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Climat : la controverse sur le point chaud tropical enfin résolue ?

Structure du réchauffement selon la latitude (abscisse) et l'altitude (ordonnées) dans une simulation numérique. Le point chaud tropical est indiqué par une flèche. Crédits : Geoffrey K. Vallis & coll. 2022.

De nouveaux travaux font la lumière sur l’origine du désaccord entre les modèles et les observations au sujet du réchauffement de l’atmosphère tropicale. Cette divergence est à l’origine d’une controverse scientifique de longue date qui semble désormais toucher à sa fin. Les résultats ont été publiés dans la revue PNAS ce 21 novembre.

Le rythme de ce réchauffement, la hausse des températures plus marquée aux pôles et sur les continents la nuit que le jour, etc. Dès la fin des années 1970, les modèles de climat projetaient déjà les grandes lignes du réchauffement climatique que nous observons aujourd’hui. Toutes ces caractéristiques ont en effet été prévues avant d’être observées, ce qui invite à prendre au sérieux ce que les modélisations nous montrent pour les décennies à venir.

Le point chaud tropical, à l’origine d’une controverse de longue date

Si les modèles ont bien anticipé les grandes lignes d’un changement climatique associé à une augmentation de la quantité de gaz à effet de serre émise dans l’atmosphère, cela ne signifie pas pour autant que les projections ont été excellentes sur tous les aspects, loin de là. En effet, les recherches se poursuivent activement depuis les premières simulations et elles ont entre autres révélé un désaccord entre les observations et les modélisations au niveau de la haute troposphère tropicale, entre cinq et dix kilomètres d’altitude environ.

Structure du réchauffement selon la latitude (abscisse) et l’altitude (ordonnées) dans une simulation numérique. Le point chaud tropical est indiqué par une flèche. On note également l’amplification arctique, avec un maximum de réchauffement près de la surface au pôle Nord. Crédits : Geoffrey K. Vallis & coll. 2022.

Dans les tropiques, les importants mouvements verticaux associés aux orages concentrent le réchauffement en altitude. On observe ainsi un point chaud dans la moitié supérieure de la troposphère. Or, les mesures satellitaires montrent que le point chaud est deux fois plus faible que prévu par les modèles. Par conséquent, certains ont pu avancer que les modèles étaient trop sensibles au forçage par les GES. Ce soupçon implique que les simulations exagèrent l’intensité des changements à venir.

La variabilité naturelle sème le trouble

Une nouvelle étude appuie l’idée, de plus en plus prégnante, que cette surestimation n’est pas le signe d’une sensibilité trop forte des modèles. En effet, les chercheurs ont montré qu’entre 1979 et 2020, la variabilité naturelle multidécennale, particulièrement sensible dans la ceinture tropicale, a en partie masqué le réchauffement de la haute troposphère tropicale. Le phénomène impliqué porte le nom d’oscillation décennale du Pacifique et a été identifié grâce à la marque spécifique qu’il induit sur le champ d’anomalies de température.

point chaud tropical
Influence de la variabilité naturelle et du biais lié aux aérosols sur le taux de réchauffement de la troposphère tropicale. Les projections des modèles sont indiquées par la courbe en noir (en degré par décennie), les valeurs observées par le rectangle mauve et les valeurs observées corrigées de la variabilité par le rectangle rose saumon. On note également les projections d’un modèle corrigé du biais des aérosols (CESM2-SBB) comparées à celles avec biais (CESM2). L’une dans l’autre, ces influences rapprochent nettement modèles et observations. Crédits : Stephen Po-Chedley & coll. 2022.

L’analyse effectuée à l’aide d’un algorithme d’apprentissage automatique formé sur la base des données observées indique que la variabilité naturelle a atténué de 25 % l’ampleur du point chaud tropical durant l’ère des satellites. Comme les modèles climatiques n’ont pas vocation à prévoir la séquence précise des fluctuations naturelles, la question de savoir s’ils représentent correctement le point chaud tropical doit se poser sur une échelle de temps supérieure à ces fluctuations, c’est-à-dire sur une période d’au moins soixante ans.

« Cet effet compensateur de la variabilité climatique interne sur le réchauffement dû à l’intensification de l’effet de serre ne peut toutefois pas être invoqué pour minimiser le réchauffement futur et peut, au contraire, conduire à des périodes de changement accéléré », souligne l’étude dans son résumé. Et pour cause, si la variabilité naturelle peut temporairement atténuer le réchauffement, elle peut aussi s’y superposer et l’accentuer.

Enfin, les chercheurs ont identifié une anomalie dans la quantité d’aérosols carbonés anthropiques prescrite dans les modèles par le passé. Ce biais aurait conduit à un chauffage un peu trop élevé sur la période 1979-2020. Là encore, le problème ne vient pas du fait que les modèles sont trop sensibles au forçage des GES. En résumé, l’une dans l’autre, ces influences résolvent le désaccord entre les modèles et les observations au sujet du réchauffement de la haute troposphère tropicale.

Damien Altendorf

Rédigé par Damien Altendorf

Habitant du Nord-est de la France, je suis avant tout un grand passionné de météorologie et de climatologie. Initialement rédacteur pour le site "Monsieur Météo", je contribue désormais à alimenter celui de "Sciencepost".