Comment les nuages ​​affectent les saisons

Willis Eschenbach 

Article publié le 29 août 2024 sur le site wattsupwiththat.com. Traduit par la rédaction.

Cet article traite des changements mensuels de l’effet net des nuages ​​sur le rayonnement. L’expression « Effet net » fait référence au fait que les nuages ​​réchauffent et refroidissent la surface de la Terre.

• Le refroidissement se produit lorsque les nuages ​​empêchent la lumière du soleil d’atteindre le sol en la réfléchissant vers l’espace ou en l’absorbant. Dans les deux cas, la surface est refroidie.
• Le réchauffement se produit à partir de la partie du rayonnement thermique émis par les nuages ​​qui frappe la Terre et est absorbée par le sol.
• « L’effet net » est la différence entre les deux effets opposés : la conjugaison de ces deux effets réchauffent ou refroidissent la surface.

Ce phénomène est connu sous le nom d’« effet radiatif net des nuages ​​en surface », ou « CRE » (Cloud Radiative Effect). Lorsque le CRE est négatif, cela signifie que l’effet radiatif net des nuages ​​refroidit la surface. Inversement, un CRE positif signifie que les nuages ​​réchauffent la surface via des changements de rayonnement. La figure 1 montre la moyenne sur 24 ans du CRE net de surface enregistré par les satellites du CERES [NDT Clouds and the Earth’s Radiant Energy System].

La figure 1 montre que :

• Globalement, les nuages ​​refroidissent la surface d’environ -19 watts par mètre carré (W/m²) ;
• L’océan est refroidi presque trois fois plus que la Terre ;
• Les zones situées aux pôles des deux cercles polaires sont réchauffées par les nuages ;
• Les seules zones réchauffées de façon constante (en moyenne) par les nuages ​​sont les régions polaires et les déserts ;
• Le refroidissement le plus important se produit dans les zones de convergence intertropicale [NDT : ZCIT ceinture de basse pression encerclant la Terre près de l’équateur où les alizés se rencontrent].

Il est intéressant d’observer l’évolution mensuelle nette de la surface CRE. Pour cela, il faut examiner les hémisphères séparément, afin d’éviter les effets des saisons opposées dans les deux hémisphères. La figure 2 ci-dessous, montre la variation mensuelle dans l’hémisphère nord.

Le diagramme de la figure 2 ci-dessus montre le passage d’un léger réchauffement en hiver à un refroidissement de -40 W/m² en été. C’est une énorme variation dans l’effet des nuages.

On constate également l’effet net de refroidissement de -0,2 W/m² par décennie. L’augmentation décennale du forçage par le CO₂ était de +0,27 W/m² (Intervalle de confiance à 95 % : 0,22 W/m² – 0,32 W/m²). Ainsi, sur la période d’enregistrement, la petite variation de la CRE de surface est du même ordre de grandeur et agit en opposition (refroidissement) à tout effet de réchauffement dû au forçage par le CO₂.

Cela nous amène à nous demander quelle conséquence aurait l’absence d’effet radiatif des nuages ​​sur les températures estivales et hivernales. Ce que montre la figure 3 ci-dessous :

Ainsi, au lieu d’une température moyenne estivale de 22°C dans l’hémisphère nord, sans les effets radiatifs des nuages, elle serait d’environ 29°C. Et les hivers seraient également légèrement plus froids.

NB : Ce graphique est purement théorique car beaucoup d’autres choses changeraient. Il s’agit juste de donner une idée de l‘effet réel des nuages sur le refroidissement, allant de +5 W/m² en hiver, à 5 W/m² en été.)

Si l’on considère le globe entier (comme dans la figure 1), mais cette fois pour l’hémisphère Nord, au milieu de l’hiver (décembre) et au milieu de l’été (juin) séparément, on obtient les deux représentations suivantes :

Il est également intéressant de voir qu’au milieu de l’hiver dans l’Hémisphère Nord (décembre), les nuages ​​réchauffent presque toute la zone au nord du 35°Nord environ. Au milieu de l’hiver dans l’hémisphère sud (juin), le même phénomène se produit. Les nuages ​​réchauffent les zones situées au sud du 35°S environ.

Une autre bizarrerie remarquable : dans de nombreux cas, les contours blancs/noirs délimitent des zones désertiques où, selon le CERES, les nuages réchauffent quelle que soit la saison.

La dispersion de la température de surface par rapport à l’effet radiatif des nuages ​​de surface, obtenus en utilisant des données d’une grille de 1° de latitude par 1° de longitude donne pour chaque hémisphère 32 400 points. La représentation graphique des données par saison et par hémisphère. fait apparaître une bizarrerie des plus curieuses.

La relation entre la température au milieu de l’hiver et l’effet radiatif des nuages ​​au milieu de l’hiver est très similaire dans les deux hémisphères.

Il en va de même pour la relation entre l’effet radiatif des nuages et les températures au milieu de l’été. Les deux hémisphères ont des relations estivales similaires.

Voici ces comparaisons :

On remarque tout d’abord que la correspondance entre les deux hivers (cadre supérieur) et entre les deux étés (cadre inférieur) est étonnamment proche.

La principale différence concerne les étés dans les cellules de la grille affectées par de basses températures. L’hémisphère Sud est caractérisé par un océan ouvert presque jusqu’au haut plateau antarctique recouvert de glace. En hiver comme en été, les nuages ​​réchauffent l’Antarctique. Ainsi, en été, le changement de l’effet radiatif des nuages ​​sur la zone côtière de l’Antarctique est un changement soudain et presque vertical du réchauffement (extrémité gauche de la ligne orange/noire, cadre inférieur). Dans l’Arctique, comme le pôle est recouvert d’eau plutôt que les terres de haute altitude du pôle Sud, le changement vers le réchauffement polaire est plus lent et plus progressif (extrémité gauche de la ligne bleue/noire, cadre inférieur)

À part cela, les deux hémisphères sont assez similaires. En été comme en hiver, lorsque les températures dépassent environ 26 °C, le refroidissement des nuages ​​s’intensifie rapidement et augmente plus rapidement à chaque degré supplémentaire de réchauffement de la surface.

La similitude saisonnière des océans des deux hémisphères est aussi remarquable. L’analyse du nuage de points de la grille (du même type que celle utilisée dans la figure 5 ci-dessus) confirme la relation entre la température et la CRE sur l’ensemble du globe. Voir l’article Preuves observationnelles et théoriques que la rétroaction des nuages ​​diminue le réchauffement climatique pour une discussion des implications de la figure 6 ci-dessous.

La principale objection soulevée par mes lecteurs porte sur l’utilisation d’une grille du type de celle des figures 5 et 6 ci-dessus qui étudie les relations basées sur la localisation et ne démontre donc pas une relation directe entre les deux variables.

Une autre façon de formuler cette objection est de dire que dans certaines zones, la relation entre température et CRE est régie par les caractéristiques propres à la localisation des cellules de la grille en question. Il se peut qu’il y ait des courants océaniques ou des montagnes à proximité qui régissent à la fois la température et le CRE.

Cela ne me semblait pas logique, car dans la figure 6, les valeurs CRE sont regroupées en fonction de la température moyenne de surface des cellules de la grille. Et il existe de nombreuses cellules de la grille sur la planète avec des températures moyennes très similaires. Mais je n’avais pas encore trouvé comment contrer cette objection, ni montré que la relation n’est pas basée sur la localisation.

Pourtant, la similitude des hivers et des étés des océans hémisphériques montre que la relation entre la température et l’effet radiatif des nuages ​​n’est pas due à des caractéristiques spécifiques à la localisation.

Il ne peut s’agir d’un lieu spécifique, car il n’existe aucun lieu commun aux deux hémisphères. Il s’agit de cellules de grille entièrement différentes dans des océans entièrement différents dans des hémisphères différents, avec des courants différents, des profondeurs différentes, des masses continentales adjacentes différentes, etc. Et pourtant la relation entre la température et le rayonnement des nuages ​​de surface est étonnamment similaire.

Ce n’est que par hasard, en empruntant une approche totalement différente, que j’ai trouvé l’argument permettant de contrer cette objection à mes analyses.