Climat : que ne savons-nous pas ?

Il n’existe qu’une seule façon de déterminer de façon absolue si de l’énergie s’accumule dans un système (la Terre considérée comme un système isolé) et c’est de s’en extraire.

  Idéalement on observe de l’extérieur l’énergie qui entre, celle qui sort, on fait le bilan dans la durée et on peut dire que le système accumule ou perd de l’énergie et la variation dans le temps. Incidemment on aura accès également aux différentes composantes de ce bilan.

  Avons-nous la réponse à cette question et savons-nous de façon indiscutable que depuis (1850 par ex) la Terre accumule des calories ? La réponse est clairement « non ».

  Nous commençons à peine à avoir une couverture satellitaire permettant d’apprécier un peu mieux les échanges énergétiques entre la Terre et l’espace et notre recul est voisin de zéro (1985).
  La quantification du flux entrant et de ses effets est à elle-seule un casse-tête. En effet ce n’est pas essentiellement de la chaleur qui arrive, mais de l’énergie sous forme électromagnétique et particulaire. Elle se dégrade plus ou moins avant d’être réémise, mais les effets sont souvent bien plus complexes qu’on imagine. On sait par ex que quand le soleil diminue son activité d’une fraction de pourcent, le pourcentage d’UV peut lui diminuer de 4%. Et alors ? Alors les UV génèrent de l’ozone qui est un GES. Dans le même temps la quantité de rayons cosmique peut varier significativement, or on soupçonne de plus en plus un rôle comme agent de nucléation de la vapeur d’eau dans la basse atmosphère et semblent impliqués dans la genèse des phénomènes lumineux transitoires (TLP )récemment découverts à haute altitude. Dit plus simplement la quantité d’énergie apportée par le soleil peut à peine varier tout en ayant des effets non linéaires mal cernés sur les échanges énergétiques entre la Terre et l’espace.
  La quantification du flux sortant est aussi délicate (en plus d’obliger à une surveillance globale 24/7 dans la durée) car on croyait il y a peu qu’au-dessus de la troposphère les échanges avec l’espace étaient radiatifs (pas de convection dû au piégeage de l’eau plus bas). Hélas la découverte des TLP montre que de l’énergie peut sortir ponctuellement, sous une autre forme. Ces phénomènes étant de très courte durée, à haute énergie et associés souvent à un phénomène banal (orages) il est urgent de savoir qu’elle quantité d’énergie est évacuée sous cette forme et là encore la variation du phénomène au cours du temps (couplage au soleil via rayons cosmiques ?).
  La découverte récente d’une contraction anormale et imprévue de la thermosphère nous replace dans le champ de l’exploration plus que des certitudes.

  Un niveau de difficulté supplémentaire vient du fait que la Terre dispose de nombreux moyens pour modifier sa réponse à un flux énergétique incident stable, via l’eau sous toutes ses formes et de nombreux effets non linéaires. Les océans peuvent absorber ou émettre énormément de calories et leur comportement actuel n’est pas maîtrisé. Quel est le volume de calories stockées dans nos océans, leur répartition (non homogène) leur évolution au cours du temps ? On commence tout juste à les sonder dans leur volume, alors juger de leur état en 1850 sur la base d’une poignée de températures (prises en pleine mer « à la raoul ») pose un problème de crédibilité.
  L’atmosphère est pire encore, avec de possibles modifications de l’hygrométrie (horizontales et verticales) et de la couverture nuageuse. Seule une couverture satellitaire au long cours (complexe d’ailleurs vu que l’altitude d’une couche nuageuse a de l’importance et qu’il faut aussi quantifier les mouvements verticaux) pourrait indiquer s’il y a eu variations ou non, or nous n’en sommes même pas là.
  Enfin le troisième état de l’eau (solide) pose aussi de nombreuses questions. Fondamentalement la glace est un puit thermique et son changement de phase absorbe énormément de chaleur. Quel a été la variation du volume de glace présent sur Terre (disons depuis 1850) incluant les zones polaires et de pergélisols ? On n’a aucune certitude dans le domaine, les mesures satellitaires globales depuis 1979 ne montrant pas une évolution significative. Là aussi le manque de recul est flagrant.
  
  Pour résumer, nous sommes incapables de déterminer précisément et avec du recul le budget énergétique de la Terre, nous sommes incapables (dans la durée) de déterminer comment et en quelles quantités les flux de calories ont migrés dans l’hydrosphère. Pire, nous disposons d’une théorie sans illustration probante dans le passé connu (où c’est le réchauffement qui occasionnait l’augmentation des GES et non le contraire) qui associe aux incertitudes amonts les facteurs d’incertitudes dûs aux modèles numériques utilisés pour simuler l’évolution possible du climat. A noter que tout ces modèles prêtent une rétroaction positive plus ou moins grande de l’eau.
  Question : Dans le passé, suite à un réchauffement substantiel les taux de GES ont été 15 à 20 fois ce qu’ils sont en 2010. Logiquement si le climat diverge quand on augmente l’effet de serre (plus ça chauffe, plus ça dégaze et plus ça chauffe) qu’est-ce qui a empêché une divergence catastrophique des températures ? Les pôles ont fondus, les clathrates de méthane se sont lâchés, les océans ont dégazés, la vapeur d’eau en a rajouté une couche et nous sommes là ? Pourquoi ?
  La nature s’est-elle trompée ou est-ce nous et nos modèles ?

  Il y a motif minimal à douter de notre degré de certitude. On ignore le budget des flux énergétiques entrant/sortant du système, le volume de glace ayant fondu depuis 1850, la variation
dans le temps de l’hygrométrie aux différentes altitudes et celle de la couverture nuageuse (basse et haute). On ignore la quantité d’énergie stockée dans les océans et l’évolution des échanges
avec l’atmosphère. Fondamentalement on ne connaît pas tous les acteurs du climat et on a les pires difficultés à les quantifier avec suffisamment de précision pour faire ressortir le signal
d’un effet GES anthropique du bruit. Faites tourner des modèles numériques avec ça...

  Bien sûr, cette théorie n’est pas née de rien. Nous avons une collection remarquable de proxies (indicateurs indirects de température) qui montrent d’ailleurs qu’il a fait aussi (sinon plus) chaud il y a 1000 ans et qu’une partie du réchauffement a préexisté à nos émissions de GES. La science nous dit que "tout prix en compte" (j’en vois qui sourient) il reste un facteur et que ce doit être nos émissions de GES. Le CO2 est un GES après tout... En l’absence d’eau sur Terre le problème serait peut-être soluble, mais avec...
  Tout indique que la science ne pourra trancher le débat avant longtemps et qu’il n’est certainement pas clos (aux détails près).