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Les modèles de prévision du climat restent incapables de prédire... le passé

Ours polaire / Will Keightley via Flickr CC Licence by

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Un seul modèle climatique sur douze a retrouvé le résultat obtenu grâce à une enquête de terrain par deux scientifiques sur l'évolution du régime des précipitations pendant le dernier maximum glaciaire.

Les prévisions climatiques font partie des problèmes les plus délicats auxquels la science est confrontée. Les calculs sont si complexes qu’ils mobilisent les ordinateurs les plus puissants de la planète. Cette difficulté et les imperfections qui en découlent alimentent le débat entretenu par les climatosceptiques qui contestent parfois la réalité du réchauffement climatique, mais surtout la responsabilité de l’homme dans ce processus.

Au cœur des projections qui servent de fondation aux analyses du Giec, on trouve les modèles climatiques. Il s’agit d’une mise en équation de l’ensemble des phénomènes qui contribuent à faire évoluer le climat sur Terre. Ces modèles mathématiques intègrent bien entendu les lois de la physique et de la chimie mais également celles de la thermodynamique et de la dynamique des fluides qui sous-tendent les phénomènes d’interactions entre l’atmosphère et les océans ainsi qu’avec les continents et la glace. Il est souvent reconnu que, par exemple, la modélisation des relations air-mer reste peu précise.

La meilleure façon de vérifier un modèle de prédiction du futur est de l’appliquer au passé. Dans ce cas, on connaît le résultat final ainsi que les conditions initiales. Il suffit d’entrer ces dernières dans le système et de vérifier si l’on obtient le même résultat que celui que l’on a enregistré grâce aux traces laissées par les changements climatiques antérieurs.

Indices géologiques

Deux chercheurs ont scrupuleusement appliqué cette méthode. Jessica Tierney, de l’institut océanographique Woods Hole et Pedro DiNezio, de l’université d’Hawaï travaillent sur le régime des pluies dans les régions du Tropique et du Pacifique pendant le dernier maximum glaciaire allant de -26.000 à -19.000 ans. Pour cela, ils ont analysé toute une série d’indices géologiques tels que les vestiges de charbon de bois laissés par les incendies, les traces du déplacement des dunes de sables, le fond des anciens lacs et les sédiments contenant des restes de coquilles d’organismes marins.

Les isotopes de l’oxygène, par exemple, permettent de lire à livre ouvert l’évolution de la salinité des océans. Or, plus cette dernière est élevée moins il pleut et inversement. En rassemblant tous les éléments de cette enquête, les deux chercheurs sont parvenus à la conclusion que les conditions climatiques de la région de l’océan indopacifique, la principale source de chaleur et d’humidité pour l’atmosphère terrestre, étaient plus sèches pendant le dernier âge glaciaire que pendant les périodes qui l’ont précédé et celles qui l’ont suivi. Leur travail a fait l’objet d’un article publié dans la revue Nature du 19 mai 2013.


L'Indonésie telle qu'elle est aujourd'hui (à gauche) et telle qu'elle était durant le dernier maximum glaciaire avec un niveau des océans nettement plus bas. Image: Pedro DiNezio, Université d'Hawaï.

Pour Jessica Tierney et Pedro DiNezio, le résultat obtenu offrait un excellent moyen d’évaluer l’efficacité des modèles climatiques existants appliqués à des conditions très différentes de celles que nous connaissons aujourd’hui.

Un modèle sur douze a réussi l’examen

Ils ont donc comparé leur résultat avec celui que leur ont fourni pas moins de 12 modèles climatiques. A leur grande surprise, un seul d’entre eux, celui développé par le centre Hadley pour la prévision climatique et la recherche installé dans les locaux du MET Office, l’organisme météorologique national  anglais, a réussi l’examen... D’après les chercheurs, cet échec massif est lié à la difficulté que rencontrent les modèles pour simuler les mouvements d’air verticaux qui, sous l’effet de la convection, font monter l’air humide dans l’atmosphère.  

La surprise a vite laissé la place à l’espoir, indispensable en matière de climatologie. Ainsi, Jessica Tierney a déclaré:

«La bonne nouvelle est que le modèle d’Hadley combiné aux preuves géologiques montre la voie d’une amélioration de nos capacités à simuler et prédire les régimes de précipitation dans les tropiques. Plus nous étudions les mécanismes à l’œuvre dans le passé, mieux nous pourront prévoir les changements climatiques qui affectent les milliards d’habitants de ces régions du monde.»

Ce bel optimisme ne peut masquer le cuisant échec de 11 modèles climatiques sur 12... Quel est l’impact de ces modèles sur la synthèse réalisée régulièrement par le Giec? L’erreur sur ce problème particulier invalide-t-il toutes les autres prédictions de ces modèles? On peut légitimement se poser ces questions.

Evaluer l’erreur des modèles

Si le travail sur les prévisions climatiques n’a rien à voir avec celui qui concerne les prévisions météorologiques en raison des différences d’échelle de temps, cette faillite des modèles vient nous rappeler la nécessaire prudence qu’il faut conserver vis-à vis des prévisions actuelles sur le changement climatique. Ainsi, la vitesse de la fonte des glaces en Arctique a été considérablement sous-estimée.

Les climatosceptiques ne pourront guère exploiter cet échec des modèles. En effet, jusqu’à présent, ils ont plutôt tendance à sous-évaluer le changement climatique. Reste à évaluer cette erreur, faute de la corriger.

M.A.  

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