Les habits neufs de lEmpereur

L'observation attentive de l'évolution des températures terrestres réserve quelques surprises

Les températures de la basse atmosphère mesurées par les satellites et exploitées par l’Université d’Alabama à Huntsville (UAH) s’affranchissent des biais des températures de surface (relief, zones terrestres peu ou pas couvertes) et l’évolution de leur moyenne est probablement un reflet le plus fidèle possible de l’évolution des températures globales. L’orbite des satellites en question passe systématiquement au-dessus des pôles en se décalant à chaque tour, réalisant finalement un survol complet et homogène de toutes les zones de la surface terrestre. Ce survol permet une couverture beaucoup plus homogène que celle apportée par les stations terrestres.

Les mesures satellitaires sont régulièrement critiquées par les carbocentristes car elles donnent des valeurs qui ne correspondent pas exactement à la doxa réchauffiste (ce qui les rend d’autant sympathiques pour le climatosceptiques…). Cela ne les empêche d'ailleurs pas d'accepter sans aucune réticence les températures de surface de la mer qui proviennent pourtant pour une part, des mesures satellitaires...  

Dans l’ancienne édition de ClimatDeTerreur.info, j’ai reproduit, tous les mois, le graphique des températures de la basse atmosphère réalisé et tenu à jour par Roy Spencer. Dans la présente édition, j’ai préféré réaliser moi-même le graphique à partir des données publiées chaque mois par l’Université de l’Alabama. Voici ce graphique :

UAH depuis janvier 2015
Graphique mis à jour le 7 janvier 2017

Les écarts de température représenté en ordonnées sur le graphique par les points de la courbe sont la différence entre la moyenne des températures réelles mesurées, et la température moyenne calculée sur la période 1981 – 2010 (30 ans) pour le mois correspondant. Il est important de savoir que les périodes de référence des différents organismes publiant des données de température ne sont pas forcément identiques. Les valeurs des écarts (appelés souvent « anomalies » comme s’il existait une température réglementaire « normale ») sont donc différentes suivant les organismes qui publient, sans que cela signifie nécessairement que les températures mesurées sont différentes.

On peut observer, sur ce graphique, une montée rapide des moyennes de température depuis le mois de mai 2015, culminant au mois de février 2016 et redescendant ensuite rapidement. C’est le phénomène nommé El Niño qui correspond à cette montée brutale des températures, et qui est accompagné par une série d’autre phénomènes météorologiques (pression, température de la mer) de portée globale[i].

La température moyenne obtenue à partir des stations terrestres fait traditionnellement la une des grand médias parce qu’elle est considérée comme une valeur simple et facile à comprendre pour tout le monde. C’est cependant une valeur entachée de nombreux défauts qui sont tels qu’il est peu pertinent de lui attacher une importance quelconque. En effet :

  • La répartition des stations de mesure de température à la surface de la terre est très loin d’être homogène. Par exemple, le nombre de stations de mesures aux USA est d’environ 1 200, alors que le nombre total des stations dans le monde est de 7 200 environ. Les USA représentent donc 1 200/7 200*100 = 17 % des points de mesure alors que la surface des USA ne représente qu’environ 2 % de la surface du globe (Hansen 2001).
  • Certaines régions du globe ne sont pas couvertes du tout ou couvertes par un nombre très petit de stations par rapport à leur surface. Les températures sont donc extrapolées sur des distances pouvant aller jusqu’à 1 200 km (GISS).
  • L’altitude des différents points de mesure n’est pas prise en compte. Or, les températures mesurées à la surface du globe sont prises conventionnellement au-dessus du sol à une hauteur de 1 à 2 m. C’est donc la température de l’atmosphère qui est, en fait, mesurée. La température étant une grandeur intensive, c’est en fait l’énergie liée à la température qui est tacitement considérée lorsqu’on en fait la moyenne. Or, l’énergie en question est elle-même liée à la masse spécifique de l’air, et donc à l’altitude du point de mesure.

La surface de la mer représente plus de 70 % de la surface du globe. Sa température est mesurée par des bateaux sillonnant en permanence les océans, par des satellites munis de radiomètres qui mesurent la température par la mesure de l’émission infrarouge des premiers millimètres de la surface, et enfin par une série récente et importante de bouées, les bouées du projet ARGO. Ces mesures peuvent être comparées entre elles et servir au calcul bien plus rationnel d’une moyenne à altitude constante, fiable et plus significative que la moyenne des températures terrestres.

Le graphique suivant représente l’évolution des températures de surface marines (SST[ii]) publiée par la NOAA :

Températures mer janvier 2016
Graphique mis à jour le 9 janvier 2017

 

La NOAA publie les valeurs moyennes des températures calculées sur une période de 7 jours. Son site peut calculer à la demande la moyenne globale hebdomadaire des SSTs qui a été utilisée pour construire le graphique ci-dessus.

Ci-dessous, le graphique complet des moyennes hebdomadaires des SST de la NOAA (Le premier graphique ci-dessus ne représente les valeurs que depuis janvier 2016, il correspond au rectangle bleu en haut et à droite du graphique suivant).

Températures mer depuis janvier 1981
Graphique mis à jour le 9 janvier 2017

Il est intéressant de noter sur ce dernier graphique que les SST semblent suivre une évolution cyclique (annuelle) bien visible depuis septembre 2003 : les SST décroissent depuis septembre et passent par un minimum vers le mois de janvier de l’année suivante, puis remontent jusqu’au mois de septembre où elles passent par un maximum. On peut visualiser cette oscillation en calculant, la moyenne sur l’année des écarts de température, puis en calculant la différence entre la valeur de l’écart et cette moyenne pour chaque période de 1 an à partir de septembre 2003 (detrend[iii]). On calcule ensuite la moyenne de ces différences sur la période septembre 2003 – octobre 2016. Le graphique suivant met en évidence cette oscillation :

Oscillation des SST depuis 2003

Courbe bleue : différence entre la valeur de l’écart des SST et la moyenne annuelle (suppression de la tendance ou detrend)

Courbe orange : moyenne mobile (sur 8 valeurs) de la courbe bleue.

 

À partir des valeurs de la courbe bleue, on peut enfin déterminer la forme de la courbe moyenne annuelle et prolonger la courbe représentative sur quatre périodes. On peut ensuite ajouter la courbe représentative de la moyenne mobile sur 8 valeurs et tracer, pour finir, une sinusoïde de même fréquence. Saisissant non ?

Oscillations moyenne detrendéesCourbe bleue : Moyenne annuelle des écarts de SST sur 13 années, courbe prolongée sur 4 périodes.
Courbe orange : Moyenne mobile sur 8 valeurs.
Courbe violette : Sinusoïde de même fréquence.

[i]  "globale" est pris ici au sens anglais du terme : "qui concerne le globe terrestre dans son entier".

[ii]  SST: Sea Surface Temperature.

[iii] Detrend : plutôt que de comparer les valeurs réelles à la valeur correspondante d’une droite de tendance, on peut les comparer à la valeur de la moyenne annuelle, puisque l’on s’intéresse à une évolution moyenne annuelle. J’ai osé traduire le qualificatif anglais "detrend" par le vocable "détendancé". Amis canadiens, fusillez-moi.

Commentaires   

# Pammo 13-02-2017 20:15
"appelés souvent « anomalies » comme s’il existait une température réglementaire « normale »"
Trouvez-moi UNE seule référence qui attribue à "normale" le sens de "température réglementaire" !
Vous êtes un escroc. En tant que chimiste vous devriez savoir que le sens sémantique de "normale" signifie "moyenne" et que c'est pour cette raison que les différents institut peuvent prendre différences périodes de référence.
Il s'agit juste d'un décalage sur l'axe des Y
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# Candide 19-02-2017 17:02
C'est vous qui êtes un escroc. Vous inventez un "sens sémantique" qui vous arrange. Il semble bien que vous ignoriez le second degré, ce qui vous empêche de saisir l'humour du qualificatif "règlementaire" que Pierre-Ernest prête aux inventeurs du mot "anomalies".
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# Pammo 13-02-2017 20:20
"C’est donc la température de l’atmosphère qui est, en fait, mesurée."
Mensonge. C'est la température de là où l'on vit qui est mesurée.
Les satellites, eux, mesurent la température de l'atmosphère
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# Candide 19-02-2017 17:05
Apparemment, vous avez un problème avec la logique. "la température de là ou l'on vit" n'a aucun sens scientifique.
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# Pammo 13-02-2017 20:24
Outre le fait de nous montrer que vous savez utiliser Excel, qu'elle est la conclusion ?

Montrez nous donc la série COMPLETE des températures où l'on voit que l'extraordinaire El nino 1998 a produit des températures plus faibles que ce petit El Nino mou du genoux de 2015.
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