Comment pouvons-nous prédire les années les plus chaudes enregistrées?

Comment pouvons-nous prédire les années les plus chaudes enregistrées?

La NASA et la NOAA ont déclaré conjointement que 2016 était l'année la plus chaude jamais enregistrée. Ce n'est pas une surprise, comme les six premiers mois de l'année étaient tous exceptionnellement chaleureux.

Pourtant, les nouvelles sont importantes pour ce qu'il dit sur le réchauffement climatique: Avant 2016, les années les plus chaudes 10 sur enregistrement enregistré depuis 1998. Et l'année dernière, c'était la troisième année consécutive qu'un nouveau record mondial de température annuelle avait été établi.

Malgré la chaleur record du monde entier, le scepticisme suscité par le réchauffement climatique anthropique ou humain restes. Pour certains, le fait que les météorologues ne puissent pas prédire de façon fiable les jours météorologiques à l'avance est la preuve que les scientifiques ne peuvent pas prédire le climat de la Terre des années ou des décennies à partir de maintenant.

Pourquoi les scientifiques comme moi avez-vous confiance dans la prédiction de la chaleur record des mois à l'avance, et comment les prédictions climatiques diffèrent-elles des prévisions météorologiques?

Prévisions météorologiques basées sur les mouvements de l'atmosphère

Les prévisions météorologiques prennent en compte l'évolution des systèmes météorologiques, y compris les modèles de pression atmosphérique. La pression atmosphérique est la force exercée par le poids des molécules d'air. Les zones où l'air coule ont une pression élevée et généralement un temps chaud et agréable. Systèmes à basse pression, également connus sous le nom de cyclones, se produisent lorsque l'air se lève et produisent généralement un temps plus frais et humide.

hot dog2 1 22Cette carte montre le classement pour la température moyenne annuelle 2016 par état. Les classements se réfèrent à la période 122-année de l'enregistrement 1895-2016. Un rang de 122 indique une chaleur record. 2016 a été la deuxième année la plus chaude enregistrée aux États-Unis contigus. NOAA

L'exactitude des prévisions météorologiques jusqu'à environ deux semaines a grandement amélioré dans les années récentes. Mais les systèmes atmosphériques ne persistent pas longtemps et les prévisions au-delà de ce laps de temps deviennent beaucoup moins précises.


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Par exemple, prévoir la formation de systèmes à basse pression (cyclogeneis) et le mouvement à travers la côte est des États-Unis présente un défi. Une déviation de la trajectoire prévue de seulement 50 miles à l'est ou à l'ouest peut faire la différence entre un blizzard, un orage balayé par le vent ou un quasi-accident.

De même, les prévisions de la quantité de pluie qui tombera sur une chaude journée d'été peut être très incertain. Lorsqu'une prévision prévoit des «orages isolés», les facteurs qui contrôlent la formation des tempêtes, comme le réchauffement diurne, le débit d'humidité et les vents de niveau supérieur, sont attendus. Mais ces facteurs évoluent considérablement au cours d'une journée donnée, rendant difficile la prévision des précipitations totales, en particulier sur une petite surface. Il est donc difficile de dire s'il pleuvra sur votre parade ou dans la prochaine ville - le terme «pop-up» est approprié.

Cela ne veut pas dire que les avertissements pour les tempêtes violentes ne devraient pas être fiables. Dans ce cas, les prévisions de temps violent sont souvent faites pour de plus grandes régions géographiques, et seulement quand les conditions existent. Les facteurs qui produisent des conditions météorologiques extrêmes s'étendent sur une plus grande surface par rapport à ceux qui conduisent à des tempêtes isolées. Améliorations technologiques, y compris un meilleur radar et l'utilisation de superordinateurs, conduisent également à des prévisions météorologiques plus précises.

Rôle de la chaleur de l'océan

Contrairement aux prévisions basées sur le mouvement des systèmes météorologiques transitoires, les prévisions climatiques autour de la température et des précipitations, par exemple, utilisent des ensembles de données complètement différents.

Pour prévoir plusieurs mois à plusieurs décennies, les scientifiques utilisent les variations océaniques, d'autres facteurs naturels (variations solaires, éruptions volcaniques) et l'influence globale de la hausse des concentrations de gaz à effet de serre (GES) dans l'atmosphère. Ces variables évoluent et exercent leur influence sur des mois et des années, contrairement aux modèles de pression atmosphérique qui peuvent changer en quelques heures ou en quelques jours.

Un facteur important avec un effet de plusieurs mois à environ un an est El Niño, le réchauffement périodique des températures océaniques à travers le Pacifique tropical. Ce type de réchauffement de l'océan et les effets associés sur l'atmosphère exercent une forte influence au-delà des tropiques qui peuvent être pris en compte dans les prévisions climatiques.

hot dog3 1 22Cette carte montre les anomalies de température de surface terrestre et de surface de la mer, ou les changements par rapport aux moyennes historiques, pour 2016 en degrés Celsius. Centres nationaux de la NOAA pour l'information environnementale,

Les données sur les températures de l'océan sont critiques car la majeure partie du rayonnement solaire qui frappe la Terre est absorbée par les océans du monde. Poussés par cette énergie, les océans et l'atmosphère distribuent la chaleur autour du globe.

Les années qui suivent un El Niño tendent à être Plus chaud que ceux avec des conditions quasi-normales (aussi appelées neutres) ou La Niña. La présence de La Niña entraîne souvent une baisse de la température globale. Cela nous indique que la quantité relative de chaleur dans les eaux de surface du Pacifique tropical peut être utilisée pour prévoir les températures globales plusieurs mois à l'avance, ce qui est exactement ce qui s'est passé dans la prévision de la température record de l'an dernier.

En décembre 2015 le UK Met Office Prédit que 2016 serait record chaud, entre 0.72 et 0.96 degrés Celsius au-dessus de la moyenne à long terme (1961-1990). Leur annonce aujourd'hui que 2016 était 0.77 ℃ supérieur à la moyenne est dans la fourchette prévue. Au début 2016 Gavin Schmidt de l'Institut Goddard de la NASA pour les études spatiales prédit que 2016 serait 1.3 ℃ au-dessus des températures tardives du 19ème siècle - remarquablement proche de la hausse actuelle de 1.2.

Qu'en est-il de 2017? Dans sa mise à jour de janvier 12, NOAA prévu une transition de La Nina faible à des conditions neutres à travers la première moitié de 2017. L'influence de La Niña au début de l'année est centrale prédictions que 2017 sera légèrement plus frais que 2016, mais toujours parmi l'une des années les plus chaudes enregistrées.

hot dog4 1 22Anomalies annuelles moyennes annuelles de la température à proximité de la surface (c.-à-d. Différence de température par rapport à la moyenne de 1961-1990 en degrés Celsius) à partir de 1850-2015. La valeur 2016 est une moyenne de janvier à octobre. La ligne grise et l'ombrage indiquent la plage d'incertitude en pourcentage 95. La valeur de prévision pour 2017 et sa plage d'incertitude sont indiquées en vert et en noir. Office britannique Met

Il convient d'ajouter que la chaleur record 2016 n'était pas due à El Niño seul. En effet, les années El Niño deviennent plus chauds, de même que ceux avec un La Niña, en raison de la tendance générale au réchauffement due à la hausse des concentrations de GES.

Influence combinée des facteurs humains et naturels au fil du temps

Au-delà des effets sur l'océan, autres facteurs naturels sont connus pour influencer le taux de réchauffement. De grandes éruptions volcaniques, en particulier celles des tropiques, peut avoir un effet de refroidissement globalement en bloquant le rayonnement solaire. Par exemple, l'éruption du mont. Pinatubo dans 1991 a donné lieu à chute de la température globale moyenne d'environ 1 degré Fahrenheit (0.6 ℃).

Le refroidissement, cependant, est généralement de courte durée et se termine lorsque les aérosols volcaniques - les petites particules qui bloquent la lumière du soleil - pleuvent.

Les variations de la production solaire peuvent également influencer le climat. La tendance au réchauffement observée au cours des dernières décennies, cependant, ne peut pas être attribué aux changements du soleil. L'impact de la variabilité solaire sur le changement climatique est évident, mais l'effet des GES a été prouvé beaucoup plus considérable à court terme.

Les projections du réchauffement à des échelles de temps plus longues - plusieurs décennies ou plus - sont basées sur des simulations par des modèles climatiques et notre compréhension de la façon dont sensible le système climatique est aux futures augmentations des concentrations atmosphériques de GES.

Les modèles ont montré que le réchauffement futur devrait être dominé par la hausse des niveaux de GES par rapport aux variations de la variabilité interne des océans et d'autres facteurs naturels. Le réchauffement sera amplifié par des rétroactions impliquant le cycle du carbone, humidité atmosphérique et d'autres facteurs. Par exemple, la vapeur d'eau est un gaz à effet de serre puissant, de sorte que la hausse des taux d'humidité atmosphérique améliorera le réchauffement. De plus, les émissions de l'Arctique sont particulièrement préoccupantes et menacent de faire passer l'Arctique d'un évier de carbone à une source.

Seize des années les plus chaudes de 17 ont eu lieu au cours de ce siècle. Il y a un consensus scientifique écrasante que les actions humaines réchauffent la planète.

Dans le même temps, nous continuons à améliorer les prévisions météorologiques et climatiques, ce qui nous permettra de mieux comprendre le comportement du système climatique sur différentes périodes et sur plusieurs échelles spatiales. Cette recherche améliorera la précision et la confiance dans les projections pour l'avenir.

La Conversation

A propos de l'auteur

Michael A. Rawlins, professeur agrégé de vulgarisation, University of Massachusetts Amherst

Cet article a été publié initialement le La Conversation. Lis le article original.

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