Rétroaction des nuages

[yves25]

Discussion ouverte depuis "abracadabrantesque" pour éviter de tout mélanger et parce que c'est un sujet qui vaut très largement la peine de d'y attarder.
LA question est donc comment les nuages réagiront ils au réchauffement et quel impact cela aura t il sur le réchauffement lui même.
Un point de départ utile est mon dossier sur les incertitudes du climat

Yves

Roberto: la rétroaction négative cherchée se mesure en (W/m2)/K, le réchauffement se mesure en K , il ne peuvent donc pas être comparés.
Quand vous dîtes comparable, il faudrait expliquer comparable à quoi (à celle de la vapeur d'eau, par exemple) , par contre elle peut être puissante .
La variabilité naturelle,ne peut pas non plus être comparée à une contrainte mais seulement au résultat de celle ci, je n'étais donc pas rigoureux non plus.

"Mal nommer les choses, c'est ajouter au malheur du monde."
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[invite5ea98988]

Bonjour Yves

hum oui, vous avez raison, il faut sans doute être un peu plus précis sur ce que l'on compare. Disons qu'on peut quantifier ces effets en température exprimée en K, en multipliant par l'effet actuel du CO2 sans ces effets : par exemple une rétroaction, multipliée par le réchauffement du au CO2 sans ces effets, donnera des W/m2 (un forçage donc), qui lui même multiplié par la sensibilité climatique donnera une variation de température. La variabilité naturelle donne aussi une fluctuation de température. Toutes ces variations de températures peuvent etre comparées à la variation initiale due au CO2, et on peut les quantifier en pourcentage de cette variation.

en vous remerciant

Roberto

[invite5ea98988]

Cela doit alors faire l'objet d'une autre discussion, celle-ci étant dès le départ vouée au rôle des GES dans la réchauffement.

Bonjour Cendres

comme je disais, parler de l'effet des GES n'offre pas beaucoup de discussion possible, puisque l'effet de serre est bien décrit scientifiquement je pense : ça réduit donc la discussion à savoir si on y croit ou pas, mais si vous n'acceptez pas les contributeurs qui n'y croient pas, ça réduit la discussion à pas grand chose .

La discussion des autres effets a cependant une influence indirecte sur la quantité essentielle qu'il reste à déterminer, la valeur de la sensibilité climatique.

En effet la quantité de CO2 et la variation de température étant a priori assez bien connue, la valeur de cette sensibilité dépendra de l'existence d'autres phénomènes du genre de ceux qu'Yves mentionne : l'existence de ces autres phénomènes peut donc, potentiellement, modifier la valeur de la sensibilité climatique. A vous de savoir si discuter de l'ampleur de ces effets rentre dans le cadre de ce fil.

En vous remerciant

Roberto

[invite51d17075]

concernant les nuages/RC il y a eu un article dans PLS en Janvier dernier.
dont je n'ai ici qu'une intro :
https://www.pourlascience.fr/sd/clim...ment-10070.php

tu peux peut être retrouver ou achèter l'article complet ( incluant donc les effets positifs et négatifs )

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite51d17075]

Néanmoins comme je comprends l'essentiel de l'incertitude actuelle sur les modèles ne vient pas de l'incompréhension du phénomène en lui même, mais plutôt de l'incertitude sur des processus climatiques complexes, différents de l'effet de serre, comme la formation des nuages, la circulation océanique, etc, etc ...

ce n'est pas faux, mais c'est aussi lié.
concernant les nuages par exemple , qui peuvent entraîner à la fois des rétroactions positives et négatives, j'ai mis un lien page précédente.
je m'aperçois que j'ai ce N°484 ( Fev 2018 ) car il était principalement concentrée sur la matière noire.
je ne peux en scanner les 4 pages denses , mais voici en substance , la conclusion:

Les nuages ne nous sauverons pas:
Ainsi, dans le tableau qui émerge de ces observations, les nuages d'altitudes s'élèvent et et les systèmes nuageux se déplacent vers les pôles.Ces deux tendances devraient accélérer le réchauffement de la planète. Les observations à courte échelle de temps suggèrent que les nuages tropicaux bloqueront moins de lumière solaire, accroissant ainsi le réchauffement, et que les nuages en dégel pourrait constituer un plus faible frein au réchauffement que ce que l'on avait imaginé. Il y a là peu de choses pour nous réconforter.
La sensibilité du climat à l'équilibre est une quantité théorique. Elle décrit la réaction finale du climat à un doublement rapide du CO2 ...
L'augmentation de la concentration en CO2 n'est cependant pas théorique...
D'avantage d'observations, des modèles de plus haute résolution nous aiderons à trouver la réponse à cette question brulante: de combien de degrés la terre se réchauffera t elle ?
.....
En fin de compte, si les émissions de CO2 se poursuivent sans répit, la Terre va beaucoup se réchauffer. Les nuages, semble-t-il ne feront qu'aggraver le problème, et au mieux, ne l'allègeront en rien.

beaucoup de choses sont dites au conditionnel, mais la tendance du modèle actuel semble claire.
de ce que j'en comprend ( ayant lu aussi l'ensemble de l'article ), cela indiquerait que le réchauffement ( du au CO2 ) en lui même aurait un double effet : moins rétroaction positive et d'avantage de la rétroaction négative.
Par ailleurs, ce résumé conclusif ne revient pas sur les phénomènes locaux abordés dans l'article.

Alors, ça date de Janvier dernier, ce n'est certainement pas la seule étude sur le sujet, mais cela reste du PLS.

[yves25]

ce n'est pas faux, mais c'est aussi lié.
concernant les nuages par exemple , qui peuvent entraîner à la fois des rétroactions positives et négatives, j'ai mis un lien page précédente.
je m'aperçois que j'ai ce N°484 ( Fev 2018 ) car il était principalement concentrée sur la matière noire.
je ne peux en scanner les 4 pages denses , mais voici en substance , la conclusion:

Les nuages ne nous sauverons pas:
Ainsi, dans le tableau qui émerge de ces observations, les nuages d'altitudes s'élèvent et et les systèmes nuageux se déplacent vers les pôles.Ces deux tendances devraient accélérer le réchauffement de la planète. Les observations à courte échelle de temps suggèrent que les nuages tropicaux bloqueront moins de lumière solaire, accroissant ainsi le réchauffement, et que les nuages en dégel pourrait constituer un plus faible frein au réchauffement que ce que l'on avait imaginé. Il y a là peu de choses pour nous réconforter.
La sensibilité du climat à l'équilibre est une quantité théorique. Elle décrit la réaction finale du climat à un doublement rapide du CO2 ...
L'augmentation de la concentration en CO2 n'est cependant pas théorique...
D'avantage d'observations, des modèles de plus haute résolution nous aiderons à trouver la réponse à cette question brulante: de combien de degrés la terre se réchauffera t elle ?
.....
En fin de compte, si les émissions de CO2 se poursuivent sans répit, la Terre va beaucoup se réchauffer. Les nuages, semble-t-il ne feront qu'aggraver le problème, et au mieux, ne l'allègeront en rien.

beaucoup de choses sont dites au conditionnel, mais la tendance du modèle actuel semble claire.
de ce que j'en comprend ( ayant lu aussi l'ensemble de l'article ), cela indiquerait que le réchauffement ( du au CO2 ) en lui même aurait un double effet : moins rétroaction positive et d'avantage de la rétroaction négative.
Par ailleurs, ce résumé conclusif ne revient pas sur les phénomènes locaux abordés dans l'article.

Alors, ça date de Janvier dernier, ce n'est certainement pas la seule étude sur le sujet, mais cela reste du PLS.

STP on discute de ça dans un autre fil. Moi, ça m'intéresse d'autant plus que j'ai travailé sur les interactions rayonnement -nuages -aérosols mais ne mélangeons pas tout ici.
Si tu veux je transfère tes deux messages dans une nouvelle discussion ad hov

[invite51d17075]

@Yves:
Désolé, je comprend, mais Roberto est revenu plusieurs fois sur le sujet ici même, et la dernière fois aujourd'hui.
retombant sur l'article, j'ai cédé à la tentation. ( le mélange des titres de certains posts m'ayant par ailleurs "confusionné" un peu )
Fais ce qu'il te semble le plus ad hoc concernant mon intervention. ( voir la supprimer )
Comme tu suis ce sujet depuis longtemps et avec persévérance, tu es le plus à même d'agir avec discernement.
cordialement.

[yves25]

Pour résumer rapidement les principaux éléments.
Les nuages ont deux effets antagonistes sur le rayonnement: ils réfléchissent la lumière du soleil et ils ont aussi un effet de serre .
Les deux effets sont grands, la compensation n'est pas parfaite et c'est l'effet d'albédo qui l'emporte.
Si on enlevait tous les nuages d'un coup le bilan radiatif de la Terre serait positif d'une vingtaine de W/m2
Potentiellement ils peuvent donc changer la réponse du climat du tout au tout. Notez quand même qu'ils ne peuvent pas inverser les choses et faire du réchauffement un refroidissement, c'est évident mais ça va mieux en le disant.

Ca c'est globalement
L'effet radiatif des nuages dépend de leur localisation, de l'heure solaire, de leur altitude, de leurs caractéristiques microphysiques et même de leur forme.
Ca dépend aussi de l'albédo de la surface qui est en dessous et bien sûr de leur répartition verticale.

Ils sont la manifestation la plus évidente de la variabilité météorologique: ils apparaissent et disparaissent parfois en l'espace de qq minutes

[invite6486d7bd]

Pour résumer rapidement les principaux éléments.
Les nuages ont deux effets antagonistes sur le rayonnement: ils réfléchissent la lumière du soleil et ils ont aussi un effet de serre .

Oui, mais ça dépend de la couverture et de la forme des nuages, ce qui est assez difficile à prédire (?).

Par exemple, des nuages "clairsemés" sous forme de cumulonimbus montant très haut (les nuages à "orage" comme en Afrique) dérivent sous l'effet des vents, laissant alternativement des zones ensoleillés et couvertes au niveau du sol.
La pluie que ces nuages laissent au sol peuvent réduire la température sous l'effet de l'évaporation (l'évaporation est endothermique), formant à nouveaux des nuages... et ainsi de suite.
Ca marche en gros comme une pompe à chaleur, faisant du froid en bas et du chaud en haut (qui peut s'évacuer vers l'espace).

Le nuage d'orage est une machine thermique. Il faut du froid, de la chaleur et une bonne dose de soleil. Une fois que tous les éléments s'incorporent, c'est le même processus qu'avec les blancs d'oeufs, ça monte... Le sommet du cumulonimbus (que l'on appelle "enclume", car tout simplement en forme d'enclume) atteint en général la tropopause, soit 10 000 m d'altitude.


Un gros cumulonimbus aspire en moyenne jusqu'à 700 000 tonnes d'air par seconde ! Il peut condenser environ 7600 tonnes de vapeur d'eau. Cette condensation libère de l'énergie... 19 millions de mégawatts !


Les plus gros nuages d'orage peuvent peser autour de 800 000 tonnes... soit environ 80 fois le poids de la Tour Eiffel ! Et il se dit même qu'il représenterait l'équivalent de 5 fois la puissance de toutes les centrales électriques dans le monde...

https://blog.francetvinfo.fr/mecaniq...-ambulant.html

[invite577a1421]

comme la formation des nuages

Bien sûr.

Il faudrait voir la répartition des nuages dans les simulations CMIP. Le seul espoir de se fixer un scénario probable serait que les simulations de nuages, dans un panel de simulations jugé "bien calibré", converge.

Sans cela, on est bloqué au niveau de la modélisation sur mailles (qui fait du déterminisme par équations primitives)

J'aime bien les approches 1D par humidité relative globale constante, car elles conservent au mieux la totalité de nuages et cela apporte de la linéarité, ce qui permet de rentrer dans une vision où les échelles sont découplées et le problème final simplifié. Néanmoins, vouloir la simplicité n'est pas suffisant, il faut la prouver.

[yves25]

Oui peut être mais il faudrait savoir ce que tu entends par "converge" . Pour moi, c'est pas bien clair.
On ne demande pas aux modèles climatiques de représenter exactement la distribution des nuages à un instant t. On ne le demande même pas exactement aux modèles de prévision météo.
On le demande par contre aux modèles qui résolvent les nuages (les Cloud Resolving Models) et qui servent ensuite au développement des schémas de génération de nuages dans les modèles météo comme dans les modèles climatqiues.
La différence entre modèles météo et modèles climatiques tient essentiellement à la résolution spatiale qui est critique pour les nuages

Mais pour les non spécialistes qui liraient ces lignes, il faut bien avoir en tête que la résolution spatiale nécessaire pour décrire un nuage, c'est la dizaine de mètres ou moins. Dans un nuage, les mouvements convectifs ou turbulents créent des hétérogénéités de température qui suffisent pour passer ou non le seuil de la condensation. En soi des hétérogénéités de température d'un dixième de degré, ce n'est pas très important mais si l'humidité relative est proche de 100% , alors c'est tout ou rien: gouttes d'eau ou pas. C'est vrai jusqu'à l'échelle de qq mètres et ça explique la présence des rouleaux dans les stratocumulus par exemple ou l'aspect si caractéristique de certains cirrus (les cheveux d'ange)

On ne peut demander aux modèles de représenter ça de façon exacte, ça n'a pas de sens. Ce qu'on peut exiger c'est que la statistique de ces nuages et de leur impact sur le rayonnement et sur les précipitations soit correcte, globalement bien sûr mais aussi régionalement.

[yves25]

Globalement, ce sont les mesures du bilan radiatif qui permettent de connaître l'effet des nuages
Dans le solaire, les nuages réfléchissent 46,6 W/m2 (de plus qu'en ciel clair), dans l'infrarouge, ils réduisent le flux sortant de 29.5 W/m2 Le bilan est la différence, cad que globalement, les nuages font perdre à la Terre 17,1 W/m2.
C'est à comparer au forçage des GES qui est de l'ordre de 3W/m2 .

On peut donc légitimement penser à première vue, qu'ils sont à eux seuls capables de complètement annuler le forçage des GES mais il ne semble pas du tout que ça soit le cas: les nuages ne sont pas le thermostat de la planète.
D'abord et tout bêtement parce que si c'était le cas, il n'y aurait pas eu de changement du climat dans le passé ... et il y en a eu.
Ensuite parce que on ne voit aucun signe d'un changement de cet ordre pour le moment et parce que les modèles prévoient plutôt une rétroaction globalement nulle ou même positive . Faiblement négative reste cependant possible.

[invite577a1421]

Je voulais dire "converge" au sens du changement delta N(n,t) avec N nébulosité de grande échelle (supra-synoptique), n type nuageux et t échéance.

Je suppose qu'on a déjà fait ce genre d'évaluations.

Je ne cherche pas tellement à progresser en prévisibilité de la rétroaction, mais à schématiser les changements nuageux attendus, si on peut, ce qui n'est pas sûr.

En tous cas, il sera intéressant de voir le futur des nuages. Soit on voit des choses structurantes et on apprendra des choses. Soit on voit du simple chaos et on n'apprendra rien.

[yves25]

Comme je disais plus haut, les nuages, c'est de la météo, ça change tout le temps.
Le plus probable est que ça continue à changer dans tous les sens sans grande tendance.
Tu peux prendre n'importe quel paramètre nuageux et essayer de le relier à un paramètre thermodynamique et tu es sûr du résultat: une grosse patate de points .
Comme ça varie dans tous les sens , le plus probable est encore qu'au final le changement global ne soit pas bien grand
mais ça évidemment c'est intuitif ...au mieux

On sait que les nuages qui ont le plus d'impact sont les cirrus et les statocumulus. On peut essayer de vois comment ceux ci sont susceptibles de changer avec le réchauffement.

Lindzen a émis l'idée que les cirrus tropicaux réagiraient négativement via un effet d'iris. Ca date de près de 20 ans et c'est plutôt infirmé que confirmé.

[invite51d17075]

Ce n'est pas le sens de l'article de PLS que j'ai mentionné, à savoir un changement structurel de notre "bestiaire" nuageux lié au chgt climatique.
l'étude/modélisation peut se résumer ainsi :
quid des nuages élevés/nuages bas, tout en essayant de combiner petites et grandes échelles.
les deux ( hauts et bas ) n'ont pas les mêmes mêmes rétroactions.

la modélisation est donc particulièrement complexe pour diff raisons.( celle ci dépendant aussi de leur propre temp et densité )
dommage que vous n'ayez pas l'article .

je vais essayer de voir si il y a qcq chose de plus analytique dans la biblio qui a servi de ref au départ de ces modélisations )
cordialement.

[invite51d17075]

ps : cela semble complexe, et l'article précise justement qu'une des incertitudes fortes sur les prévisions est bien due à notre estimation de l'évolution de nos chers nuages.
car chgt prévu il y a, mais celui-ci sera-t-il neutre, aggravant, légèrement atténuant.
dans le modèle ( qui ne prétend pas être exhaustif ) , l'évolution serait plutôt aggravante.

[invite577a1421]

Comme je disais plus haut, les nuages, c'est de la météo, ça change tout le temps.

Le problème n'est pas le chaos météo de petite échelle, qui n'a jamais empêché des propriétés stables de grande échelle, mais la déstabilisation de la Terre externe.

On peut expliquer des propriétés stables et simples de grande échelle si la Terre externe est stabilisée en flux et composition. C'était le concept de l'Holocène.

Néanmoins, on verra ce qui se passe. Si on anticipe déjà que ce sera le chaos sans aucun argument linéaire, cela va être déprimant scientifiquement ! Il faut un peu plus d'optimisme de chercheur scientifique !

[invite51d17075]

Néanmoins, on verra ce qui se passe. Si on anticipe déjà que ce sera le chaos sans aucun argument linéaire, cela va être déprimant scientifiquement ! Il faut un peu plus d'optimisme de chercheur scientifique !

Je ne le ressens pas ainsi.
Il semble que l'évolution de nos structures nuageuses soit non négligeable ( euphémisme ) concernant l'évolution finale de la temp.
le modèle présenté n'est pas très optimiste, certes, mais il ne prétend pas non plus être juste et définitif. ( les études sur ce point continuent ).
Et par ailleurs, améliorer nos modélisations prévisionnelles est utile, ce n'est pas une question de direction optimiste/pessimiste, mais bien dans le but d'affiner nos prévisions globales.
On ne va pas se plaindre que ce sujet soit étudié, si ?

[yves25]

Sauf erreur, les auteurs de l'article dont tu parles sont ou bien se réfèrent à Sandrine Bony et Jean Louis Dufresne au LMD.

Leur conclusion est que les stratocumulus ont une rétroaction probablement positive et les cirrus aussi .
Pour les stratocu c'est parce que la subsidence à grande échelle diminue avec le réchauffement et pour les cirrus, c'est parce que leur niveau de formation monte avec le réchauffement.
est ce bien ça ?

Par ailleurs, je pense que tu veux dire que l'évolution des structures nuageuses a potentiellement une grande importance sur l'évolution de la température mais pas l'inverse , (que l'évolution de la température a une grand e importance sur celle des nuages , si ?

[invite51d17075]

oui, c'est ça ! dans les grandes lignes.
ensuite, il faut plonger dans le pourquoi du comment, mais pour ça, il faut peut être le rechercher dans les biblios citées.
une précision : l'article rapporte les résultats d'une modélisation de Kate Marvel ( chercheuse au département de phys appliquées et de maths appliquées à l'univ de Columbia ).
la biblio cite les travaux de climatologues dont : J.R Norris ( Nature) , K.Marvel ( Journal of Climate ) et 0.Boucher.
( ce sont les noms cités , et n'étant pas du domaine, je ne peux en fournir un avis )
Cdt

[invite5ea98988]

Bonjour Ansset

est ce que ce sont le résultat de modélisations ou d'observations ?

en vous remerciant

Roberto

[invite51d17075]

les deux mon capitaine !
le souci est que les observations ne peuvent être exhaustives et que les modèles ne sont pas "parfait" par principe.

[invite5ea98988]

Bonjour Ansset

je ne sais pas ce que font vraiment les nuages, mais les observations semblent montrer que la température suit plutot la fourchette basse des modèles. Si ce n'est pas à cause des nuages, alors c'est qu'il y a d'autres problèmes dans les modèles ...

en vous remerciant

Roberto

[invite51d17075]

Bonjour Ansset

je ne sais pas ce que font vraiment les nuages, mais les observations semblent montrer que la température suit plutot la fourchette basse des modèles. Si ce n'est pas à cause des nuages, alors c'est qu'il y a d'autres problèmes dans les modèles ...

en vous remerciant

Roberto

quelles observations ?
je rappelle qu'Yves a crée ce fil pour parler de l'évolution potentielle des nuages !
alors si tu souhaites parler d'autre chose , il faut revenir sur un des fils ad hoc !
ne détourne pas celui ci stp !

[invite51d17075]

je préfère laisser un modérateur intervenir sur ce qu'il me semble être un détournement du fil .

[invite51d17075]

En plus clair, dans le cadre de prévisions à terme le rôle et comportement des nuages ( ainsi d'ailleurs que celle des océans ) a une incidence forte sur l'imprécision actuelle de la hausse.
Car , les effets sont à la fois non-instantanés et en actions/réactions par rapport au RC lui-même.
Si on mélange tout sur la base de simple observations , sans tenir des process , tels qu'on les suppose, on ne fait qu'un tout petit bout du chemin.

[yves25]

Les nuages couvrent en moyenne près de 70% de la surface du globe (figure 1, ISCCP)https://isccp.giss.nasa.gov/analysis/climanal2.html
La répartition spatiale est donnée sur la figure 2 (celle de gauche)
En première approche , il y a quatre types de nuages principaux à considérer
les cirrus (13% de la surface du globe, cirrus seuls, cad sans autres nuages en dessous )
les stratocumulus et stratus (15% seuls sans nuages au dessus)
les nuages associés aux perturbations
les nuages de convection profonde (Cumulo nimbus, lignes de grain)

[yves25]

Les cirrus , on en trouve à l'avant des perturbations, c'est le premier signe de mauvais temps. Ils se produisent parce que l'air chaud de la perturbation est soulevé au dessus de l'air froid .
Ceux qui sont les plus importants du point de vue de la rétroaction nuageuse ce sont les cirrus qui sont issus des enclumes des cunimb sous les tropiques.
En gros, les gros cunimb (cb) de la zone intertropicale sont produits par des acscendances très fortes. L'air qui est ainsi soulevé jusque vers 10 à 12 km d'altitude est ensuite évacué à pression constante puis redescend vers 30° de latitude , ce sont les cellules de Hadley.
L'air qui s'évacue en haut des cb est suffisamment humide pour qu'aux températures qui règnent là haut, des cirrus se forment et se baladent donc .
Ils peuvent être franchement énormes. On parle souvent de cb de la taille du Texas . ces cirrus ont un effet de serre énorme

Lindzen (vers 2000, je vérifierai) a émis l'idée que lorsque la SST est très élevée, ces cirrus disparaissent en partie et laissent ainsi s'échapper le rayonnement IR . Il a appelé ça l'effet d'iris.
Il a essayé d'en chiffrer la rétroaction que ça pourrait donner mais , là, il s'est franchement planté parce qu'il a oublié de tenir compte du fait que ces nuages réfléchissaient la lumière du soleil.
Il s'est donc fait corriger mais l'idée n'est pas morte
En particulier Spencer et Christy ont montré qu'il y avait bien quelque chose de ressemblant lors des épisodes de grands coups de chaleur sur le Pacifique tropical, seulement, ça ce n'est pas une rétroaction, c'est un mécanisme existant , donc on ne peut pas espérer en déduire une valeur de la rétroaction elle même.

Si ça intéresse quelqu'un, je continue sur le sujet des cirrus d'abord mais seulement d'un point de vue pédagogique. A la moindre polémique, j'arrête parce que ça me fait ch.. au plus haut point.
J'aborderai ensuite les 3 autres types de nuages.

[invite5ea98988]

Bonjour

si je comprends bien vous ne voulez discuter de faits scientifiques , qu'à la condition que cela ne remette pas en cause le discours catastrophiste qui voudrait que tout aille plus mal que ce qui a été prévu avant. Toutes les autres information sont expurgées, HS, pas dans le sujet, etc ...

Il me semble que ce n'est pas vraiment une attitude scientifique : la science biaisée , ce n'est plus de la science. Donc je ne pense pas continuer sur ce fil.

Au revoir

Roberto

[invite51d17075]

Bonjour

si je comprends bien vous ne voulez discuter de faits scientifiques , qu'à la condition que cela ne remette pas en cause le discours catastrophiste qui voudrait que tout aille plus mal que ce qui a été prévu avant. Toutes les autres information sont expurgées, HS, pas dans le sujet, etc ...

Il me semble que ce n'est pas vraiment une attitude scientifique : la science biaisée , ce n'est plus de la science. Donc je ne pense pas continuer sur ce fil.

caricature avérée des interventions. !