Académie des Sciences, Débat – Climat, le 13 mars 2007








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Académie des Sciences, Débat – Climat, le 13 mars 2007

Intervenants :

  • Jules Hoffmann, Président de l’Académie des Sciences, Institut de Biologie Moléculaire et Cellulaire

  • Antoine Haubouin

  • Hervé Le Treut, Laboratoire de Météorologie Dynamique

  • Vincent Courtillot, Délégué adjoint de l’Académie des Sciences, Institut de Physique du Globe de Paris

  • Jean-Louis Le Mouël, de l’Académie des Sciences, Institut de Physique du Globe de Paris

  • Edouard Bard, Professeur au Collège de France, CNRS-CEREGE, Université Aix-Marseille III

  • Jean-Claude Pecker, Professeur au Collège de France

  • Madame Turkièse

  • Bernard Meunier, Directeur de Recherche au CNRS à Toulouse, membre de l’Académie des Sciences et du conseil d’administration de la Fondation Science & Culture Alimentaire.

  • Katia Laval, Professeur à Paris VI, Laboratoire de Météorologie Dynamique du CNRS, Ecole Normale Supérieure

  • Edouard Brézin, Département de Physique, Laboratoire de Physique Théorique de l’Ecole Normale Supérieure de Paris

  • Alain-Jacques Valleron, INSERM U707 et Unité de santé Publique, Faculté de Médecine Pierre et Marie Curie et Hôpital Saint Antoine de Paris

  • Marie-Lise Chanin, Service d’Aéronomie, CNRS

  • René Moreau, Professeur émérite à l’Institut National Polytechnique de Grenoble




Références :

  • Henrik Svensmark, Danish National Space Center, Copenhague. Cosmoclimatology: a new theory emerges. Astronomy & Geophisics (ISSN: 1366-8781), vol:48, issue:1, pages: 18-24, 2007

  • Huzoskine (???)

  • Serge Planton, Responsable du groupe de recherche climatique du Centre National de Recherche Météorologiques (CNRM) de Météo-France

  • Anny Cazenave, Laboratoire d’Etudes en Géophysique et Océanographie spatiales LEGOS-CNES, Observatoire Midi-Pyrénées de Toulouse


Jules Hoffmann : Et maintenant vient la partie discussion générale ; alors nous allons essayer d’avoir une discussion très animée, très vive, très intéressante, et… qui veut démarrer ? Avec quel type de questions ? C’est évidemment la première question… pardon ? Il y avait Demarcy mais je pense qu’il est sorti… Alors Monsieur Haubouin, à vous l’honneur...

A.H : Bon tout à l’heure j’allais poser la question des relations entre les variations de température et la proportion du gaz carbonique dans le passé ; la réponse vient d’être donnée. Ce qui est quand même important, c’est que la variation de température précède celle du gaz carbonique et il n’y a donc de la part de celui-ci qu’une rétroaction. Mais ma question est la suivante : le passé doit être expliqué par les modèles d’avenir, alors il y a une question je pense importante, c’est la question du Petit Optimum Climatique du Moyen Age. On sait que celui-ci s’est développé jusque vers le 14ème siècle, on a parlé en histoire du très beau 13ème siècle auquel a succédé ce que l’on a appelé le Petit Age Glaciaire. Alors comme vous le savez il y a les études d’archives et tout ça là-dessus, mais il y a une clé pour cette affaire, c’est ce qui est arrivé au Groenland ; c’est une question classique, mais la voici tout de même: le Groenland a été ainsi appelé –c'est-à-dire Terre Verte par les vikings qui voguaient vers l’Ouest- parce qu’elle était verte, cernée de prairies et de forets dans sa partie méridionale de telle sorte que les colons vikings se sont installés pendant près de 3 siècles, et des colons qui n’étaient pas des pécheurs mais des agriculteurs et des éleveurs. Ceux-ci ont du s’en aller à partir du 15ème siècle, milieu du 15ème siècle alors que les conditions climatiques étaient tellement dégradées que le Groenland a retrouvé la situation actuelle où on serait en difficulté de retrouver de l’herbe verte autour. Voilà, alors l’impression que j’ai c’est que nous n’avons pas retrouvé, au moins au Groenland, l’état de l’Optimum climatique médiéval. Bien entendu l’on peut dire que c’est local, mais enfin le Groenland est l’une des deux calottes glaciaires mondiales, ce n’est pas la banlieue de Romorentain… donc voilà, je vous pose cette question ; si j’étais Groenlandais je me dirais « Et bien je ne m’en fais pas, je vais retrouver les conditions que l’on a connues il y a quelques siècles, et non pas du tout l’apocalypse qui est annoncée ». Voilà, c’est ça ma question : quand est-il des prédictions apocalyptiques et ne doit-on pas quand même un peu modérer celles-ci.

J.H : Merci mais peut-être pour répondre ce serait bien que nous ayons les trois conférenciers autour de nous… Monsieur Le Treut, voulez-vous répondre ?

H.L.T : Ce que l’on peut dire alors –il y a des gens qui sont beaucoup plus spécialistes que moi dans la salle, mais…- la première chose c’est que l’amplitude des fluctuations solaires lentes telles qu’elles nous ont été montrées est suffisante pour provoquer effectivement les fluctuations du climat sur le dernier millénaire qui sont compatibles avec ce qui a été observé ; donc on peut effectivement attribuer parmi les causes possibles –il y en a d’autres- l’Optimum Climatique du Moyen Age et le Petit Age de Glace qui a suivi à des fluctuations solaires. Alors le Groenland n’a jamais été complètement vert : le Groenland est couvert de calotte glaciaire dans laquelle on trouve de la glace qui a plus de 100 000 ans ; c’était les côtes, et la colonie groenlandaise se retrouvait isolée à certains moments du Danemark par le fait que les glaces de mer avaient progressé : c’est en fait surtout la présence de glaces de mer qui empêchait le trafic maritime entre le Danemark et le Groenland, ce qui a isolé cette communauté groenlandaise, qui l’a fait dépérir. Elle n’a jamais été complètement autonome, elle a toujours vécu sur un apport de la métropole. Donc à priori je ne vois pas de désaccord entre ce que reproduisent les modèles et puis l’évolution du Groenland telle qu’on a pu la connaître tout au long du dernier millénaire.

J.H : Madame vous voulez intervenir sur ce point ?

Madame ?: Oui sur ce point en particulier… disons sur le point du soleil et de sa compréhension, parce que effectivement l’on associe souvent ces épisodes mais en fait je crois que l’on peut dire que personne pour l’instant n’a expliqué vraiment ce qui pouvait s’être passé dans les minimum ou dans les maxima que l’on peut voir sur Terre ou que l’on peut soupçonner du soleil… et ça ça vient du fait qu’effectivement pendant très longtemps le soleil étant une étoile, le soleil a été traité comme une étoile et donc on a principalement regardé son évolution nucléaire à long terme mais pas du tout liée à des problèmes climatiques et je voudrais quand même signaler qu’effectivement cette façon de représenter le soleil qui intervient souvent à travers les problèmes climatiques -et finalement personne n’a jamais pu réellement trancher sur cette question : est-ce que le soleil joue un rôle encore aujourd’hui ou pas, le débat reste ouvert même si l’on est de plus en plus convaincu, du moins la communauté climatologique, que le soleil ne jouerait plus grand rôle aujourd’hui bien que sa variabilité ne soit pas expliquée- je pense qu’aujourd’hui on commence effectivement à regarder le soleil très différemment et ça ça vient du fait qu’effectivement on arrive à toucher les phénomènes qui justifient que le soleil soit une étoile magnétique. Ca on le sait depuis longtemps que le soleil est une étoile magnétique –on en voit ses effets de surface- mais ce n’est que depuis je dirais cinq ans à peu près que l’on commence à comprendre l’origine de ce magnétisme qui est une origine interne et que l’on commence à avoir des indicateurs sismiques qui permettent effectivement de mener à bien des modélisations –comme nos collègues de la climatologie font pour expliquer le climat- donc des modèles thermiques d’étoile où effectivement on va suivre les processus et pouvoir engendrer une dynamo ; si on peut commencer à engendrer une dynamo on va pouvoir commencer à prédire effectivement ou bien à essayer de tenter d’expliquer les phénomènes de variabilité importante qu’il y a pu y avoir dans le passé. C’est là où nous sommes aujourd’hui, je dirais la communauté internationale sur le soleil est là aujourd’hui, avec beaucoup d’instrumentation en parallèle et d’observations en parallèle qui permettent de suivre. Alors on a vu un exemple avec la variabilité solaire de l’irradiance ; effectivement à coté de ces mesures-là on a tout un tas d’autres mesures qui nous montrent effectivement par exemple la circulation méridienne dans la région convective qui permettent de mettre ces briques de base ensemble pour commencer à faire de la prédiction et aussi d’essayer de reproduire ces périodes. Donc ça c’est une ère totalement nouvelle qui se met en place aujourd’hui, qui nécessite de plus en plus d’observations continues et qui vont j’espère permettre de commencer à expliquer ces phénomènes vraiment avec les processus eux-mêmes : on commence à expliquer la dynamo solaire avec vraiment les processus internes. Ceci dit, quand je regarde ce qu’il y a dans les modèles climatiques aujourd’hui, je constate que la variabilité que l’on voit c’est effectivement 0,1W et moi personnellement j’aurais tendance à dire en tant que spécialiste solaire, que j’aimerais bien savoir si l’on pourrait introduire ces variabilités -qui ne sont évidemment comme il a été signalé cet après-midi – qui ne sont pas du bruit, qui sont simplement le passage des taches ou plus exactement le passage des facules qui font cette variabilité que l’on voit effectivement plutôt de l’ordre de 4W au niveau du soleil, donc peut-être 0,6W mais sur des périodes –comme il a été signalé par monsieur Le Mouël- beaucoup plus courtes, et est-ce que l’on pourrait commencer à introduire ces variabilités que l’on a mesurées effectivement dans les modèles climatiques pour savoir si ça aurait un certain impact effectivement sur ces modèles. C’est ma question à monsieur Le Treut.

J.H : Monsieur Le Treut, vous répondez ?

H.L.T : Oui, on peut regarder l’influence de signaux qui font varier l’insolation… maintenant on a sur Terre des objets qui s’appellent les nuages qui font aussi varier l’insolation de surface de manière considérable, rapide et qui sont tributaires, enfin qui sont responsables d’une partie de l’incertitude sur les résultats. Donc je pense que ce qu’on peut faire c’est caractériser effectivement l’incertitude ajoutée par la fluctuation rapide de l’insolation, ça c’est des choses que l’on peut faire. Mais elle va se superposer à cette incertitude très large qui est déjà due aux nuages.

Madame : D’accord… et ça ce n’est que la partie irradiante… donc toute la partie magnétique effectivement reste ouverte et bon on construit des instruments que l’on va mettre en permanence en observation pour pouvoir donner des données qui vont aider à ces modèles climatiques.

J.H : Sur ce point, monsieur Courtillot ?

V.C : Oui sur ce point donc sur les trois dernières interventions et celle de Jean Louis Le Mouël je pose la question –elle n’est pas résolue aujourd’hui- c’est dans l’ensemble des moteurs possibles encore mal connus et donc pas encore pris en compte dans les modèles… je voudrais que le message qui vient de ressortir des deux dernières interventions soit bien clair comme il me semble l’être –et je le crois très important- si le système est non linéaire, ce n’est pas de comparer l’intensité du minimum de l’irradiance au cycle solaire qui varie d’epsilon à long terme qui est important, ce qui serait le cas si on lisse et que tout est linéaire, mais si c’est la valeur absolue de la haute fréquence, la puissance dissipée par ce système qui est le moteur ça change tout d’un ordre et demi de grandeur, et ça fait partie des problèmes que je pense essentiels et qui conduisent à dire que l’on est pas tellement loin de la totalité de la puissance bilan radiatif en W/m² du CO2.

J.H : Monsieur Pecker ?

J.C.P : Oui, bon on a beaucoup parlé du soleil. Ce qui vient d’être dit est extrêmement intéressant et évidemment très juste mais je pense que la modélisation de l’atmosphère et de la Terre telle qu’elle nous a été présentée par monsieur Le Treut –j’ai admiré ses travaux remarquables- mais il me semble qu’essentiellement c’est à énergie constante, c'est-à-dire qu’il n’y a pas d’apport d’énergie autre que l’énergie solaire constante. Ce que propose madame Turkièse maintenant c’est d’ajouter les fluctuations d’énergie liées aux variations d’irradiance, d’éclairement, du soleil. Mais il y a un troisième terme, un troisième terme qui me tourmente beaucoup plus, c’est le flux magnétique qui a été évoqué tout à l’heure parce que le mécanisme par lequel le flux magnétique que l’on observe avec les satellites ou que l’on déduit des mesures de champ magnétique solaire, comment ce flux magnétique, comment ces augmentations ou ces diminutions de flux magnétique interviennent-elles sur le climat ? Essentiellement les particules ionisées qui viennent du soleil et qui véhiculent le champ magnétique arrivent par les pôles, essentiellement, dans les régions polaires, dans les régions aurorales beaucoup plus que dans autres régions… quelle est la physique de cette arrivée de particules ionisées dans la haute atmosphère des régions polaires ? Comment cette énergie qui arrive se distribue-t-elle ensuite dans les couches plus basses ? Nous n’en savons rigoureusement rien et là il y a un vrai problème physique qui se pose et qu’il serait bon d’aborder sérieusement… que nous ne connaissons pas, que nous ne comprenons pas.

J.H : Qui désire répondre ? Monsieur Le Mouël.

J.L.L.M : Effectivement nous n’avons pas parlé pratiquement ni du vent solaire ni du transport du champ magnétique du soleil par le vent. Ce que j’ai lu, mais ça demande confirmation, c’est que la quantité d’énergie correspondante est faible devant celle du rayonnement électromagnétique. Quand on étudie au contraire les variations magnétiques, les variations du champ magnétique d’origine externe on prend grand soin de prendre compte de tout ça. Par exemple on dit volontiers que la variation solaire journalière très régulière est engendrée complètement par le rayonnement électromagnétique UV. Au contraire, dans évidemment les électrogètes auroraux toutes ces choses-là sont pilotées par ces particules qui arrivent le long des lignes de forces dans les cornets polaires. Donc sans doute faudrait-il regarder… j’étais resté dans le souvenir que cet effet –mais enfin probablement parce que je l’ai lu- était plus petit en énergie que celui du rayonnement magnétique que l’on voit si bien dans l’irradiance. Mais le problème n’est sans doute pas réglé.

J.H : Edouard ?

E : Est-ce qu’il n’y a pas un problème de redondance ? Vous nous avez montré plusieurs phénomènes qui ont des corrélations pas du tout claires, pas du tout évidentes pour des raisons que monsieur Pecker vient d’exposer, puisqu’il n’y a pas de mécanismes par exemple qui expliqueraient pourquoi les fluctuations de rayons cosmiques pourraient avoir l’effet de corrélation que vous nous avez montré, de la même façon pour les variations du champ magnétique. Est-ce que dans ces conditions –à supposer que l’on trouve des mécanismes et qu’on les inclue dans les modèles- est-ce qu’il n’y a pas un danger de multiplier comme causes indépendantes des choses qui seraient dues en fait à une cause unique que l’on aurait prise en compte, qui serait déjà prise en compte, par exemple dans les fluctuations d’albédo des nuages, pour prendre un exemple. Donc comment s’assurer qu’il est nécessaire de prendre en compte ces paramètres supplémentaires ? Est-ce que vous êtes certains qu’ils ne sont pas déjà présents indirectement dans les modèles ?

J.J.L.M : Pour ce qui est de l’émission anthropique de CO2 et du flux solaire on peut penser qu’il n’y a pas de corrélation entre les deux donc on marche assez surement. Pour le reste effectivement il peut y avoir des liaisons cachées parfois… mais là, je pense qu’il n’y en a pas.
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