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- Écrit par : Olivier Dumont
- Catégorie : Hisoire du réchauffement climatique
Horace-Bénédict de Saussure (1740-1799) escalada une montagne avec des caisses de verre contenant de l'air pour étudier le pouvoir réchauffant du soleil selon l'altitude. C'est en pensant à ces expériences que Joseph Fourier énonça pour la première fois le principe de l'Effet de Serre en 1824Histoire de la découverte du réchauffement climatique
1. 1820 - 1900 : Le temps des intuitions
2. 1900 - 1940 : Le temps du scepticisme
3. 1950 - 1958 : Premières démonstrations
4. 1960 - 1990 : Le CO2, clé du changement climatique ?
6. 1990 - 2000 : La théorie confirmée
7. Perspectives pour le XXIe siècle
Une intuition scientifique ancienne
Depuis quand parle-t-on de réchauffement climatique ? Depuis quand est-ce devenu un sujet politique et médiatique ? D'où viennent les arguments des "climato-sceptiques ?"
Pour pouvoir répondre à ces questions il est nécessaire de comprendre comment a été découvert le réchauffement climatique. Quels ont été les débats scientifiques ? En découvrant cette succession de questions et de résolutions scientifiques pendant plus d'un siècle, on saura mieux faire la part entre les vrais questions et les faux débats.
Voici l'histoire de la découverte du réchauffement climatique.
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Chapitre précédant et sommaire : Le temps des intuitions
2. 1900-1940 : Le Temps du scepticisme
Aujourd'hui, les spectromètres montrent précisément le rôle du CO2 dans l'effet de serre. Mais il n'en allait pas de même à la fin du XIXe siècle. C'est pourquoi Ångström cru démontrer en 1900 que la variation de la teneur en CO2 ne pouvait pas modifier l'effet de serre car l'absorption était saturée. Sa démonstration était fondée sur des techniques trop imprécises et sur une erreur méthodologique. Cela, ainsi que la découverte des cycles de Milankevich qui coïncidaient avec les ères glaciaires, a conduit les scientifiques à rejeter le rôle du CO2 pendant un demi-siècle
2.1 La réfutation de Her Koch
Dans le cours normal de la science il est tout à fait légitime d’opposer à une nouvelle hypothèse une batterie de tests qui fonctionnent aussi bien comme des tentatives de confirmation que de réfutation. C’est même à cela qu’on reconnait une science : elle doit être réfutable mais pas réfutée (glossaire : réfutabilité). Après le temps de la curiosité pour ces intuitions, un autre demi-siècle s’engagea donc sous le signe d’un scepticisme scientifique de bon aloi. Quoi de plus normal : avant d’admettre une hypothèse, il est nécessaire de la soumettre à la critique. De façon méthodique et scientifique.
Les connaissances de l’époque ne permettaient pas de faire des expériences décisives, mais les premiers progrès dans la mesure des rayonnements électromagnétiques semblèrent aller, à cette époque et pendant près d’un demi-siècle, du côté de la réfutation.
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Sommaire - Chapitre précédant : Le Temps du scepticisme
3. 1950-1958 : Premières démonstrations
La mesure précise des raies d'absorption des gaz constituant l'atmosphère et les calculs complexes d'absorption-émission pour chaque couche d'air confirmera la thèse d'Arrhénius : un surcroit de CO2 provoque bien une augmention de l'effet de serre
3.1 Puissance de calcul et spectroscopie
La rassurante idée que les émissions de CO2 ne représentaient aucun danger fut renversée pendant les années 1950, parfois grâce à des fonds importants dédiés à la recherche scientifique lors de la guerre froide. Bien que le climat ne soit pas le sujet de leurs recherches, ce qui se passait dans l’atmosphère ou dans l’océan intéressait la sécurité nationale. Par exemple l’absorption des infrarouges concernait les missiles à tête chercheuse.
3.1.1 Absoption des infrarouges : nouvelles mesures
Comme on l’a vu, les premières expériences concernant l’absorption des infrarouges étaient trompeuses. Ce qui était apparu sous la forme de larges bandes d’absorption se confondant avec celles de la vapeur d’eau se révéla dans les années 1940 être une succession de fines raies qui ne se confondaient plus cette fois-ci sur tout le spectre. De plus on se rendit compte qu'à faible pression et à faible température, dans les hautes couches de la troposphère, les raies d'absorptions étaient encore plus fines, suivant les mécanismes appelés aujourd'hui "pressure broadening" et "Dopler broadening" (1a).
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4. 1960-1990 : Le CO2, clé du changement climatique ?
Extrait du premier document publié en 1960 par Keeling au sujet du CO2. Les mesures faites en Antarctique montrent une augmentation du CO2 sur deux ans seulement.
La courbe de Keeling telle qu'on pouvait la voir en 1971
4.1 La courbe de Keeling
Puisque l’absorption de la totalité du CO2 par les océans était mise en doute, les météorologistes prirent la question au sérieux. Il fallait cependant mesurer précisément l’évolution du dioxyde de carbone dans l’atmosphère. Une équipe scandinave lança bien une série de mesures, mais elle comportait trop de bruit pour être utilisée. Les variations selon les saisons et les stations étaient trop importantes. On comprit plus tard que leur méthode était faussée, mais à ce moment-là, on pensa qu’il serait très difficile de mesurer le gaz carbonique et que cela prendrait plusieurs décennies.
Charles David Keeling n’était pas de cet avis. D’après ses mesures en Californie, il estima qu’il était possible de mesurer le signal de fond. Des procédés techniques nouveaux permettaient en effet des mesures plus précises. Mais cela couterait cher d’autant qu’il faudrait mener ces mesures à l’écart des perturbations locales. Mais Revelle et Suess avaient suffisamment de fonds pour fournir à Keeling les moyens dont il avait besoin. Revelle souhaitait établir des instantanés de mesure à travers le monde, ce qui permettrait d’obtenir au bout d’une dizaine d’années la tendance de fond.
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5. 1990-2000 : La théorie confirmée
Selon une étude de Shakun et al (2012), une légère augmentation de l'insolation au nord suffit à déclencher un réchauffement régional, qui enclenche l'effondrement du courant océanique Atlantique (AMOC), qui entraine un largage massif de CO2. C'est celui-ci qui va entrainer le réchauffement qui va mettre fin à la glaciation. Il démontre qu'à la fin de cet âge glaciaire le réchauffement global à suivi la hausse de la teneur en CO2
5.1 Qui vient en premier… le CO2 ou le réchauffement ?
Cependant des mesures plus précises compliquèrent l’énigme des âges glaciaires. D’autres carottes de glaces extraites dans les années 1990 en Antarctique montrèrent que la hausse initiale des températures, à cet endroit du moins, avait précédé l’augmentation du CO2. À mesure que la précision des mesures augmentait, ce décalage fut confirmé. Cela semblait ruiner l’idée que la hausse de la concentration en CO2 était la cause du réchauffement… Mais en réalité, cela n’était pas une bonne nouvelle pour le climat (1).