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Sensibilité climatique

Classé dans: — gavin @ 28 novembre 2004 - (English)

La sensibilité climatique est une mesure de la variation de température d’équilibre globale de surface atmosphérique pour un forcage donné. Son unité est généralement des °C change par W/m2 de forçage. Pour déterminer sa valeur, une expérience classique est de regarder le climat pour une concentration en CO2 atmosphérique doublée ; ce qui fait que la sensibilité est donnée quelquefois donnée en terme de réchauffement pour un doublement du du CO2(c.a.d. une augmentation de 280 ppm a 560 ppm). Le forçage pour un doublement du CO2 est d’environ 4 W/m2 ce qui implique qu’une sensibilité de 3°C pour un doublement est équivalente a une sensibilité de 0.75 °C/W/m2. L’idée fondamentale est que si on connaît la somme de tous les forçages, il est alors possible d’estimer l’amplitude du changement de température induit.

Il est important de noter que les concepts de forçage radiatif et de sensibilité climatique sont des raccourcis empiriques que les climatologues trouvent utiles pour estimer l’impact de changements dans le bilan radiatif terrestre en termes de changements de températures. Quelques nuances doivent être mentionnées. Premièrement, il existe différentes manières de définir un forçage. La plus simple est le ‘forçage instantané’ – le changement est appliqué et la différence nette de radiation est estimée a la tropopause. Mais, en réalité, d’autres définitions, comme le ‘forçage ajusté’ donnent de meilleurs estimations du changement de température final. Ces autres forçages autorisent progressivement la mise en place de plus de rétroactions ‘rapides’ (les températures stratosphériques peuvent s’ajuster par exemple), mais le niveau de calcul augmente en retour.

Deuxièmement, tous les forçages ne sont pas égaux. En raison de différences dans les distributions verticales ou horizontales des forçages, certains changements peuvent avoir un effet sur les températures supérieur a celui directement proportionnel. Ceci peut être décrit comme un facteur relatif d’efficacité’, spécifique a chaque forçage. Par exemple, l’effet des suies a assombrir la neige et la glace de mer a une efficacité plus élevée qu’un changement équivalent en CO2 avec le même forçage, principalement en raison d’une rétro-action glace-albédo dans le cas des suies. Idéalement, un forçage pourrait être quantifiée par une méthode facile et dans laquelle chaque perturbation du bilan radiatif aurait une efficacité relative de 1. Malheureusement, une telle méthode n’a pas encore été trouvée !

CO2 Fertilization

Classé dans: — mike @ 28 novembre 2004

It has sometimes been argued that the earth’s biosphere (in large part, the terrestrial biosphere) may have the capacity to sequestor much of the increased carbon dioxide (CO2) in the atmosphere associated with human fossil fuel burning. This effect is known as “CO2 fertilization” because, in the envisioned scenario, higher ambient CO2 concentrations in the atmosphere literally “fertilize” plant growth. Because plants in turn, in the process of photosynthesis, convert CO2 into oxygen, it is thus sometimes argued that such “co2 fertilization” could potentially provide a strong negative feedback on changing CO2 concentrations.

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El Niño – Oscillation Australe (“ENOA”-“ENSO”)

Classé dans: — group @ 28 novembre 2004 - (English)

Mode de variabilité climatique naturelle couplant les variations de température de surface océaniques liées a El Niño et des changements de circulation atmosphérique dans l’océan Pacifique équatorial (voir également : ‘Index d’Oscillation Australe’). Ce terme a été pour la premiere fois employé par Rasmusson et Carpenter (1982). Pour plus d’informations voir ici (en anglais).

Empirical Orthogonal Function (“EOF”)

Classé dans: — group @ 28 novembre 2004

Spatial pattern tied to a particular mode of time/space variance in a spatiotemporal data set (see also “Principal Components Analysis or “PCA”).

Energy Balance Model (“EBM”)

Classé dans: — group @ 28 novembre 2004

Simple climate model consisting of a uniform ocean and atmosphere that respond thermodynamically, but not dynamically, to changes in radiative forcing.

Forçages

Classé dans: — group @ 28 novembre 2004 - (English)

Les forçages aux sens climatique du terme, correspondent aux conditions aux limites ou “entrées” (input du modèle climatique. Les changements de rayonnement solaire sont évidemment externes, de telle manière qu’ils forment toujours un forçage. C’est également vrai pour les changements de l’orbite terrestre (“Cycles de Milankovitch”). Par contre, cette définition est plus ambiguë quand on se rapproche de la surface de la planète. Dans les modèles n’incluant pas le cycle du carbone (c’est a dire la majorité), la concentration du CO2 est fixée en externe, ce qui peut donc être considéré comme un forçage également. Par contre, dans les modèles qui incluent le cycle du carbone, les changements de concentration en CO2 seront fonction du climat et des changements liés a l’activité industrielle. Dans ce cas, les niveaux de CO2 seront des rétroactions, et non pas des forçages. Presque tous les éléments constitutifs de l’atmosphère peuvent être considérées comme des rétroactions, et donc définir un forçage est réellement dépendant des rétroactions possibles dans le modèle, et dans quel but il est utilisé. Une bonne discussion des forçages récents peut être trouvée dans Hansen et al (2002) et dans Schmidt et al (2004).

Modele de Circulation Générale (MCG – “GCM”)

Classé dans: — group @ 28 novembre 2004 - (English)

Modele tri-dimensionnel global de l’atmosphere utilisé en modélisation climatique (souvent faussement nommé “Modele Climatique Global”). Ce terme générique est souvent précisé par des informations complémentaires (comme par exemple quand ce modele est couplé a l’ocean – voir “Modele de Circulation Générale Océan-Atmosphere

Les échelles de distances résolues dans ces modeles sont typiquement de l’ordre de la centaine de kilometres (c.a.d. que les caracteristiques de cette taille ou plus petites ne sont pas directement resolues). La résolution temporelle de ces modeles (fréquence de calcul des différents champs) est comprise en général entre 20 minutes et une heure. Ainsi, pour une journée, les calculs principaux seront effectués entre 24 et 72 fois.

Les variables fondamentales d’un modele sont le temperature, l’humidité, la fraction liquide/glace de l’eau et la masse atnosphérique. La physique du modele prend en compte l’advection, les calculs de radiations, les flux de surface (chaleur latente, sensible, etc…), la convection, turbulence, et les nuages. Les modeles les plus elaborés du Systeme Terre contiennent souvent des marqueurs liés a la chimie atmospherique et aux aerosols (incluant les poussieres et le sel de mer).

Greenhouse Gases (“GHGs”)

Classé dans: — group @ 28 novembre 2004

Greenhouse Gases (GHGs) refer to any atmospheric gases that absorb long wave radiation (emitted from the surface), thereby causing the planet’s surface to be warmer than it would be otherwise. These gases include water vapour, CO2, CH4, N2O, many CFCs (chloro-fluro-carbons). Ozone (O3) as well as being a shortwave absorber (in the ultra-violet range) also has a small longwave greenhouse effect. Other components of the atmosphere also absorb longwave radition (specifically aerosols and clouds) and hence have a greenhouse effect while not being gases themselves.
Oxygen (O2) and nitrogen (N2) while being the dominant gases in the atmosphere do not have significant absorption lines in the relevant longwave range and so are not greenhouse gases.

Hockey Stick

Classé dans: — group @ 28 novembre 2004

Instrumental data describing large-scale surface temperature changes are only available for roughly the past 150 years. Estimates of surface temperature changes further back in time must therefore make use of the few long available instrumental records and natural archives or ‘climate proxy’ indicators, such as tree rings, corals, ice cores and lake sediments, and historical documents, to reconstruct patterns of past surface temperature change. Due to the paucity of data in the Southern Hemisphere, recent studies have emphasized the reconstruction of Northern Hemisphere (NH) mean, rather than global mean temperatures over roughly the past 1000 years.

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Isotopes

Classé dans: — gavin @ 28 novembre 2004

Isotopes can be thought of as different ‘flavours’ of a particular element (such as oxygen or carbon), that are distinguished by the number of neutrons in their nucleus (and hence their atomic mass). Carbon for instance most commonly has a mass of 12 (written as 12C), but there are also a small fraction of carbon atoms with mass 13 and 14 (13C and 14C), similarly oxygen is normally 16O, but with small amounts of 17O and 18O. All of the isotopes of an element behave in similar way chemically. However, because the mass of each isotope is slightly different there are certain physical processes that will discriminate (or ‘fractionate’) between them. For instance, during evaporation of water, it is slightly easier for the lighter isotopes to escape from the liquid, and so water vapour generally has less 18O than the liquid water from which it came. Because of these physical effects, looking at the ratio of one isotope to another can often be very useful in tracing where these atoms came from.