation climatique » totalement ancrée dans les têtes, à laquelle les politiques réagissent par des décisions majeures : la fameuse « transition écologique » que tout le monde connait.

Cette « équation » résulte de calculs prévisionnels établis par les modèles numériques de simulation couplés océan-atmosphère, seuls outils susceptibles de synthétiser l’ensemble des phénomènes en jeu et d’aboutir à des résultats chiffrés.

Les modèles climatiques sont-ils vraiment capables de synthétiser l’ensemble des phénomènes en jeu  ? 

Aujourd’hui, ce ne sont pas des « climato sceptiques » qui en doutent, mais des spécialistes reconnus par le GIEC eux-mêmes. 

Bien sûr, il faut creuser pour trouver dans la littérature « ces signaux faibles » qui sont pourtant des indices indiscutables de l’état réel de la science dans ce domaine….. ce que malheureusement aucun journaliste scientifique ne relaie.

En mars 2017, une équipe internationale coordonnée par Frédéric Hourdin du laboratoire de météorologie dynamique de l’Université P. et M. Curie et du CNRS indiquait explicitement que le « réglage » des modèles utilisés par le GIEC (CMIP5) était non documenté, opaque, subjectif, et le plus souvent biaisé pour atteindre les propriétés souhaitées (1).

Il faut savoir que le réglage est un ajustement consubstantiel à la modélisation elle-même qui consiste à donner une valeur aux paramètres directeurs des équations qu’on ne peut pas mesurer. Exercice délicat et peu fiable pour les milieux naturels complexes, il impacte considérablement les résultats de calcul.

C’est un des talons d’Achille masqué de la modélisation climatique.  

Les modèles surchauffent.

A titre d’illustration, une publication de 2019 indiquait qu’un modèle, mis en œuvre au sein du très sérieux Institut Max Planck de climatologie en Allemagne, conduisait à une élévation de température moyenne (pour un doublement du CO₂) de 7°C, jugée irréaliste.   Un paramètre de réglage de la convection atmosphérique a dû être multiplié par 10 par rapport à la valeur initialement estimée pour corriger la chose et aboutir à une hausse plus acceptable de 3° (2).

Comme tant d’autres, le modèle conduisait à une surchauffe jugée aberrante qu’il fallait impérativement réduire pour se retrouver dans la gamme des augmentations de températures « probables ».

Mais peut-on encore appeler « résultat » une valeur dont la plage est fixée d’avance et considérée comme un objectif ?  C’est scientifiquement problématique.

En 2021 aux Etats-Unis, Steven Koonin, ancien sous-secrétaire d’état à la science du département de l’énergie de l’administration Obama confirmait, sur la base d’un travail approfondi et documenté, l’immaturité de la science climatique (et de la modélisation) et l’instrumentalisation dont elle faisait l’objet (3).

L’insuffisance des modèles reconnues dans un article publié dans la revue Nature.

 Le 5 mai 2022, cette insuffisance majeure des modèles vient d’être explicitement admise dans un commentaire publié par la revue Nature, signé par des spécialistes tout à fait reconnus, dont Gavin A. Schmidt, directeur du GISS (Goddard Institute for Space Studies de la NASA) (4).  Le GISS est un des piliers mondiaux de la science climatique officielle. 

Intitulé « Reconnaître le problème du modèle chaud » et fondé sur la comparaison de 50 modèles récents (CMIP6), l’article indique qu’une part significative de ces outils de dernière génération, supposés plus performants, « surchauffent » et sont incapables de reproduire le passé. 

La « démocratie modèle » (je cite) qui consiste à prendre en compte la moyenne des résultats de tous les modèles pour prévoir l’avenir thermique de la planète n’est plus valable. Il est recommandé d’exclure les modèles qui chauffent « trop » pour ne conserver que ceux qui donnent des résultats « probables » ou d’effectuer des pondérations statistiques pour réduire l’impact des surchauffeurs.

Une sorte d’assemblage numérique (pour ne pas dire cuisine) destiné à aboutir aux valeurs qui conviennent : sans doute ni trop relevées ni trop fades !

Utiliser les modèles comme des outils d’aide à la recherche, ceux-ci étant eux-mêmes des objets de recherche.

Mais, les auteurs vont plus loin : jusqu’à recommander de ne plus faire de prédictions dans le temps avec ces modèles mais de les utiliser dans le cadre de tests de sensibilité à la température moyenne, en d’autres termes les considérer comme des outils d’aide à la recherche …. étant de fait eux-mêmes des objets de recherche.

Les auteurs reconnaissent explicitement   qu’il est en réalité impossible de quantifier l’avenir dans la mesure où il n’est pas possible de prendre en compte tous les facteurs de la thermodynamique atmosphérique (ils citent en particulier le rôle central des nuages très difficile à représenter mathématiquement).

Destinée au monde scientifique, cette publication est une mise en garde face aux prévisions catastrophiques pouvant découler de l’exploitation de ces calculs manifestement faux.

Telle est la conclusion à laquelle aboutissent aujourd’hui des spécialistes de haut niveau international, insoupçonnables de « climato scepticisme », après des décennies de modélisation et de progrès supposés !

Un aggiornamento scientifique qui devrait être mis sur la place publique et débattu. 

S’il ne remet pas en cause la « faute au CO₂ » et qu’il est fondé sur l’idée que les prévisions climatiques apocalyptiques sont sans doute démotivantes et contre-productives, cet article, mesuré dans la forme, constitue bien un aggiornamento scientifique qui devrait être mis sur la place publique et débattu. 

Car dès lors que les modèles numériques s’avèrent inopérants sur le plan prédictif, que vaut notre « équation climatique » qui gouverne tout ?

La science du climat relève en réalité de la recherche académique dont les mots clef sont incertitude, doute critique et nuance.

La pratique actuelle est inverse et on n’a sans doute jamais pris des décisions industrielles aussi lourdes et brutales sur des bases scientifiques et techniques aussi faibles.

La nouvelle première ministre qui est ingénieure de formation dispose des clefs pour comprendre cet état de fait.

Encore faut-il qu’elle soit correctement informée.

Les scientifiques médiatiques et engagés qui « conseillent » le Président de la République lui ont-ils fait part de ces insuffisances majeures exprimées désormais par leurs pairs ?

On a bien sûr toutes les raisons d’en douter et leur responsabilité est énorme.


Références.       

(1) Fréderic Hourdin & all : « The art and science of climate model tuning » – BAMS  mars 2017 Vol. 98, n° 3 , pp. 589-606 .

(2) Thorsten Mauritsen et all : Développements dans le modèle du système terrestre MPI-M version 1.2 (MPI-ESM1.2) et sa réponse à l’augmentation du CO₂- Journal of advances in modelling earth systems – 13 janvier 2019.

(3) Steven Koonin : « Unsettled ? What Climate science tells us, what it doesn’t and why it matters » – 2021.

(4) Zeke Hausfather, Kate Marvel, Gavin A.Schmidt et all :  « climate simulations : recognize the « hot model » problem –  Nature – vol 605 – 5 mai 2022.

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21 réflexions au sujet de « Quand les experts du GIEC alertent sur les modèles qui surchauffent. »

  1. Des raisons bien plus fondamentales que l’ajustement de tel ou tel paramètre empêchent les modèles de prévoir le réchauffement climatique. Ces modèles n’ont aucune habilité prédictive concernant l’effet de serre parce qu’ils ne sont simplement pas conçus pour ça.

    L’effet de serre n’est pas calculable d’après les lois de la physique, il ne peut au mieux qu’être observé, quantifié puis paramétré.

    La raison pour laquelle l’effet de serre n’est pas calculable est l’impossibilité de modéliser la convection. Nous devons à Manabe l’idée lumineuse qui va débloquer cette situation frustrante. Il va poser que les transferts radiatifs n’ont pas d’effet sur le gradient thermique de la troposphère.

    Pour ceux qui douteraient encore de la nature pseudo-scientifique des travaux liés au GIEC, je propose un exercice amusant.

    Une question classique d’enfant qui découvre l’environnement :

    Pourquoi fait-il plus froid en altitude alors qu’on se rapproche du soleil ?

    En deux mots, la réponse thermodynamique correcte est que la troposphère est le siège d’un flux thermique montant, la source chaude étant la surface absorbant les rayons solaires et la source froide les GES radiant vers l’espace.

    J’invite maintenant les curieux à taper cette question enfantine dans la barre de recherche de leur choix.

    Surprise et désolation !!!

    Quelque soit le niveau des auteurs, les réponses à cette question rivalisent de stupidité. La baisse de pression et la détente des gaz sont systématiquement invoquées comme explication alors que bien entendu ces phénomènes liés à la convection libre qui refroidit le bas pour chauffer le haut ne peuvent que diminuer un gradient thermique préexistant ou créer une inversion de température.

    Pourquoi cette régression incroyable de la connaissance ? Pourquoi la question enfantine contient-elle beaucoup plus de sagesse et de sens physique que les doctes réponses ?

    A n’en pas douter, grâce à l’immense popularité de la pataphysique fondant les modèles climatiques.

    • Vous m’expliquerez à l’occasion comment la convection peut créer une inversion de température. Ca, c’est sans doute un niveau de pataphysique auquel peu de gens peuvent prétendre !

      Moi, naïvement, je pensais que c’était dû à des processus radiatifs. Ah, pardon, j’oubliais, les modèles de climat prescrivent les gradients thermiques et sont donc incapables de prendre en compte l’effet du rayonnement sur la structure thermique de l’atmosphère. Mais alors pourquoi y a-t-il des inversions dans les modèles de climat ? Mais bien sûr, c’est parce que la convection crée les inversions. Suis-je bête.

      • Vous êtes agaçant parce que vous ne lisez pas attentivement ce que j’écris et vous argumentez donc en dehors de la plaque.

        Je relève quand même certains points :

        1.
        “Vous m’expliquerez à l’occasion comment la convection peut créer une inversion de température.”

        Question surprenante parce que la convection tend essentiellement à créer des inversions c’est à dire un état hydrostatique stable, froid en bas et chaud en haut. Elle ne peut simplement pas le faire en-deçà du gradient adiabatique.

        2.
        “Moi, naïvement, je pensais que c’était dû à des processus radiatifs.”

        Essentiellement, les processus radiatifs tendent à provoquer un fort gradient troposphérique mais il est vrai que les inversions nocturnes sont surtout dues au refroidissement radiatif de la surface et à l’inertie thermique de la troposphère. Dans les inversions hivernales des moyennes latitudes, l’origine est mixte et les inversions polaires sont essentiellement convectives.

        3.
        “Ah, pardon, j’oubliais, les modèles de climat prescrivent les gradients thermiques et sont donc incapables de prendre en compte l’effet du rayonnement sur la structure thermique de l’atmosphère.”

        Manabe et Wetherland 1967 :
        “Free and forced convection, and mixing by the large-scale eddies, prevent the lapse rate from exceeding a critical lapse rate equal to 6.5C km-1.”

        Ramanathan et Coakley 1978 :
        “Since the temperature gradient is prescribed within the troposphere, (8) [qT(z) + qS(z) + qC(z) = const = 0] need not be solved. Instead, the equation for the radiative equilibrium condition, i.e., qT + qS = 0, is solved with the provisio that the lapse rate at any level within the atmosphere should be less than or equal to the critical lapse rate.”

        Dufresne 2010 :
        “Le point essentiel est [que le gradient thermique] est indépendant des échanges radiatifs.”

        Vous remarquerez probablement qu’il y a une légère contradiction dans ces citations. En fait, les modèles ne sont pas totalement cohérents avec la théorie du forçage radiatif. Manabe est dans la modélisation et Dufresne dans le forçage quant à Ramanathan, il semble avoir de la peine à se décider.

        Au fait : pourquoi fait-il plus froid en altitude qu’en plaine ?

        • Phi – Commençons par la base. Une inversion, c’est quand la température augmente avec l’altitude. Un profil stable, c’est quand la température potentielle augmente avec l’altitude. La convection, au mieux, mène à un profil neutre. Regardez une coupe de température potentielle en moyenne zonale (observations, réanalyses, modèles de climat), vous allez être surpris. Si après vous maintenez toujours que les GCM prescrivent un profil neutre partout parce que la paramétrisation de la convection le veut, changez de lunettes.

          Et ensuite, faites un peu de lecture sur le mot clef “lapse rate feedback”, si vous maintenez toujours que le profil vertical de température est fixé.

          Et ensuite, posez-vous la question pourquoi il n’y a aucune publication dans un seul journal *sérieux* qui soutient votre position. S’il y avait le moindre grain de sens dans ce que vous écrivez, il y aurait belle lurette que ça serait publié dans PRL, par exemple. Le fait est qu’il n’en est rien.

          Et à la fin, écrivez un papier pour PRL ou Nature qui fait le point sur votre théorie. Vu les implications majeures, ça devrait passer immédiatement et faire la Une de ces journaux, direct.

          • Vous me paraissez un brin perdu.

            “La convection, au mieux, mène à un profil neutre.”
            Il n’y a pas déclenchement de convection pour un dT/dz moins négatif que l’adiabatique mais il n’y a de limite au résultat de la convection côté positif que par les températures des masses d’air en présence. Si pour un raison ou une autre vous avez une masse d’air à -50°C à 1000m d’altitude surplombant une masse d’air à 20 °C, la convection inversera ces masses pour obtenir -40 °C à 0 m et 10 °C à 1000 m soit un gradient de + 30°C par km.

            “Si après vous maintenez toujours que les GCM prescrivent un profil neutre partout parce que la paramétrisation de la convection le veut, changez de lunettes.”

            1. Pas le profil neutre mais le gradient critique ! C’est bien là le problème des GCM.

            2. Pas partout.

            3. Ce n’est pas moi qui le dit mais vos pontes. Vous n’avez pas lu les citations ?

            “Et ensuite, faites un peu de lecture sur le mot clef “lapse rate feedback””

            Le lapse rate feedback concerne uniquement la modification de l’humidité absolue. Il rentre entièrement dans le chapitre convection.

            Le reste de votre message est du blabla que vous feriez mieux d’éviter à l’avenir.

            Pourquoi fait-il plus froid en altitude qu’en plaine ?

  2. Quelles que soient les qualités d’un modélisateur, un modèle ne vaut rien dès lors qu’il n’est pas recalé sur les mesures réelles. Tout le reste n’est que littérature. La température de la troposphère n’augmente plus depuis 2016: lequel de ces miraculeux modèles décrit-il cette évolution? Réponse: aucun ! Je suggère aux brillants modélisateurs de retourner à leurs études basiques de physique. Sauf si l’attrait des subventions pour leur labo est trop fort, mais là on n’est plus dans le domaine scientifique…

  3. Se demander si les modèles climatiques surchauffent c’est un peu comme chercher à discuter astronomie avec un adepte de la terre plate.

    Selon Manabe et la pataphysique giecienne, s’il fait plus froid en altitude qu’en plaine, c’est à cause du gradient de pression. Selon la physique, s’il fait plus froid en altitude, c’est parce qu’on y est plus proche optiquement de l’espace froid. Le gradient de pression, en permettant la convection, ne peut qu’atténuer la baisse de température avec l’altitude.

    Si les modèles climatiques reposent sur une conception absurde qui va jusqu’à inverser l’effet d’un paramètre essentiel, quel peut bien être l’intérêt de discutailler de leurs performances ou manque de performances ?

    J’ai l’impression que les climatoréalistes se trompent sur la nature de ce qu’ils ont en face d’eux.

    La climatologie giecienne n’est pas une science jeune et imparfaite mais une monumentale régression de la connaissance qui percole dramatiquement dans le monde académique, dans l’enseignement et dans toute la société.

  4. @PHI
    Phi , j’ai souvent du mal à vous suivre ; vous écrivez

    “”””””””Selon Manabe et la pataphysique giecienne, s’il fait plus froid en altitude qu’en plaine, c’est à cause du gradient de pression. Selon la physique, s’il fait plus froid en altitude, c’est parce qu’on y est plus proche optiquement de l’espace froid. Le gradient de pression, en permettant la convection, ne peut qu’atténuer la baisse de température avec l’altitude.”””””””””””
    S’il y a moins de pression en altitude c’est parce qu’il y a moins de particules , molécules qui interceptent le rayonnement solaire ; d’ailleurs dans la phrase qui suit vous admettez que on se rapproche de l’espace froid (où c’est le vide) ; d’ailleurs je ne vois pas pourquoi vous utilisez le terme de “optiquement” et pas plutôt thermiquement ; l’espace froid dont vous parlez est complètement soumis au rayonnement principalement optique du soleil , alors que les hautes altitudes ne font que réfléchir des rayonnements thermiques infra rouge grâce principalement aux gaz à effet de serre ( ce dont je pense on est d’accord )
    Après , la convection , c’est une histoire de météo et pas de climat

    • Fritz,
      Optiquement, dans les IR, proche de l’espace froid parce que le rayonnement des GES est moins entravé en haute altitude. Mais l’important est que la source froide se situe essentiellement dans la masse troposphérique, il y a donc flux thermique montant dans la troposphère et ce sont par conséquent les phénomènes radiatifs qui expliquent l’existence d’un gradient thermique. La convection ne peut qu’atténuer ce gradient. A peu près à rebours de ce qui fonde les modèles et de ce que nous content les pataphysiciens.

      • Phi, réfléchissons un peu. Quel serait le profil de température dans la troposphère si l’émissivité dans l’infraroge était 0? Neutre ? Stable ? Inversé ? Vous maintenez toujours que l’émission thermique par les gaz à effet de serre est la seule (principale ?) cause du profil vertical observé ?

        • C’est purement théorique mais assez simple. Comme l’efficacité de la convection est de plusieurs ordres de grandeur supérieurs à celle de la conduction, la presque totalité de l’atmosphère serait isotherme à peu près à la température maximale de surface. Vous auriez encore au contact de la surface une très mince couche limite très froide et en très forte inversion.

          “Vous maintenez toujours que l’émission thermique par les gaz à effet de serre est la seule (principale ?) cause du profil vertical observé ?”

          La cause du gradient thermique, c’est une évidence. Pour ce qui est de sa valeur, elle dépend bien entendu également de la convection qui atténue le refroidissement avec l’altitude (voir Manabe 1964).

          Pourquoi fait-il plus froid en altitude qu’en plaine ?

          • Vous rigolez ? Elle serait isotherme ? Vous contestez qu’en montant, l’air se détendrait et se refroidirait adiabatiquement ? Sérieux ? Vous imaginez ça comment ? Une pression atmosphérique constante, indépendante de l’altitude ?

            Bon, moi j’arrête ici avec vous. C’est bon, j’en ai assez.

          • Anton,

            Par votre réponse peu surprenante, vous montrez seulement que vous ne maîtrisez ni la physique de l’atmosphère ni la thermodynamique.

            Si l’atmosphère ne contenait aucune molécule active dans les infrarouges, elle n’aurait aucun moyen de se refroidir sinon par contact avec la surface. Cela signifie que l’atmosphère ne serait le siège d’aucun flux thermique vertical et la thermodynamique nous enseigne que dans de telles conditions le gradient thermique vertical serait nul.

            Dans un fluide isotherme, les mouvements verticaux ne peuvent qu’être forcés. Si rien ne les force, il n’y a pas de mouvements et donc aucun effet de la pression sur la température.

            Les échanges thermiques par conduction à la surface seraient beaucoup trop faibles pour impacter la masse atmosphérique, la couche limite serait donc très mince et de plus en puissante inversion de température.

            Vos connaissances de la cuisine des climatologues alliées à votre crasse ignorance de la physique de l’atmosphère et de la thermodynamique sont on ne peut plus révélatrices de ce qu’est la prétendue science climatique aujourd’hui.

          • Dernière réponse de ma part à Phi sous cet article (promis !) :

            J’ai écrit “émissivité 0” parce que vous semblez supposer ça dans les basses couches de l’atmosphère (avec un passage soudain à 1 en haut…). Bien sûr c’est irréaliste, comme tout ce que vous racontez !

            Puis-je vous signaler que le taux de chauffage par le rayonnement infrarouge est *négatif* dans toute la troposphère ? Sur toute la colonne, l’atmosphère se refroidit par émission infrarouge, pas seulement à cette altitude de rayonnement effectif qui correspond environ à -20°C. Et le taux de refroidissement est plus fort (négatif) près de la surface qu’ailleurs. Donc ce ne sont certainement pas les pertes radiatives qui expliquent l’essentiel du gradient troposphérique

            J’attends donc toujours avec impactience votre article dans PRL ou dans Nature qui explique l’origine du gradient de température dans l’atmosphère, qui ressemble tellement souvent à un gradient quasi-adiabatique, mais qui d’après vous est complètement diabatique. Mais je crains que tant que vous ignorez que la pression diminue avec l’altitude, vous aurez du mal à convaincre les éditeurs et les relecteurs.

          • Anton,

            Sage décision, un peu de calme et de repos vous feront le plus grand bien.
            Pour occuper votre convalescence, je vous laisse ces quelques questions :

            1. Ne pensez-vous pas qu’il vaut mieux argumenter sur ce qu’une personne écrit plutôt que sur ce qu’il vous semble qu’elle suppose ?

            2. Qu’est-ce qu’un chauffage négatif ?

            3. Qu’est ce qu’un refroidissement négatif ?

            4. Peut-on faire suivre un charabia de Donc ?

            5. Si le prix d’une poire varie entre 3.- et 10.- et que j’achète une orange 6.50, est-ce pour autant une poire que j’ai acquis ?

            6. Pourquoi fait-il plus froid en altitude qu’en plaine ?

  5. Tout cela a finalement l’air assez compliqué… J’en retiens que les avis sont partagés, voire opposés, et qu’en réalité, nous ne comprenons pas encore tout.
    Il ne faut pas oublier les influences des champs magnétiques -terrestre et solaire- des rayonnements cosmiques, et d’autres phénomènes qui nous échappent encore.
    Il y a quelques années, par exemple, j’ai parcouru un article qui affirmait que le système solaire, dans sa course autour du centre galactique, traversait une région de l’espace interstellaire plus “chaude”, vestige de l’explosion d’une supernova ayant eu lieu il y a plusieurs millions d’années…

    En tout cas, début mai, sur France3, Météo France nous annonçait encore canicule et sècheresse…

  6. J’espère ne pas trop sortir du thème de cet article en remarquant que je suis toujours étonné du raisonnement des militants de l’explication mono-causale (anthropique) du réchauffement climatique en cours. Je vais faire court. Ces militants affirmant le constat que “p implique q” (avec: p = ” les humains émettent des GES, dont le CO2″, et q = “le climat se réchauffe”), estiment que la négation de ce constat (ou sa contradiction, ou sa destruction, ou sa limitation, etc) serait: “(non p) implique (non q)”.
    Sur le plan strictement formel, tout le monde sait que la négation de “p implique q” n’est pas “non-p implique non-q”.
    Mais, surtout, je crois avoir compris que, dernièrement, le GIEC avait admis que les solutions d’ingénierie climatique étaient finalement envisageables (par ex: capture du CO2): est ce parce que le GIEC commence à s’apercevoir que le réchauffement climatique pourrait bien dépendre d’autres variables que la seule activité humaine ? Ou, bien sûr, est-ce parce qu’il estime (le GIEC l’a affirmé plusieurs fois) que l’inertie du climat résisterait longtemps à une baisse des émissions anthropique de GES ? Dans cette deuxième hypothèse, j’ai du mal à comprendre alors pourquoi le climat, qui aurait répondu si rapidement aux émissions anthropiques de GES (selon les militants signalés plus haut, et même selon le GIEC) ne répondrait pas avec la même célérité à une baisse (sinon un arrêt) de ces même émissions….Si les Humains ont pu avoir tant d’influence (sinon de maîtrise) sur le climat terrestre, pourquoi cette influence (ou cette maîtrise) ne fonctionnerait que dans un seul sens (ce “un seul sens” étant le pendant normal, finalement, du “une seule cause”).

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