Les Erreurs de Mesure et de Consolidation Associées aux Mesures de Température et leurs Proxies

Prof. (émer.) Dr. Ir. Henri A. Masson, Décembre 2016


Le contexte  

Depuis plusieurs décennies maintenant, un débat intense a lieu autour de ce qu’il convient d’appeler la « controverse climatique » : les émissions de gaz à effet de serre anthropiques ont-elles une influence significative sur le « réchauffement-changement-dérèglement » climatique ? Cette controverse secoue le petit monde scientifique de la climatologie, chacune des parties affublant, au passage, l’autre d’épithètes injurieux, les « réchauffistes-alarmistes » s’opposant aux « charlatans-climato-sceptiques-négationnistes ».

La querelle serait anecdotique, si le monde politique ne s’était emparé du sujet et n’avait décidé, dans la précipitation (et souvent suite à un lobbying intense des partis écologiques monnayant ainsi leur participation à un gouvernement de coalition) d’imposer diverses « taxes carbone » et autres « outils de marché », permettant ainsi de distribuer de généreux subsides aux installations d’énergies dites renouvelables, ainsi qu’aux recherches visant à démontrer l’existence d’un effet de serre (anthropique) significatif dans l’atmosphère et de « prédire –projeter » son importance sur le siècle à venir. Sans oublier les contributions énormes promises par les pays développés à un « Fond Vert », censé les distribuer généreusement aux pays en voie de développement, officiellement pour leur permettre de contribuer à « sauver la planète », mais, en réalité, au nom d’une certaine compensation du « pillage colonial des ressources naturelles » commis par ces pays développés, au cours des siècles précédents.

Tout cela a évidemment un prix pour le citoyen lambda des pays développés : taxes supplémentaires, augmentation de la facture énergétique et des frais de transport, diversion d’une partie du budget de l’Etat, au détriment d’autres fonctions qui pourraient s’avérer plus urgentes et importantes. Ces mesures s’avèrent aussi profondément anti-sociales car elles affectent plus lourdement les ménages aux revenus les plus modestes, pour lesquels la facture énergétique et les frais de transport représentent une part plus importante de leur budget. Certains ménages se trouvent ainsi réduits à choisir entre ne pas chauffer leur habitation ou devoir rogner sur les budgets de nourriture et de soins. A l’usage, il est aussi apparu difficile de rationaliser-quantifier-comparer ces mesures en faisant usage d’un critère de « coût social du carbone », les méthodes d’analyse par coûts-bénéfices qui sous-tendent cette approche donnant des résultats aussi divergents que contestables.

Enfin, par nature, la plupart des énergies dites renouvelables (éolien, solaire, hydraulique) sont intermittentes et, si elles contribuent significativement au « mix énergétique », elles doivent donc impérativement être doublées par des unités d’appoint (nucléaires ou utilisant des combustibles fossiles), afin d’éviter des « black-outs » qui sans cela seraient inévitables. Ces unités d’appoint voient leur rentabilité affectée, car elles tournent forcément elles-mêmes de façon intermittente, étant utilisées uniquement pour compenser les carences des énergies renouvelables, alors qu’elles, elles pourraient parfaitement fonctionner en continu. Il faut encore tenir compte des nombreuses lignes électriques à tirer et des transformateurs à installer pour connecter au réseau les installations d’énergie renouvelable, dispersées et de puissance individuelle négligeable par rapport à la puissance d’une centrale conventionnelle. Il faut enfin tenir compte de la complexité de gestion d’un réseau sur lequel viennent se connecter un grand nombre de sources électriques intermittentes et relativement imprédictibles même à court terme. Tout cela fait littéralement « exploser » le coût de l’électricité.

Les bonnes questions à se poser

Certaines questions relatives à la controverse climatique ont trouvé un large écho dans les médias et ont déjà été largement débattues, dans la littérature (éventuellement ‘peer reviewed’) et sur des blogs spécialisés (sans qu’un réel consensus n’ait été trouvé entre les parties, jusqu’à présent) :

  • Comment démontrer l’existence d’un effet de serre (anthropique) au sein de l’atmosphère ?
  • Quelles seraient les conséquences pour le climat, mais aussi pour la biodiversité, les activités humaines, le niveau de la mer, les évènements climatiques extrêmes, etc., d’un doublement de la concentration de CO2 dans l’atmosphère ?
  • L’implantation massive d’énergies renouvelables va-t-elle contribuer significativement à une réduction de la concentration des gaz à effet de serre dans l’atmosphère, et à quel coût ?

D’autres questions sont tellement complexes qu’elles n’ont pas encore reçu de réponse convaincante, à ce jour (« the science is NOT settled »)

  • Comment démontrer l’existence du lien de causalité liant les émissions de CO2 (anthropiques) à un éventuel réchauffement climatique ? Comment définir le sens de ce lien de causalité ? Ce lien est-il linéaire et instantané ou le système possède-t-il une « mémoire », le faisant réagir avec un certain retard. Enfin et surtout, entre les concentrations atmosphériques de CO2 et la température, quelle est la cause et quel est l’effet ?
  • Quel sont exactement les flux de CO2 et d’énergie, au sein du système extrêmement complexe que constitue l’ensemble « atmosphère-océan-terre » sur lequel viennent se greffer des systèmes tout aussi complexes de biosphère, géophysique (géothermie, volcans, tremblements de terre, mouvements tectoniques, etc.) et astrophysique (gravité et électro-magnétisme solaire, planétaire voire cosmique), et quelles sont la nature et l’importance des contributions anthropiques?
  • Quelle est l’importance relative des mécanismes convectifs et conductifs existants au sein du système climatique par rapport aux mécanismes radiatifs (uniquement) pris en compte par les modèles « alarmistes » ?

Enfin, certaines questions se rapportant aux méthodes de recherche et de consolidation de données utilisées en climatologie n’ont pas été abordées avec suffisamment d’attention et d’esprit critique, et méritent qu’on s’y attarde quelque peu :

  • Comment mesurer un éventuel réchauffement climatique global ? Une « anomalie globale» de température a-t-elle un sens ?
  • Pourquoi les données expérimentales relevées par les « réalistes-sceptiques » contredisent-elles les « prévisions-projections » des modèles climatiques développés par les « alarmistes » (absence de point chaud dans la troposphère ; existence d’une pause de réchauffement depuis près de deux décennies)? Quelle est l’importance des erreurs de mesure, de consolidation spatio-temporelle et de celles associées aux algorithmes utilisés dans les modèles climatiques ?
  • Quelle est l’importance des fluctuations naturelles cycliques (mais apériodiques) du climat ? Sont-elles correctement représentées par le concept de « forcing» ?
  • Les méthodes d’extrapolation linéaires utilisées pour identifier un réchauffement climatique (anthropique) sont-elles adaptées aux données climatiques, compte tenu des variations naturelles cycliques ?
  • Les méthodes d’analyse harmonique (spectre de puissance, transformée de Fourier, scalogrammes, etc.) permettent elles d’identifier avec certitude l’existence de composantes naturelles cycliques mais apériodiques du climat ? Quelles sont les périodes approximatives de ces fluctuations et à quoi seraient-elles dues, en fin de compte ?
  • Le système climatique est –il de nature chaotique (au sens mathématique du terme), ce qui réduirait considérablement son horizon de prédictibilité ?

La présentation faite par Henri Masson à la Contre-Cop 22 qui s’est tenue à Paris, début décembre 2016, sous l’égide de l’Association des Climato-Réalistes, apporte quelques éléments de réponse aux questions regroupées dans cette troisième catégorie.

 

 

 

What is wrong with climate science?

Prof.  W. Happer, Princeton University (January 2017)


What, besides the bias toward a particular, desired result, is wrong with the science? Scientific progress proceeds by the interplay of theory and observation. Theory explains observations and makes predictions about what will be observed in the future. Observations anchor our understanding and weed out the theories that do not work. This has been the scientific method for more than three hundred years. Recently, the advent of the computer has made possible another branch of inquiry: computer simulation models. Properly used, computer models can enhance and speed up scientific progress. But they are not meant to replace theory and observation and to serve as an authority of their own. We know they fail in economics.

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Excellente synthèse des problèmes liés à la controverse actuelle.

The Atmospheric Temperature Pause

The December 2016 global temperature anomaly from the average of two analysis is 0.20 °C above the average of 1981 – 2010. The large El Niño event is over and we wait to see if it will be followed by a La Niña event. The satellite measured temperature of the lower troposphere to the end of 2016 from the average of the University of Alabama in Huntsville and Remote Sensing Systems analysis is here. The temperature trend from December 1997 to December 2016 is 0.045 ± 0.043 °C/decade at the 95% confidence interval. The slope could be as low as 0.002 °C/decade. According to the satellite data, 2016 was a statistically insignificant 0.02 °C warmer than 1998, which was another strong El Niño year.

 

 

  1. See also : Earth Cooling At The Fatest Rate On Record
  2. See also : Berkeley Earth -‘record temperature in 2016 appears to come from a strong El Nino’
  3. See also : 2016 Global Temperature, the Pause Never Went Away
  4. See also : What they don’t say about ‘the hottest ever year’ – 20 year warming trend is one third of what models predicted
  5. See also : Smoking Gun of Fraud by NASA and G. Schmidt

Les États-Unis, exportateurs nets d’énergie en 2026 ?

L’EIA américaine a publié la semaine dernière ses dernières projections portant sur le mix énergétique des États-Unis d’ici à 2040. Présentation de quelques grandes tendances annoncées, à moins de 10 jours de l’investiture de Donald Trump outre-Atlantique.

Egalement: Les États-Unis restent un « ogre » pétrolier en 2015

Egalement : Les chiffres clés du pétrole et du gaz naturel en 2014 (données les plus récentes).

Baby, it’s cold outside: Climate model simulations of the effects of the asteroid impact at the end of the Cretaceous

J.  Brugger, G. Feulner S. Petri  (13 January  2017)


Sixty-six million years ago, the end-Cretaceous mass extinction ended the reign of the dinosaurs. Flood basalt eruptions and an asteroid impact are widely discussed causes, yet their contributions remain debated. Modeling the environmental changes after the Chicxulub impact can shed light on this question. Existing studies, however, focused on the effect of dust or used one-dimensional, noncoupled atmosphere models. Here we explore the longer-lasting cooling due to sulfate aerosols using a coupled climate model. Depending on aerosol stratospheric residence time, global annual mean surface air temperature decreased by at least 26°C, with 3 to 16 years subfreezing temperatures and a recovery time larger than 30 years. The surface cooling triggered vigorous ocean mixing which could have resulted in a plankton bloom due to upwelling of nutrients. These dramatic environmental changes suggest a pivotal role of the impact in the end-Cretaceous extinction.


Also : How the darkness and the cold killed the dinosaurs

Global Satellites: 2016 not Statistically Warmer than 1998

Roy Spencer, Ph.D., climatologist, former NASA scientist

January 3rd, 2017


The resulting 2016 annual average global temperature anomaly is +0.50 deg. C, which is (a statistically insignificant) 0.02 deg. C warmer than 1998 at +0.48 deg. C. We estimate that 2016 would have had to be 0.10 C warmer than 1998 to be significantly different at the 95% confidence level. Both 2016 and 1998 were strong El Nino years.

See also : MIT climate scientist (Dr R. Lindzen) on ‘hottest year’

The hysteria over this issue is truly bizarre

Fossil fuel formation: Key to atmosphere’s oxygen?

 

University of Wisconsin-Madison, December 30, 2016


For the development of animals, nothing — with the exception of DNA — may be more important than oxygen in the atmosphere. A study now links the rise in oxygen to a rapid increase in the burial of sediment containing large amounts of carbon-rich organic matter.

Also J.M. Husson and S.E. Peters, February 15, 2017


Atmospheric oxygenation driven by unsteady growth of the continental sedimentary reservoir. Earth and Planetary Science Letters, 2017; 460: 68 DOI: 10.1016/j.epsl.2016.12.012

Paleontologists classify mysterious ancient cone-shaped sea creatures

One branch on the tree of life is heavier as a team of scientists has determined what a bizarre group of extinct cone-shaped animals actually are. Known as hyoliths, these marine creatures evolved over 530 million years ago and are among the first known to have external skeletons. Long believed to be molluscs, a new study shows a stronger relationship to brachiopods — a group with a rich fossil record though few species living today.

Source : Paleontologists classify mysterious ancient cone-shaped sea creatures

Climate Science : some principles

Dr.  Albert Jacobs, Calgary, Canada


Climate science seems to have been taken over by politicians and the media. It is therefore essential to keep the debate alive on scientific principles, rather than popular hype.

This complex amalgam of scientific disciplines, called Climate Science, is replete with uncertainties and controversies. Politicians will proclaim that “The Science is settled”, because politicians do not want to deal with uncertainties. As scientists, we know that science is never “settled”. Scientific progress thrives on challenges and debate and it is up to science organisations to foster that.

I will list a number of essential aspects …

(See also CO2 as a function of geologic times)

2016 : retour sur une année pleine d’énergie

L’énergie s’est encore trouvée au cœur de l’actualité de 2016. Connaissance des Énergies vous propose de revenir sur cette année à travers plusieurs grands temps forts.


Production de pétrole : des accords OPEP et « hors OPEP » (novembre/décembre 2016)

Après plusieurs réunions durant l’année 2016, onze pays membres de l’OPEP ont conclu le 30 novembre un accord visant à réduire leur production globale de pétrole brut d’environ 1,2 million de barils par jour (Mb/j) à partir du 1er janvier 2017(1) (ramenant la production de l’OPEP à un niveau de 32,5 Mb/j). L’effort le plus important de réduction provient de l’Arabie Saoudite (- 0,5 Mb/j) qui avait déclaré dès le début de l’année ne pas vouloir être le seul grand producteur à réduire sa production pour faire remonter les cours.

Le 10 décembre, onze autres pays n’appartenant pas à l’OPEP ont convenu de contribuer à cet effort en réduisant leur production cumulée de 558 000 barils par jour. Plus de la moitié de cette baisse est censée être assurée par la Russie (- 0,3 Mb/j).

Suite sur connaissance des énergies

Le changement climatique : la règle en géologie … Le taux de CO2 atmosphérique n’a jamais été aussi faible qu’aujourd’hui et la relation température/teneur en CO2 reste encore mal comprise

par Alain Préat

Article publié ( 27 décembre 2016) sur http://revue-arguments.com

Egalement pour les commentaires, sur le site notre-planete.info


Un écheveau d’une incroyable complexité

Depuis que la Terre existe, c’est-à-dire depuis 4,567 milliards d’années [1], s’il est bien une constante c’est qu’elle n’est jamais restée figée telle quelle, et qu’elle fut sans cesse profondément modifiée de façon plutôt aléatoire. Cela concerne autant les processus internes (notamment la composition de la lithosphère et les variations des mécanismes affectant la dérive des continents) que les processus externes. Parmi ces derniers l’atmosphère n’a cessé de varier du tout au tout notamment en ce qui concerne sa composition gazeuse. L’ensemble de ces processus internes et externes se sont sans cesse ‘télescopés’ et ont entraîné des rétroactions complexes à l’origine des nombreux changements climatiques observés dans les archives géologiques. A ces paramètres s’ajoutent également ceux pilotés à l’échelle extraterrestre, parmi les plus importants citons l’activité du Soleil ou les variations des paramètres orbitaux de notre Planète (précession, obliquité, écliptique). Le résultat est une combinaison extrêmement complexe de processus cumulatifs réguliers, irréguliers, linéaires ou non, chaotiques souvent, jouant à toutes les échelles temporelles et affectant à tout moment le climat qui en constitue une réponse. Physiciens, chimistes, biologistes, géographes… géologues tentent chacun à partir de son pré-carré de démêler cet écheveau particulièrement difficile à comprendre. Les synergies entre les disciplines sont heureusement nombreuses et le système climatique est peu à peu mis à nu à travers les temps géologiques (voir figure ci-dessous pour la succession des âges géologiques).

Echelle des temps géologiques:

ChronostratChart2016-04

L’enregistrement du temps en géologie : l’intuition prise en défaut (conférence)

par Alain Préat


Contrairement à l’intuition, les séries sédimentaires n’ont enregistré que très peu de temps (quelques pourcents seulement) et sont avant tout lacunaires.  Le temps non enregistré est ‘matérialisé’ par des joints ‘secs’  (= arrêts de sédimentation séparant les couches géologiques), des joints d’épaisseur (pluri)millimétrique ou des lacunes d’érosion. Il a fallu près de deux siècles pour s’en rendre compte et l’échelle des temps géologiques s’est construite sur cette erreur de bonne foi. Depuis le milieu du 20ème siècle des commissions d’abord nationales, puis internationales ont été mises

sur pied et tentent de corriger les nombreuses incohérences en proposant de nouvelles coupes géologiques de référence, connues en tant que stratotypes ou limitotypes. L ‘échelle est actualisée tous les quatre ans  et publiée dans le site international de stratigraphy.org.

La conférence présentée  (dans diverses institutions universitaires et à l’Académie royale de Belgique) se veut un historique du problème et intègre les travaux les plus récents en ce domaine. Comme dans beaucoup d’autres disciplines (physique avec’ l’éther’, biologie avec ‘la génération spontanée’, chimie avec ‘le phlogistique’ …), la géologie s’est établie à partir de biais (‘les séries ont enregistré 100% du temps géologique’ )… qui mettent du temps pour être d’abord compris, puis résolus. Travail jamais fini…

En conclusion, vu l’absence d’enregistrement significatif du temps dans les séries géologiques, on peut considérer celles-ci comme des ‘gruyères temporels’ et la plupart du temps il ne se passe donc rien!

Egalement se reporter aux difficultés rencontrées pour déterminer l’âge de la Terre.

 

Climat : 15 vérités qui dérangent

A.  Debeil, L. Delory, S. Furfari, D. Godefridi, H. Masson, L. Myren, A. Préat, sous la direction scientifique I. Marko

Le débat sur l’origine des changements climatiques est loin d’être clos. Ces dernières années, les faits sont venus contredire les théories du groupe international d’experts sur le climat (le GIEC). Pourquoi les températures n’ont-elles plus augmenté à la surface du globe depuis 1998, tandis que les émissions de CO2 ne cessaient de croître ? Pourquoi le volume de glace en Antarctique ne diminue-t-il pas ? Pourquoi les scientifiques impliqués dans le « Climategate » refusent-ils de fournir les données sur lesquelles se basent leurs prévisions ? Et surtout, pourquoi les prédictions alarmistes proférées par ces scientifiques ne se sont-elles pas réalisées ? Pour la première fois, des professionnels issus de différentes disciplines unissent leurs forces pour montrer que le débat sur le climat n’est pas clos. En dépit des pressions professionnelles qu’ils subissent, et du tsunami médiatique d’hostilité qu’ils rencontrent à chacune de leurs initiatives, les auteurs du présent ouvrage, chimistes, géologue, ingénieurs, journaliste, épistémologue, dont plusieurs scientifiques reconnus dans leurs disciplines respectives, estiment qu’il n’est plus possible de se taire. Cet ouvrage, véritable bible du « climato-scepticisme », fait la synthèse des arguments qui réfutent les thèses dominantes dans le domaine climatique. Il est montré comment, depuis quinze ans, la réalité dément systématiquement les projections du groupe d’experts international sur le climat (GIEC) et de leurs innombrables relais politiques et médiatiques. Pour que triomphe la vérité scientifique.

Egalement : La faillite du climatisme

Shale Gas, Geology and Environment (Conference)

par Alain Préat


Depuis la première décennie du 21ème siècle, le gaz de schiste (‘shale gas’) est intensivement prospecté et exploité aux USA.  La donne énergétique à l’échelle mondiale en est totalement bouleversée.  Cette  exploitation peut affecter l’environnement si toutes les précautions ne sont prises. Les réserves de ce gaz non conventionnel sont aussi, ou plus importantes, que celles du gaz conventionnel. A l’heure actuelle, hors USA, seul le Canada produit ce gaz, d’autres pays présentent de grands potentiels et parmi ceux-ci l’Argentine, l’Angleterre et la Chine ont des projets avancés.

Climate Change : the Rule in the Geological Record (Conference)

par Alain Préat


 The first aim of paleoclimate science is to identify from observations of the geological record, the  nature of past climate changes. Paleoclimate is probably the oldest discipline in Earth science, it began in the 19th-century, and earlier with the discovery of elephant-like beast in the superficial deposits of Europe and Siberia debate about the intepretation in the 18th-century. The debate was about these surface enviroments of temperate areas shaped by the biblic flood or by glaciers [Préat, 2015 http://www.notre-planete.info/actualites/actu_4356.php]. By the middle of the 20th-century, many climate features associated with the recent ice ages have been identified. Geological processes are critical to the evolution of the climate. The most important issue pertaining the earliest evolution of the Earth’s climate is that energy emitted by the sun has progressively increased over 4.6Ga.  Recontructing climate history from the inherently incomplete geological record requires integrated analyses including geochronology, paleomagnetostratigraphy, paleobiology, paleotectonics etc.  Climate change in the geological past is the rule, it has been reconstructed using a number of key archives (including sedimentary, geochemical proxies) since billion of years. These records reveal that since its birth the Earth’s climate as a rule has been warming up or cooling down with periods of (super)greenhouse and (super)icehouse modes, on scales of thousands to hundreds of million of years. The controlling factors are both cyclic (external or astronomical) and secular (internal to the Earth) and related to plate tectonics. For more than 90 percent of its 4.6 billion-year history, Earth has been too  warm, even at the poles, for ice sheets to form. We live  in unusual times at least from the cooling at the Eocene-Oligocene boundary (± 34 Ma)  with the glaciating Antarctica. The Earth was also severely glaciated several times in its history (e.g. about 750 and 535 Ma).  As an example of the conditions prevailing in the very warm times, oxygen isotopes suggest that the Archean seawater (4.0-2.5 Ga) coud have experimented hyperthermal environments, with temperatures as high as 55-85°C [Knauth, 2005 Palaeogeography, Palaeoclimatology,  Palaeoecology, 219 : 53-69]. Considering the Precambrian as a whole (4.6-0.541 Ga), prior to about 2.2 billion years ago, the amount of oxygen in the atmosphere and surface ocean was small, concentrations of CO2 were as high as 100-1000 times modern levels, as those of CH4 which were more higher. Complex microbial eocosystems developed during this period (sulfate-reducing bacteria, autotrophic methanogens, fermenting bacteria, anoxygenic phototrophic bacteria) and could have been important contributors to the biological productivity of early Earth. Past about 2.2 Ga the productivity began to be driven by oxygen-producing (micro)organisms.

 

La géologie, une science plus que passionnante … et diverse