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Météo et climat




  1. #1
    Jacques

    Météo et climat

    Bonjour,


    On ne peut prévoir le temps qu'il fera plus de 5 ou 6 jours à l'avance.

    Il est cependant possible de donner une idée du climat à la fin de ce siècle.

    Les équations sont pourtant les mêmes...

    Comment expliquer ce paradoxe ? Il est probable que certains termes sont négligeables et négligés dans un cas mais pas dans l'autre. Savez-vous donner plus d'information à ce sujet ?

    Je vous en remercie d'avance,

    -----


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  3. #2
    yves25

    Re : Météo et climat

    Bonsoir

    Le sujet a souvent été discuté.
    C'est un leit motiv.

    La météo, c'est en qq sorte les fluctuations rapides du climat.
    On ne peut pas prévoir les fluctuations au delà de qq jours (une dizaine en fait mais il ya encore un peu de signal à un mois))
    mais on peut connaître la tendance générale.

    Ce sont les contraintes appliquées au système qui commandent son comportement d'ensemble, cad la tendance générale.
    Le climat est gouverné d'abord et avant tout par l'énergie dont dispose le système climatique. S'il y a plus d'énergie, il fera plus chaud et inversement.
    C'est , en fait, très simple.

    Je me répète mais un bon exemple est celui d'un torrent de montagne: il y a des tourbillons ce qui fait qu'on ne connaît pas le comportement détaillé d'une brindille qui se trouverait emportée...mais on sait qu'elle va descendre le courant .

    Les tourbilons, c'est la météo. L'analogie est très correcte puisque ces fluctuations sont essentiellement de nature turbulente. La contraine, c'est la pente du torrent , donc la pesanteur ou, pour le climat, l'énergie mise dans le système.
    .
    Dix secondes pour écrire une bêtise, parfois des heures pour montrer à tous que c'en est une...

  4. #3
    vilveq

    Re : Météo et climat

    Bonjour,

    La question en fait est de savoir si le climat est un système chaotique ou pas.
    Il y a des gens qui disent que c'est un système chaotique, c'est donc prédictif mais avec tellement de variables qu'il est impossible de connaitre l'évolution du système sur le long terme.
    Il y a des gens qui disent qu'avec des gros ordinateurs, ils peuvent calculer ce que sera le système dans le futur.
    L'avenir nous dira qui a raison et qui a tort.


  5. #4
    NicoEnac

    Re : Météo et climat

    Bonjour,

    Personnellement je pense que l'évolution du climat tout comme la météo est un système chaotique. La différence qu'il y a entre les deux est le temps caractéristique : alors qu'on peut prévoir de manière presque sûr le temps qu'il fera le lendemain et les quelques jours qui suit, on peut de la même manière prévoir l'évolution du climat sur des dizaines d'années. Le temps caractéristique d'un système chaotique est le temps que mettront les petites erreurs d'approximation du modèle de départ à grandir de façon à rendre toute prévision obsolète.

    Les seules prévisions se basent alors sur des probabilités : concernant le climat, il est peu probable que la moyenne des températures sur une année grimpe de 10°C sur l'ensemble de la planète en un an(cela représenterait une formidable quantité d'énergie provenant du soleil). Sur un siècle, cela devient plus probable.
    "Quand les gens sont de mon avis, il me semble que je dois avoir tort."O.Wilde

  6. #5
    vilveq

    Re : Météo et climat

    NicoEnac,

    Prenons un cas précis, tu es climatologue et tu fais des modèles climatiques.
    Il y a 10 ans d'ici, tu as fait ton modèle climatique pour prévoir le temps de maintenant.
    Bardaf, pas de bol pour toi, ce que tu n'avais pas prévu arrive, le cycle solaire est en retard.
    Moins d'insolation, la strato qui se refroidit parce que moins d'UV ... berf, c'est la cata pour tes prévisions.
    Et ici je ne prends qu'une seule variables (qui implique un nombre énorme de boulversement par rapport à tes prévisions).
    Alors, toujours aussi sur de pouvoir prédire le clima pour dans 10ans ?

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    NicoEnac

    Re : Météo et climat

    Citation Envoyé par vilveq Voir le message
    ...le cycle solaire est en retard.
    Intéressant point de vue ! Qu'appelles-tu le cycle solaire ? Il me semble qu'en ce qui concerne le mouvement des planètes, même si c'est un mouvement chaotique, le temps caractéristique est de 10 millions d'années et donc à échelle humaine (même à échelle de plusieurs générations) on peut prédire "le cycle solaire" très précisément. Preuve en est : les mayas parvenaient à prédire les éclipses longtemps à l'avance en se basant sur un système déterministe et non chaotique. Alors soit j'ai mal compris, soit je ne pense pas que ça puisse arriver.

    Attention, je ne parle pas non plus de faire des prédictions sûres à 100% ! J'ai bien précisé qu'il s'agissait de probabilités. Dès lors qu'aucun changement climatique de l'ordre de celui dont j'ai parlé (+10°C en un an) n'est pas arrivé depuis quelques millions d'années, il y a une forte probabilité pour que ça n'arrive pas et donc on peut estimer que nos prévisions sont sûres à 90% pour les 10 ans à venir. La température a évidemment évolué durant cette période mais jamais de manière aussi rapide et spectaculaire. L'avantage d'utiliser des probabilités, c'est qu'en cas de non conformité, on peut toujours se réfugier derrière la petite part de chance qu'on avait prévue
    "Quand les gens sont de mon avis, il me semble que je dois avoir tort."O.Wilde

  9. #7
    JPL

    Re : Météo et climat

    Non, rien à voir avec le mouvement des astres. Il est question du cycle d'activité solaire qu'on peut facilement visualiser par l'abondance ou la rareté des taches à sa surface.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

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  11. #8
    NicoEnac

    Re : Météo et climat

    Très bien ! C'est pour cela que je pose la question.

    Néanmoins cela n'affecte pas le deuxième paragraphe de mon dernier post sur l'étude statistique du passé et sur les probabilités. Les prévisions ne sont pas sûres à 100%, elles sont basées sur des modèles tirés du comportement passé du climat ! On peut prévoir son évolution à priori mais il est sûr qu'une éruption de grande envergure par exemple qui dégagerait une énorme quantité de gaz dans l'atmosphère la refroidissant de quelques degrés pendant plusieurs jours voire mois (cela est déjà arrivé) aurait une influence non négligeable sur la moyenne des températures annuelle. De même, pour un changement de l'activité solaire.

    Ainsi selon vous on ne peut s'aventurer à faire des prévisions probabilistes ? A notre échelle il est quand même osé de dire que l'activité solaire peut changer d'un jour à l'autre (et même d'une année à l'autre) de manière assez significative pour bouleverser le climat au point d'augmenter ou diminuer la température globale de 10°C. Pour mieux se le représenter : le soleil existe depuis plus de 4 milliards d'années et 10 ans représentent pour lui l'équivalent de 6 minutes à l'échelle d'une vie humaine. Alors effectivement son activité peut changer dans ce laps de temps, mais je ne suis pas certain que ce changement puisse être significatif.
    "Quand les gens sont de mon avis, il me semble que je dois avoir tort."O.Wilde

  12. #9
    NicoEnac

    Re : Météo et climat

    J'ajouterai que dans le cas de prévision probabiliste, il est facile de dire "et si il se passe cela...". Oui ! Cela peut se passer, mais il y a eu un calcul fait en amont qui permet de dire que le scénario qu'on a prévu est le plus probable. Cela ne signifie pas que c'est le seul possible et que la réalité ne va pas s'en écarter et que des imprévus puissent arriver. Le seul moyen que nous avons trouvé pour l'instant pour prévoir le futur est de se baser sur les observations passées. Et ce moyen a, il me semble, fait ses preuves et permet aussi d'émettre une réserve.
    "Quand les gens sont de mon avis, il me semble que je dois avoir tort."O.Wilde

  13. #10
    JPL

    Re : Météo et climat

    Les modèles permettant de simuler avec une vraisemblance acceptable le climat futur sont des modèles mathématiques qui prennent en compte le maximum possible de paramètres physiques, leur évolution et leurs interactions. Ce ne sont pas de modèles qui reposent sur les observations relatives au passé, même s'ils ne doivent pas les ignorer.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  14. #11
    NicoEnac

    Re : Météo et climat

    Citation Envoyé par JPL Voir le message
    Ce ne sont pas de modèles qui reposent sur les observations relatives au passé
    Alors comment les modèles ont-ils été trouvés ? Les observations du passé permettent de définir le modèle qui va être utilisé pour le futur. Je ne vois vraiment pas sur quoi peuvent être basés les modèles. Ce n'est pour dénigrer ton point de vue (que je respecte) que je dis ça mais je ne vois vraiment pas.

    La modélisation physique provient la plupart du temps d'observations faites par l'homme puis des conjectures sur le fonctionnement du système. Ces conjectures sont ensuite confirmées ou non (et dans ce cas modifiées) grâce aux observations suivantes.
    "Quand les gens sont de mon avis, il me semble que je dois avoir tort."O.Wilde

  15. #12
    yves25

    Re : Météo et climat

    Merci JPL!
    Je m'étonne de lire encore ce genre de propos: c'est peut être le mot "climatologie" qui amène à ce genre d'idée. Ca sent le bobologue et la grenouille.

    Je ne sais pas si NicoEnac a vraiment cette idée des modèles climatiques mais ses propos le laissent à penser. Ce n'est pourtant pas le sens de mon premier post me semble t il.

    Pour ceux qui se posent des questions à propos des modèles
    http://www.realclimate.org/index.php...limate-models/

    En passant , mais j'y reviendrai, je signale qu'il est tout à fait possible de faire un tourner un modèle de prévision sur un PC , c'est ec que je suis en traine de faire en ce moment même.

    Ca s'appelle EdGCM et c'est une version dégradée du modèle du GISS , elle a été développée pour usage pédagogique.
    Dix secondes pour écrire une bêtise, parfois des heures pour montrer à tous que c'en est une...

  16. #13
    vilveq

    Re : Météo et climat

    Citation Envoyé par NicoEnac Voir le message
    Le seul moyen que nous avons trouvé pour l'instant pour prévoir le futur est de se baser sur les observations passées. Et ce moyen a, il me semble, fait ses preuves et permet aussi d'émettre une réserve.
    Je ne penses pas ...

    Je suis pas du tout un spécialiste, je préfère le préciser pour ne pas que tu prennes ce que je dis comme du pain béni, mais ...

    Un modèle climatique ne fonctionne pas sur les mesures du passé mais plutôt sur des lois physiques.
    Dans notre cas, le climat va être décrit par différents facteurs influençant la température moyenne. La variations de ces facteurs va être exprimé en W/m2 qui correspond à une augmentation (ou diminution) de l'apport (ou perte) d'énergie à la surface de la terre. Par exemple l'augmentation des GES provoque une hausse de la température. (3W/m2, si je me souviens).

    Pour connaitre la température future, il faut donc estimer les variations futures des factueurs climatiques mais aussi de savoir comment la température globale réagit à une variations des facteurs climatiques (c'est ce que l'on appelle sensibilité climatique °C/(W/m2).

    donc, la variation de la température = variations des facteurs climatiques x sensibilité climatique.

    Voilà, te reste plus qu'a trouver l'ensemble des facteurs qui influences le climat et pour chaqun d'eux, la sensibilité climatique.

    Et comme l'a dit JPL, le retard sur le cycle solaire n'a rien à voir avec le mouvement des astres.
    Le soleil, comme toute chose en ce bas monde, n'est pas statique, il est soumis à des cycles (cf:http://fr.wikipedia.org/wiki/Cycle_solaire)
    Et le cycle actuel qui devrait être de 11ans est plus long que normalement.

  17. #14
    JPL

    Re : Météo et climat

    Pour faire fonctionner tous ces paramètre il y a un outil qui est la thermodynamique. Ce sont donc des modèles prédictifs basés sur des connaissances théoriques et des mesures. Bien entendu le moins qu'on puisse demander à ces modèles à titre de vérification, c'est qu'il reproduisent par le calcul le climat actuel
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  18. #15
    JPL

    Re : Météo et climat

    En revenant sur le cycle solaire, sa contribution aux variations de température n'est pas nulle mais minime et ne peut pas jouer le rôle majeur que lui prêtent certains... qui n'ont probablement fait aucun calcul.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  19. #16
    yves25

    Re : Météo et climat

    Citation Envoyé par NicoEnac Voir le message
    Alors comment les modèles ont-ils été trouvés ? Les observations du passé permettent de définir le modèle qui va être utilisé pour le futur. Je ne vois vraiment pas sur quoi peuvent être basés les modèles. Ce n'est pour dénigrer ton point de vue (que je respecte) que je dis ça mais je ne vois vraiment pas.

    La modélisation physique provient la plupart du temps d'observations faites par l'homme puis des conjectures sur le fonctionnement du système. Ces conjectures sont ensuite confirmées ou non (et dans ce cas modifiées) grâce aux observations suivantes.
    Si c'est cela que tu appelles "modèles basés sur le passé" , alors on est forcément d'accord: F= ma est aussi basé sur le passé.

    Je ne vois pas comment il pourrait en être autrement: tu appelles "passé" ce qui est l'expérience.

    Les modèles climatques sont basés sur les équations de Navier Stokes , et le premier principe de la Thermo.

    Il ya forcément une certaine dose d'empirisme dans la façon de représenter les processus de petite échelle notamment. C'est là qu'on pourrait dire, par exemple que le temps caractéristique de formation des précipitations convectives est établi à partir des observations et que, dans un climat différent, ce temps caractéristique pourrait être autre.

    C'est exact, si ce n'est que ce temps caractéristique est, lui même, un raccourci de processus microphysiques relativement bien connus à petite échelle . La difficulté essentielle venant du passage de la petite échelle locale (qq m3) à l'échelle d'un modèle (qq milliers de km3)

    Alors, je veux bien qu'on parle de l'aspect empirique des modèles mais faisons le correctement.
    Dix secondes pour écrire une bêtise, parfois des heures pour montrer à tous que c'en est une...

  20. #17
    NicoEnac

    Re : Météo et climat

    Citation Envoyé par vilveq Voir le message
    Un modèle climatique ne fonctionne pas sur les mesures du passé mais plutôt sur des lois physiques.
    Ce n'est pas ce que j'ai dit. J'ai dit qu'on se basait sur les observations pour mettre au point le modèle ou les lois physiques si vous préférez. Les lois physiques et l'application qu'il faut en faire concernant le climat ne sortent pas de nulle part !

    Illustration : on observe que depuis la révolution industrielle, la teneur en CO2 de l'atmosphère a augmenté et avec elle la température moyenne. C'est grâce à cela qu'on a pu intégrer au modèle de l'atmosphère et du climat une dépendance à cette teneur en CO2.
    "Quand les gens sont de mon avis, il me semble que je dois avoir tort."O.Wilde

  21. #18
    NicoEnac

    Re : Météo et climat

    Citation Envoyé par JPL Voir le message
    En revenant sur le cycle solaire, sa contribution aux variations de température n'est pas nulle mais minime et ne peut pas jouer le rôle majeur que lui prêtent certains... qui n'ont probablement fait aucun calcul.
    Merci ! Enfin quelque chose que je dis qui n'est pas réfuté ! Il était temps, je commençais à me dire que j'étais idiot
    "Quand les gens sont de mon avis, il me semble que je dois avoir tort."O.Wilde

  22. #19
    NicoEnac

    Re : Météo et climat

    Citation Envoyé par yves25 Voir le message
    un bon exemple est celui d'un torrent de montagne: il y a des tourbillons ce qui fait qu'on ne connaît pas le comportement détaillé d'une brindille qui se trouverait emportée...mais on sait qu'elle va descendre le courant .

    Les tourbilons, c'est la météo. L'analogie est très correcte puisque ces fluctuations sont essentiellement de nature turbulente. La contraine, c'est la pente du torrent , donc la pesanteur ou, pour le climat, l'énergie mise dans le système.
    .
    Je trouve que cela résume parfaitement ce que je veux dire.
    "Quand les gens sont de mon avis, il me semble que je dois avoir tort."O.Wilde

  23. #20
    yves25

    Re : Météo et climat

    Citation Envoyé par NicoEnac Voir le message
    Merci ! Enfin quelque chose que je dis qui n'est pas réfuté ! Il était temps, je commençais à me dire que j'étais idiot
    Disons que ton propos a peut être prété à une mauvaise interprétation.

    C'est tout le boulot de la communication ou de la pédagogie: faire passer le message et c'est pas toujours évident surtout quand le pb est un peu complexe.
    Dix secondes pour écrire une bêtise, parfois des heures pour montrer à tous que c'en est une...

  24. #21
    NicoEnac

    Re : Météo et climat

    C'est pour cela que j'aurais été un mauvais prof : j'ai du mal à faire passer mes idées ce qui n'est pas votre cas à tous ! Ce post m'a interpellé parce que j'ai fini de lire un bouquin sur la théorie du chaos et il y avait justement comme "application" la météo et l'évolution du climat. Bouquin très intéressant au passage...Je ne sais pas si je peux mettre le titre et l'écrivain ou si c'est considéré comme de la pub et donc interdit sur ce forum.
    "Quand les gens sont de mon avis, il me semble que je dois avoir tort."O.Wilde

  25. #22
    vilveq

    Re : Météo et climat

    Citation Envoyé par JPL Voir le message
    En revenant sur le cycle solaire, sa contribution aux variations de température n'est pas nulle mais minime et ne peut pas jouer le rôle majeur que lui prêtent certains... qui n'ont probablement fait aucun calcul.
    Minime pour la troposphère, oui.
    Pour la strato, la variation de température devrait être nettement moins 'minime'.

  26. #23
    yves25

    Re : Météo et climat

    Pas de pb, c'est de l'information
    Par contre, si tu en parlais à chaque post, ça serait de la pub.
    Cordialement
    Dix secondes pour écrire une bêtise, parfois des heures pour montrer à tous que c'en est une...

  27. #24
    JPL

    Re : Météo et climat

    Je pense que c'est peut-être le livre de Gleick ?
    Au fait on est largement revenu de l'effet papillon en météorologie. On s'est aperçu qu'avec le nombre de paramètres impliqués l'évolution était nettement moins chaotique (même si ce n'est pas d'une simplicité évidente) que le modèle de Lorenz qui n'avait que 3 paramètres. Il n'empêche que Lorenz a été un grand monsieur dans son domaine.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  28. #25
    NicoEnac

    Re : Météo et climat

    Oui et c'est ce que dit l'auteur qui s'appelle Ivar Ekeland. Le titre du livre est simplement "Le Chaos". Ouvrage de vulgarisation à travers des exemples simples (il me faut bien ça).
    "Quand les gens sont de mon avis, il me semble que je dois avoir tort."O.Wilde

  29. #26
    yves25

    Re : Météo et climat

    Citation Envoyé par vilveq Voir le message
    Minime pour la troposphère, oui.
    Pour la strato, la variation de température devrait être nettement moins 'minime'.
    Les variations de l'intensité solaire au cours d'un cycle de 11 ans.
    sont effectivement plus fortes dans l'UV que celles de l'irradiance totale. Il n'empêche qua ça fait pas des tonnes quand même (de 7% vers 300 nm à 35% dans l'extrême UV.

    L'infuence se fait via l'absorption par l'ozone et via la chimie de l'ozone. L'absorption par l'ozone se fait entre 200 et 300 nm.

    Il existe des modles couplé chimee atmosphère océan: quand on prend en compte cette variation des UV sur la chimie, on trouve que la variation de température associée à un cycle est de l'ordre de 0,1°C alors qua sans cette chimie elle est de l'orde de 0,08°C . C'est non négligeable mais c'est quand même pas bézeff et, de plus, c'est cyclique.

    Référence: Shindell et al , 2006
    voir aussi (pour les variations depuis le minimum de Maunder) http://pubs.giss.nasa.gov/abstracts/2004/Rind_etal.html
    article dispo en pdf
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