Reconsidération fondamentale du paradigme actuel de compréhension du changement climatique et des initiatives socio-économiques connexes

Rôles des variations de l'albédo de la Terre et du déséquilibre énergétique de la haute atmosphère dans le réchauffement récent.

Des études antérieures ont signalé une diminution de l'albédo planétaire et une absorption croissante du rayonnement solaire par la Terre depuis le début des années 1980, et surtout depuis 2000. Cela aurait dû contribuer au réchauffement de la surface observé. Cependant, l’ampleur de cette contribution solaire est actuellement inconnue, et la question de savoir si une absorption accrue de l’énergie des ondes courtes par la planète représente ou non une réaction positive à un réchauffement initial induit par l’augmentation des concentrations de gaz à effet de serre n’a pas été résolue de manière concluante.

Le 6e rapport d’évaluation du GIEC n’a pas non plus correctement évalué cette question. Ici, nous quantifions l'effet de la diminution de l'albédo observée sur la température globale de l'air à la surface de la Terre (GSAT) depuis 2000 en utilisant les mesures du projet Clouds and the Earth's Radiant Energy System (CERES) et un nouveau modèle de sensibilité climatique dérivé de données planétaires indépendantes de la NASA, en employant des règles de calcul objectives. Notre analyse a révélé que la diminution observée de l'albédo planétaire ainsi que les variations signalées de l'irradiance solaire totale (TSI) expliquent 100 % de la tendance au réchauffement du climat et 83 % de la variabilité interannuelle du GSAT, comme le documentent six systèmes de surveillance par satellite et au sol, au cours des 24 dernières années. Les changements dans l'albédo des nuages ​​terrestres sont apparus comme le facteur dominant du GSAT, tandis que le TSI n'a joué qu'un rôle marginal. Le nouveau modèle de sensibilité climatique nous a également aidé à analyser la nature physique du déséquilibre énergétique de la Terre (EEI), calculé comme la différence entre le rayonnement à ondes courtes absorbé et le rayonnement à ondes longues sortant au sommet de l'atmosphère. Les observations et les calculs du modèle ont révélé que l'EEI résulte d'une atténuation quasi-adiabatique des flux d'énergie de surface traversant un champ de pression atmosphérique décroissante avec l'altitude. En d’autres termes, la dissipation adiabatique de l’énergie cinétique thermique dans les parcelles d’air ascendantes donne lieu à un EEI apparent, qui ne représente pas un « piégeage de chaleur » par augmentation des gaz à effet de serre atmosphériques comme on le suppose actuellement. Nous fournissons la preuve numérique que l'EEI observé a été interprété à tort comme une source de gain d'énergie par le système Terre sur des échelles de temps multidécennales. 

Le 6e rapport d'évaluation du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC AR6) concluait : « Il est très probable que les GES [gaz à effet de serre] bien mélangés aient été le principal moteur du réchauffement troposphérique depuis 1979 » (p. 5). Cette affirmation implique que tous les forçages climatiques connus ont été correctement évalués à l’aide des données disponibles et que les GES ont exercé un effet radiatif disproportionné sur la température mondiale de l’air en surface (GSAT) au cours des 45 dernières années. Cependant, un examen attentif du chapitre 7 de la contribution du Groupe de travail I (WG1) au GIEC AR6, qui discute du bilan énergétique de la Terre, des rétroactions climatiques et de la sensibilité du climat, révèle que la diminution observée de l'albédo terrestre et l'augmentation correspondante Les radiations à ondes courtes absorbées par la planète au cours des 20 dernières années n'ont pas été prises en compte comme contribuant au réchauffement récent. La section 7.2.2 du chapitre 7 intitulée « Changements dans le budget énergétique de la Terre » reconnaît qu'il y a eu des périodes multidécennales de tendances significatives à la baisse et à la hausse du rayonnement solaire de surface (SSR), appelées « atténuation globale » (c'est-à-dire des années 1950 aux années 1980). et « l’éclaircissement global » (après les années 1980), respectivement. Le rapport déclare : « Il existe un degré élevé de confiance dans le fait que ces tendances [RSS] sont répandues et non des phénomènes localisés ou des artefacts de mesure ». En effet, l'existence de telles périodes d'atténuation et d'éclaircissement est reconnue par les chercheurs depuis plus de 10 ans. Cependant, l’AR6 du GIEC ne fournit aucune estimation globale de l’ampleur de la tendance positive de la RSS depuis les années 1980 et de son importance pour l’augmentation observée du GSAT. Le rapport termine une discussion sur les variations de la RSS en déclarant : « L'origine de ces tendances n'est pas entièrement comprise ». En ce qui concerne les flux solaires au sommet de l'atmosphère (TOA), la section 7.2.2 ne propose aucune analyse de la diminution substantielle de la réflectance des ondes courtes de la Terre observée depuis 2000 et documentée par le système Clouds and the Earth's Radiant Energy System (CERES) de la NASA. projet. Le rapport ne mentionne pas l’augmentation de 2,0 W m ⁻² de l’absorption d’énergie solaire par la planète entre 2000 et 2020 et son effet sur le GSAT. Plus surprenant encore, la section 7.2.2.1 de la contribution du GIEC WG1 présente deux graphiques dans leur figure 7.3 (à la p. 936) montrant une tendance positive du rayonnement solaire réfléchi par la Terre et une tendance négative du flux thermique sortant depuis 2000 qui sont censés être basé sur les données CERES. Cependant, ces tendances sont à l’opposé de ce que CERES a réellement mesuré et contredisent les résultats publiés précédemment.

 

Un certain nombre d'études ont analysé les données CERES et ont conclu que l'augmentation observée de l'absorption des rayonnements à ondes courtes par la Terre a probablement joué un rôle dominant dans le réchauffement climatique au cours des 2 dernières décennies. Cependant, à notre connaissance, aucune étude n'a encore quantifié l'ampleur du réchauffement attribuable au seul forçage solaire, c'est-à-dire l'augmentation du GSAT due à la diminution de l'albédo de la Terre combinée à une variation de l'irradiation solaire totale (TSI). Sans une telle évaluation quantitative, l’ampleur du réchauffement attribué à l’augmentation des gaz à effet de serre atmosphériques reste une spéculation théorique.

 

Nous avons tenté de combler ce manque de connaissances en nous lançant dans un voyage de « suivi de l'énergie » visant à quantifier la contribution spécifique du forçage solaire à l'augmentation du GSAT de mars 2000 à décembre 2023. Pour ce faire, nous avons appliqué un nouveau modèle générique. (dérivées de données planétaires indépendantes de la NASA utilisant des règles de calcul objectives) aux anomalies de flux radiatif TOA mesurées par CERES. Le modèle relie explicitement les changements de GSAT aux variations du TSI et de l'albédo de Bond planétaire. Étant donné que les équations du modèle sont développées sans s’appuyer sur des données spécifiques à la Terre, elles sont applicables à tout corps céleste sphérique doté d’une surface rocheuse. En comparant l'évolution du GSAT observée sur Terre à celle prédite par le modèle, nous avons pu séparer l'impact des facteurs solaires du forçage anthropique du climat. Le modèle a également permis d’obtenir de nouvelles informations importantes sur la nature physique du déséquilibre énergétique terrestre (EEI), qui est actuellement considéré comme l’indicateur le plus important du changement climatique. 

Conclusions

Analogue à la célèbre approche « suivre l’argent », souvent adoptée par les sciences sociales et politiques pour expliquer le comportement humain et les mouvements sociaux, cette étude peut être décrite comme un voyage « suivre l’énergie », pour enquêter sur les causes des récents changements climatiques. 

 

Le groupe de travail I (WG1) du GIEC AR6 a conclu que les gaz à effet de serre bien mélangés étaient « très probablement le principal moteur du réchauffement troposphérique depuis 1979 ». Cependant, le chapitre 7 de la contribution AR6 WG1 du GIEC n'a pas pris en compte correctement l'augmentation observée de l'absorption du rayonnement solaire par la Terre au cours des dernières décennies, connue sous le nom d'« éclaircissement global ». Le rapport n'a pas analysé la diminution de la réflectance des ondes courtes de la Terre, évidente dans l'ensemble de données CERES EBAF au cours des 20 dernières années, ni son impact sur le GSAT. Les études publiées s'accordent sur le fait que la diminution observée de l'albédo planétaire et l'augmentation associée de l'absorption d'énergie solaire par la planète doivent avoir eu un impact significatif sur la température globale. Cependant, aucune tentative n’a été faite jusqu’à présent pour quantifier l’effet réel de ce forçage solaire sur le GSAT. Nous avons essayé de combler ce manque de connaissances en développant un nouveau modèle de processus non statistique à partir des Premiers Principes qui relie explicitement les changements de TSI et d'albédo aux anomalies de température globale. Le modèle a été dérivé d'observations planétaires indépendantes de la NASA et de règles de calcul de base, sans utiliser de données spécifiques à la Terre, de forçage radiatif des gaz à effet de serre ou de rétroactions positives (amplificatrices). Notre objectif était de vérifier la conclusion AR6 du GIEC, ci-dessus en évaluant l'effet direct des changements mesurés dans le TSI et l'absorption de la lumière solaire par la Terre sur le réchauffement planétaire de la surface au 21e siècle, tel que documenté par 6 ensembles de données de température.

 

Notre analyse a révélé que le forçage solaire (c'est-à-dire les changements de TSI et d'albédo) mesurés par CERES explique 100 % de la tendance au réchauffement climatique observée et 83 % de la variabilité interannuelle du GSAT au cours des 24 dernières années, y compris la chaleur extrême de 2023. Il a été constaté que les changements d'albédo étaient de loin le facteur dominant du GSAT, tandis que les variations du TSI ne jouaient qu'un rôle modulateur mineur. L'augmentation soutenue de l'absorption de la lumière solaire par la planète a également été identifiée comme le facteur le plus probable du réchauffement des océans au cours des dernières décennies, sur la base d'une forte corrélation ( R² = 0,8) entre l'absorption du rayonnement à ondes courtes et l'anomalie de température annuelle moyenne de 0 à 100 m de couche océanique globale. Ces résultats suggèrent un manque de réalité physique à la fois dans le forçage radiatif anthropique attribué à l’augmentation des gaz à effet de serre et dans les rétroactions positives (amplificatrices) hypothéquées par la théorie de l’effet de serre et simulées par les modèles climatiques. En effet, tout forçage réel (ou rétroaction amplificatrice) en dehors de l’absorption planétaire accrue du rayonnement solaire aurait produit un réchauffement supplémentaire au-delà de la quantité expliquée par les changements de l’albédo planétaire et du TSI. Cependant, aucun réchauffement supplémentaire de ce type n’est observé dans les enregistrements de température disponibles. Par conséquent, le forçage radiatif anthropique et les rétroactions positives associées sont probablement des artefacts modèles plutôt que des phénomènes réels. Les données empiriques et les calculs de modèles analysés dans notre étude indiquent également que la sensibilité du climat de la Terre au forçage radiatif n'est que de 0,29 à 0,30 K/(W m⁻² ). Par conséquent, la théorie des effets de serre surestime ce paramètre de 56 à 158 %. 

 

Le manque de preuves du piégeage de la chaleur par les gaz à effet de serre dans le système climatique au 21e siècle soulève une question importante sur la nature physique du déséquilibre énergétique de la Terre (EEI). Ce dernier est défini comme la différence entre le flux d’ondes courtes absorbé et le flux LW sortant au TOA. L’EEI est observé et calculé par diverses plateformes de surveillance depuis plusieurs décennies. Cet indice est devenu un axe de recherche en science du climat au cours des 15 dernières années, car il a été perçu comme une preuve d'une accumulation de chaleur anthropique (rétention d'énergie) dans le système Terre qui engagerait le monde dans un réchauffement futur prolongé, même après les émissions humaines de carbone, ont atteint un niveau net zéro. En raison de cette vision, l’EEI est désormais appelé « l’indicateur le plus fondamental du changement climatique ». Cependant, notre analyse des données observées, des calculs du modèle et de la théorie thermodynamique standard a montré que l'EEI a été mal interprété par la communauté scientifique, car il résulte de la dissipation adiabatique de l'énergie thermique dans les parcelles d'air ascendantes de la troposphère, en raison d'une pression atmosphérique décroissante avec l'altitude. Par conséquent, intégrer l’EEI dans l’espace et le temps dans le but de calculer un certain « gain d’énergie » total du système Terre, comme l’ont fait les chercheurs ces dernières années, est physiquement trompeur, car l’EEI inclut l’énergie qui a été perdue de manière adiabatique dans le système pendant le processus de refroidissement. Nos analyses ont également montré que ce déséquilibre énergétique résulte d'une absorption variable de la lumière solaire par la planète et ne disparaîtrait que si l'albédo de la Terre cessait de changer et si l'absorption du rayonnement à ondes courtes se stabilisait, ce qui est peu probable. La réduction des émissions humaines de gaz à effet de serre ne peut pas et n’affectera pas l’EEI. Néanmoins, la Terre a gagné une quantité considérable d’énergie thermique au cours des 45 dernières années en raison d’une augmentation soutenue de l’absorption des rayonnements à ondes courtes, ce qui constitue un mécanisme complètement différent du piégeage théorisé de la chaleur radiante par les gaz à effet de serre, puisqu’il n’implique pas un stockage d'énergie caché.

 

Ces résultats appellent à une reconsidération fondamentale du paradigme actuel de compréhension du changement climatique et des initiatives socio-économiques connexes visant à des réductions drastiques des émissions industrielles de carbone à tout prix. Un aspect important de ce changement de paradigme devrait être l'allocation prioritaire de fonds pour soutenir la recherche interdisciplinaire à grande échelle sur les mécanismes physiques contrôlant l'albédo de la Terre et la physique des nuages, car ce sont les véritables moteurs du climat à des échelles de temps multidécennales. 

 

Étude complète ICI