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Réduire les incertitudes dans les enregistrements historiques de la température de surface de la Terre peut améliorer la capacité des scientifiques à comprendre et à expliquer les changements climatiques de ces 150 dernières années. Ceci est particulièrement important pour le début du XXe siècle, car la cause du réchauffement observé à cette époque fait l'objet d'un débat animé.. , Chan et al. démontrer une approche innovante pour tenir compte des différences dans la manière dont la température de surface de la mer a été mesurée au début du XXe siècle. Leurs résultats suggèrent un réchauffement légèrement moins important dans l’Atlantique Nord et un réchauffement nettement plus important dans le Pacifique Nord entre 1908 et 1941 par rapport aux estimations précédentes. Ces résultats indiquent que la variabilité climatique intrinsèque a un impact moins important que prévu sur les taux de réchauffement régional.
L’amélioration des estimations historiques de la température a longtemps été un objectif clé des climatologues. Jusqu'aux dernières décennies, la plupart des mesures de température sur terre et sur mer ne visaient pas à détecter les changements climatiques à long terme. Elles visaient plutôt à documenter les conditions climatiques moyennes ou à des fins météorologiques à court terme.. Les ajustements aux méthodes de mesure introduisant des biais de quelques dixièmes de degré Celsius étaient courants. Bien que ces biais fussent peu préoccupants à l'époque, ils deviennent beaucoup plus pertinents pour tenter de détecter les changements à long terme de la température mondiale d'environ 1 ° C au cours des 150 dernières années.
L’enregistrement de la température de surface globale est obtenu en combinant des mesures de la température de surface de la mer et des mesures de la température de l’air sur la terre et la glace. Les plus grandes incertitudes qui subsistent dans l’enregistrement de la température mondiale sont associées aux estimations de la TSM. Plus précisément, les modifications apportées aux instruments et aux techniques d'observation au fil du temps, associées à des métadonnées fragmentées (informations sur les données) et à un échantillonnage épars dans certaines régions compliquent l'interprétation du registre historique..
Initialement, les estimations de la température de la mer au repos étaient effectuées à l’aide de seaux en bois jetés sur les flancs des navires, remplis d’eau et remontés. La température de l'eau dans les seaux a ensuite été mesurée à l'aide d'un thermomètre. Pendant le levage des seaux, le refroidissement par évaporation et l'exposition aux conditions ambiantes réduisaient souvent la température de l'eau de quelques dixièmes de degré Celsius.
Ce biais a été exacerbé par le passage à des seaux en toile mal isolés à la fin du XIXe siècle, qui ont continué d’être le principal moyen de mesure de la température de la mer jusqu’à la période de la Seconde Guerre mondiale. La prise en compte du biais du froid dans les mesures de godets est le plus important ajustement de l’enregistrement de la température de l’océan (et du monde). Sans cet ajustement, le taux de réchauffement océanique estimé de 1850 à nos jours serait environ 30% plus élevé.
Une mesure de godet peut être affectée par un large éventail de facteurs. Ceux-ci incluent la hauteur du bateau, la composition et la taille du seau, combien de temps il reste dans la mer, si l'eau est agitée avant la mesure et combien de temps le thermomètre est laissé dans l'eau. Peu de cette information a été enregistrée sous une forme qui a survécu jusqu'à nos jours. En conséquence, les chercheurs ont souvent dû traiter de manière imprécise de nombreuses mesures de godet comme ayant la même ampleur de biais.
Chan et ses collègues ont trouvé un moyen intelligent de s'attaquer à ce problème. Ils ont examiné la différence entre les mesures SST effectuées à moins de 300 km et 2 jours les unes des autres, produisant un ensemble de données de 6 millions de paires de mesures entre 1908 et 1941. Les navires ont été regroupés par origine nationale, en supposant que les navires du même type pays aurait tendance à avoir des pratiques de mesure similaires à tout moment. Les auteurs ont constaté des décalages importants dans les estimations de la température de la surface de la mer entre groupes de navires, allant de -0,3 ° C à +0,6 ° C.
En creusant davantage ces différences, Chan et al. ont réalisé que les mesures effectuées par les navires japonais dans le Pacifique Nord étaient devenues subitement environ 0,35 ° C plus froides après 1930 par rapport aux mesures prises dans d'autres pays. Ce changement est dû au fait que les Japonais sont passés de l’enregistrement de la température en degrés Fahrenheit à la lecture en degrés Celsius, puis de l’abandon des nombres après la virgule décimale. Les auteurs ont identifié un changement de même ampleur dans l'Atlantique Nord associé aux lectures allemandes, mais la cause de ce changement est moins claire.
Les résultats de Chan et de ses collègues suggèrent que les scientifiques surestiment le réchauffement dans l’Atlantique Nord et sur le sous-estimation du réchauffement dans le Pacifique Nord au début du XXe siècle en raison de la non prise en compte complète des biais dans les mesures des seaux (Fig. 1). Ces résultats permettent d’aligner la différence de réchauffement estimé entre les deux régions sur les prévisions des modèles climatiques. Cependant, il existe encore de grandes différences entre les modèles et les observations concernant le taux global de réchauffement global de l'océan au cours de cette période.
L’approche des auteurs consistant à comparer des groupes de mesures de navires proches est conceptuellement similaire à celle utilisée pour identifier les problèmes rencontrés dans l’enregistrement de la température du sol, dans laquelle chaque station météorologique est comparée à ses voisines pour détecter et éliminer les biais localisés.. La méthode offre une solution novatrice au manque de métadonnées de navire de qualité au début du XXe siècle et constitue un progrès majeur dans notre compréhension des mesures historiques des océans.
Cette étude et les mises à jour majeures récemment apportées à l’enregistrement SST au Hadley Centre du Met Office britannique, rappelons utilement que de gros biais systématiques pourraient subsister dans nos relevés de température d'observation. L’amélioration de la quantification de ces biais reste un défi technique majeur pour les chercheurs et permettra de répondre aux questions concernant la performance des simulations climatiques du passé par les modèles climatiques et le rôle de la variabilité climatique intrinsèque dans les changements historiques de température.
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