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Posté par Adrien le Mardi 16/02/2016 à 00:00
Mesurer le déséquilibre énergétique de la Terre: un impératif
Partant du postulat que l'évolution du climat est liée à un déséquilibre énergétique de la planète qui se traduit par une accumulation de chaleur dans le système climatique de la Terre, une équipe de recherche internationale comprenant des chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel...) méditerranéen d'océanographie (L’océanographie (de « océan » et du grec γρ?φειν / gráphein, écrire) est l'étude des océans et des mers de la Terre. Les océanographes...) (MIO/PYTHÉAS, CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) / UTLM / IRD / AMU), de Mercator Océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau salée. En fait, il s'agit plutôt d'un volume, dont l'eau est en permanence renouvelée par des...) et du Laboratoire d'études en géophysique et océanographie spatiales (LEGOS/OMP, UPS / CNRS / CNES / IRD) ont analysé les différentes méthodes de mesure de ce déséquilibre énergétique et déterminé l'approche la plus prometteuse en termes de précision, approche qu'il conviendrait de favoriser à l'avenir.

Sur des échelles de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) longues et en l'absence de perturbations, le système climatique se trouve dans un état d'équilibre énergétique: la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse...) ré-émet vers l'espace autant d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) qu'elle en reçoit du soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et...). Cependant, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) changement dans les forçages externes au système, dû par exemple à des éruptions volcaniques, à des variations de la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un...) d'énergie solaire (L'énergie solaire est l'énergie que dispense le soleil par son rayonnement, directement ou de manière diffuse à travers l'atmosphère. Sur Terre, l'énergie...) reçue par la Terre ou encore à des perturbations d'origine anthropique, produit un déséquilibre énergétique temporaire ou à long-terme, avec pour conséquence une modification du climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la...).

Une perturbation majeure à l'oeuvre aujourd'hui est le changement de composition de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) dû aux émissions de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de...) à effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie électromagnétique, provenant du Soleil (dans...) par les activités humaines. Cet effet de serre (Une serre est une structure généralement close destinée à la production agricole. Elle vise à soustraire aux éléments climatiques les cultures produites pour l'alimentation ou le plaisir de l'homme pour une...) additionnel dont l'existence remonte au début de la révolution industrielle, mais qui est détectable surtout depuis le milieu du XXe siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la durée d'une génération humaine et faisait 33 ans 4 mois (d'où peut être...), produit une accumulation de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) dans le système climatique et donc un déséquilibre énergétique à l'origine du réchauffement global observé actuellement.

L'amélioration depuis 2-3 décennies des performances des différents systèmes d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande participation des...) spatiaux et in situ ainsi que de la modélisation du climat a permis de quantifier ce déséquilibre énergétique, ou excès de chaleur, avec une précision sans cesse croissante.

Aujourd'hui, les mesures de la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de...) de l'océan collectées depuis quelques décennies permettent par exemple d'estimer que 93 % de l'excès de chaleur est stocké dans l'océan. Les 7% restants servant à réchauffer l'atmosphère et les surfaces continentales ainsi qu'à faire fondre les glaces (banquise, glaciers et calottes polaires). Le réchauffement de l'océan et la fonte des glaces continentales ont notamment pour conséquence une hausse du niveau moyen global de la mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.). La fonte des glaces ou la hausse du niveau marin ne sont que des symptômes du déséquilibre énergétique.

Le déséquilibre énergétique, c'est-à-dire l'accumulation de chaleur dans le système climatique est bien le fondement même du changement climatique actuel, la fonte des glaces ou la hausse du niveau marin n'étant que des symptômes de ce déséquilibre.


Représentation schématique du déséquilibre d'énergie de la Terre et de l'écoulement et du stockage de l'énergie dans le système climatique terrestre ainsi que des conséquences liées ; (a) excès de chaleur dû aux activités humaines et (b) "symptômes" liés à cet excès de chaleur (E- P = évaporation - précipitations).

Une équipe internationale comprenant des chercheurs issus du MIO, de Mercator Océan et du LEGOS a analysé les différentes méthodes permettant d'accéder à ce paramètre (Un paramètre est au sens large un élément d'information à prendre en compte pour prendre une décision ou pour effectuer un calcul.) fondamental et aux incertitudes associées. Après cet état des lieux, les chercheurs ont proposé une série de recommandations destinées à améliorer la connaissance de ce phénomène.

Ils ont montré en particulier que l'approche la plus prometteuse en termes de précision est l'analyse combinée des mesures du contenu thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur suivant différents...) total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire une somme. Exemple : "Le total des dettes". En physique le...) de l'océan et du bilan énergétique net au sommet de l'atmosphère. Le contenu thermique de l'océan est aujourd'hui accessible, mais pour les 2 000 premiers mètres de l'océan seulement, grâce au système international de flotteurs automatiques Argo (Dans la mythologie grecque, Argo (en grec ancien Αργ? / Arg?) était le nom du bateau à bord duquel Jason et les Argonautes naviguèrent depuis Iolcos pour retrouver la Toison...). Le développement d'un système Argo "profond" donnant la température de l'océan sur toute la colonne d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) est une recommandation (Les industries ne fonctionnent pas correctement sans normes garantissant l'interopérabilité, des organismes crées pour, promulguent des recommandations, qui si elles sont suivies...) forte. En parallèle, le développement de senseurs spatiaux permettant la mesure absolue (L'absolue est un extrait obtenu à partir d’une concrète ou d’un résinoïde par extraction à l’éthanol à...), et pas seulement les variations au cours du temps, du flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens...) d'énergie net au sommet de l'atmosphère est aussi vivement souhaité.

À noter que des projets internationaux, tel que CLIVAR/CONCEPT-HEAT (www.clivar.org/research-foci/heat-budget) du Programme mondial de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) sur le climat (WCRP en anglais) permettent de stimuler et fédérer les efforts internationaux dans ce domaine essentiel des recherches mondiales sur le changement climatique.

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Source: CNRS-INSU