Roland Van den Broek, Ingénieur civil
Henri Masson, Professeur (émérite) à l’Université Antwerpen
Avant-propos
Ce document est la synthèse d’une étude beaucoup plus détaillée qui est en cours de finalisation et sera publiée en format PDF dans quelques semaines. Les lecteurs qui ne seraient pas rassasiés par cette mise en bouche pourront s’y référer pour approfondir le sujet.
Cette étude décrit un modèle thermique très simple qui permet d’expliquer toutes les observations des températures océaniques depuis 1850 jusqu’à nos jours en se basant sur l’activité solaire et un terme harmonique.
Cette étude montre que la température océanique annuelle moyennée par latitude est le reflet du rayonnement solaire annuel incident par latitude. Il en résulte que bien qu’étant une grandeur intensive qui n’a en principe qu’une signification thermodynamique locale, la température locale peut être moyennée spatialement pour en dériver une température ou une anomalie de température globale.
L’étude décrit également un autre modèle, basé sur la loi de Henry et la relation de van ‘t Hoff, qui révèle que la concentration naturelle en CO2 atmosphérique, estimée selon trois approches différentes, dépend de la température. La relation trouvée entre la température et la concentration naturelle en CO2 atmosphérique est analogue à la formule semi-expérimentale de Myhre qui reçoit ainsi une justification théorique non basée sur un effet radiatif du CO2, et qui est utilisée en sens contraire par le GIEC. L’accord entre la théorie et les observations est excellent lorsqu’on utilise une constante de temps de résidence du CO2 d’environ 15 ans, qui correspond précisément à celle qui a été observée après l’arrêt des essais thermonucléaires atmosphériques au début des années 1960.
Ces modèles ont été validés par des tests de causalité statistique, et des analyses de corrélation croisée montrent que le signal de la température contient la signature de l’activité solaire.
Ces analyses sont tout à fait à l’opposé des thèses du GIEC. Elles permettent de considérer que le climat évolue de manière entièrement naturelle sous la seule influence de l’activité solaire combinée à un effet intégrateur des océans, qui peut amplifier, avec un certain retard l’effet de faibles variations d’irradiance solaire, pour peu qu’elles perdurent assez longtemps.
1. Soleil et température
Le GIEC utilise un modèle statique du climat qui peut se résumer comme suit:
- le climat se serait stabilisé avant l’époque pré-industrielle.
- le rayonnement solaire n’a quasiment pas changé depuis lors.
- la couverture nuageuse reste constante.
- l’augmentation du taux de CO2 atmosphérique est exclusivement d’origine anthropique et découle uniquement de l’usage de combustibles fossiles.
- cette contribution anthropique aux émissions de CO2 est discernable des contributions naturelles, en utilisant la signature isotopique comme marqueur.
- cette augmentation du CO2 est la seule cause de l’augmentation de la température par le biais d’un « effet de serre atmosphérique » radiatif.
- les contributions naturelles (nuages, aérosols, etc.) sont considérées comme des “forcings”, que l’on peut associer mathématiquement à des rétroactions positives ou négatives, qui respectivement amplifient ou amortissent “l’effet de serre atmosphérique”.
- dans ses modèles dits de circulation globale, le système climatique est localement à l’équilibre et les transferts de matière et chaleur entre cellules locales sont définis par les équations de Navier-Stokes.
Le GIEC ignore complètement la variation climatique liée aux variations d’intensité du rayonnement solaire, un phénomène qui a toujours existé, et ne cherche qu’à prouver, conformément à ses statuts et à son mandat, que l’activité humaine est la seule cause du réchauffement climatique.
Avec ces hypothèses qui heurtent le bon sens, le GIEC ne peut que faire sienne la citation de Confucius : « Vous ne trouverez pas ce que vous ne cherchez pas ». Le soleil est la première source d’énergie de notre planète et est la cause des variations de température que nous observons, qu’elles soient journalières, annuelles ou sur de plus longues périodes. A toutes les échelles de temps, l’activité solaire varie et a un impact majeur sur la température terrestre.
L’examen de l’activité solaire montre qu’elle a augmenté au cours du siècle précédent et est passée par un maximum à la fin de ce dernier. Ceci pourrait expliquer l’augmentation des températures observées, mais la diminution récente de l’activité solaire n’a pas produit une diminution sensible de la température, ce qui est un argument utilisé par le GIEC pour conforter sa position.
Comment expliquer cette contradiction ?
Il est venu à l’idée de prendre en compte la moyenne de l’activité solaire sur un certain nombre d’années plutôt que sa valeur instantanée. Ceci introduit un tampon qui a un rôle d’amortisseur thermique joué par les océans. Ceux-ci couvrant 70 % de la surface de la planète et ayant une capacité de stockage de la chaleur qui est de quelques ordres de grandeur supérieure à celle de l’atmosphère, il a été décidé de limiter les analyses aux températures océaniques. Ces dernières présentent également l’avantage de ne pas être contaminées par des effets d’îlot urbain de chaleur.
Cette idée s’est avérée très fructueuse. En la combinant avec un terme harmonique, on obtient une recette de calcul qui permet de reproduire très fidèlement les températures observées. Voir Fig. 1.

En vert, le terme harmonique avec une amplitude d’environ un dixième de degré et une période d’environ 66 ans.
En orange, le terme correspondant à la moyenne mobile sur environ 100 ans du rayonnement solaire (NRL2_TSI, yearly averages). En rouge, le modèle (somme des 2 termes précédents). En bleu, les températures océaniques (HadSST3). Tous les paramètres ont été optimisés par analyse de régression non linéaire. Le terme basé sur le rayonnement solaire moyen et le terme harmonique viennent de passer par un maximum et commencent à diminuer maintenant
Mais c’est bien plus qu’une recette. Des investigations complémentaires ont révélé que c’est une solution approchée de l’équation différentielle d’un modèle thermique simple qui régit l’évolution de la température de surface océanique en fonction du rayonnement solaire.
Voir annexe 4.1.1.
La corrélation croisée des séries de température et du rayonnement indique que l’évolution de la température suit celle du rayonnement solaire avec un décalage égal au quart de la période moyenne des cycles solaires qui vaut environ 11 ans. Ce décalage est en accord avec la solution de l’équation différentielle du modèle thermique dans le cas d’une stimulation périodique. Le signal de la température contient donc la signature de l’activité solaire.
La reconstruction de l’irradiance solaire qui a été utilisée dans les analyses, remonte jusqu’en 1610 et permet d’estimer les températures à partir de 1715. Cette estimation montre une sortie vraisemblable du petit âge glaciaire dans laquelle on retrouve les minimums de Maunder et de Dalton. Voir Fig. 2.

On retrouve le minimum de Maunder entre 1700 et 1750, ainsi que le minimum de Dalton entre 1800 et 1850.
Dans cet exemple, les températures océaniques ont fait l’objet d’un lissage par spline pour neutraliser les phénomènes El Niño – La Niña. Ceci débouche sur une corrélation impressionnante.
L’activité solaire est à la baisse depuis quelque temps. Le dernier cycle solaire était très faible, et celui qui est en cours semble marcher dans ses traces. Si cette tendance se confirme, nous pourrions observer dans les prochaines décennies une diminution des températures à peu près symétrique de l’augmentation observée au cours du dernier siècle. Il en résulterait que les objectifs des Accords de Paris 2015 seraient atteints naturellement, en l’absence de tout plan de transition énergétique.
Une analyse de la série de températures hadisst du Met Office – Hadley Centre montre qu’à chaque latitude, les moyennes annuelles des températures de surface océaniques sont très bien modélisées par la moyenne annuelle du rayonnement solaire incident. Voir Fig. 3. Ceci s’explique également par le modèle thermique sous-jacent. Voir annexe 4.1.2.

Finalement, des analyses de causalité statistique au sens de Granger révèlent que le rayonnement solaire moyen est la cause de la température, et que le rayonnement solaire non moyenné ne l’est pas.
Avec un faisceau de présomptions aussi fortes, comment pourrait-on encore douter du rôle moteur du Soleil dans le mécanisme climatique ?
2. Température et CO2
Dans sa modélisation du cycle du CO2, le GIEC considère que les émissions naturelles de CO2 sont rapidement absorbées et que les émissions anthropiques demeurent très longtemps dans l’atmosphère. Cette hypothèse est en contradiction avec le Principe d’indiscernabilité ; quelle que soit l’abondance isotopique dans un flux de CO2 donné, les molécules se comportent de la même façon, macroscopiquement, d’un point de vue thermodynamique et physico-chimique. C’est par ailleurs la propriété caractéristique qui justifie l’utilisation de marqueurs radioactifs dans un large spectre d’utilisations.
Par quelques considérations de chimie-physique et de physique élémentaires basées sur la loi de Henry et la relation de van’t Hoff, on retrouve assez facilement la formule semi-expérimentale de Myrhe utilisée par le GIEC qui lie le forcing radiatif et la température à la teneur en CO2. Voir annexe 4.2. On peut donc interpréter la formule de Myhre comme une conséquence de la loi de Henry plutôt que d’un « effet de serre atmosphérique » radiatif qui, contrairement à la loi de Henry, n’a jamais été prouvé expérimentalement dans les basses couches de l’atmosphère.
Certains argueront que la loi de Henry ne peut justifier qu’une faible part de l’augmentation de la pCO2 observée depuis l’époque préindustrielle, mais un calculateur en ligne de la chimie carbonatée de l’eau de mer, publié par l’Université du Colorado prouve que ce n’est pas le cas. En utilisant ce calculateur, on remarque que la pCO2 est égale à 263.5 ppm dans le scénario Preindustrial et passe à 380.7 ppm dans le scénario Modern, alors que la différence de température entre ces deux scénarios n’est que de 1.6 °C. En plus de la température, ce calculateur utilise 2 autres paramètres (l’alcalinité (TA) et le carbone inorganique dissous (DIC)) qui ont un impact important sur la pCO2.
En faisant varier linéairement tous les paramètres entre leurs valeurs respectives des scénarios Preindustrial et Modern, une analyse de régression aboutit à la même liaison entre le log(CO2) et la température que la loi de Henry.
La relation trouvée est la suivante :

En première approximation , l’équilibre entre les teneurs en CO2 océanique et atmosphérique est analogue à un système de deux vases communicants dont le niveau d’équilibre ne peut être changé que par la température. Le premier vase correspond aux océans, et le second à l’atmosphère. Les océans contiennent environ 50 fois plus de CO2 que l’atmosphère.
La formule (1) permet de calculer la variation de CO2 pour une variation de température donnée.
L’équilibre de Henry est bidirectionnel. Ceci est confirmé par des analyses de causalité au sens de Granger. Cette formule peut donc également être lue en sens inverse pour calculer la variation de température suite à une variation de CO2.
Sur base du cycle du carbone d’après le GIEC (AR5 WG1 Chapitre 6), on peut évaluer à 0.045°C l’augmentation de température due au cumul des émissions anthropiques depuis l’ère préindustrielle, lorsque l’équilibre des pCO2 océanique et atmosphérique sera atteint.
Suivant le même principe, on peut calculer l’augmentation de température pour un doublement de la pCO2. On obtient ∆T = log(2)/0.228 = 3.04°C. Cette valeur est importante, mais est complètement irréaliste, parce que pour doubler la pCO2 , il faut doubler la quantité de carbone atmosphérique ET la quantité de carbone océanique qui est environ 50 fois plus importante. Pour la même raison, la capture et le stockage du carbone est une ineptie. Si on retirait de l’atmosphère le total cumulé du carbone anthropique émis jusqu’à ce jour, on n’obtiendrait qu’une diminution de température de 0.045 °C.
L’équilibre de Henry – van ‘t Hoff n’est pas instantané. L’arrêt des essais atmosphériques de bombes thermonucléaires au début des années 1960 montre une décroissance exponentielle du 14C libéré par les explosions, avec une constante de temps d’environ 15 ans. Certains auteurs estiment que cette valeur pourrait être plus faible par suite d’effets de réémissions.
Dans l’hypothèse d’un mélangeur parfait à simple flux, le CO2 naturel a été calculé en déduisant du CO2 relevé à Mauna Loa les émissions anthropiques en supposant une constante de temps de résidence de 15 ans. Une analyse de régression avec la température océanique hadsst3 fournit la relation suivante :

Avec un modèle plus sophistiqué à double flux et la série de température GISS, tel que décrit dans Harde 2019, on obtient un résultat analogue :

Ces trois formulations sont très voisines et confortent l’hypothèse que l’équilibre de Henry – van ‘t Hoff est à l’oeuvre dans les variations de température et du CO2.
La part anthropique du CO2 atmosphérique dépend fortement de la constante de temps de résidence et doit respecter certaines contraintes d’abondances isotopiques sur le Δ14C lié à l’effet Suess et le δ13C qui dépend de l’usage de combustibles fossiles. Dans les modèles à simple et double flux, différentes valeurs de la constante de temps de résidence ont été prises en considération, et c’est la valeur de 15 ans qui respecte le mieux ces contraintes.
3. Conclusions
C’est le soleil qui règle le climat. La concentration en CO2 est un effet de la température (et des émissions anthropiques) au lieu d’en être la cause.
Un modèle simple permet d’expliquer les températures observées depuis 1850 jusqu’à maintenant sur la seule base du rayonnement solaire, avec un éventuel terme harmonique complémentaire, sans devoir recourir à un hypothétique effet de serre radiatif du CO2.
Une formule simple, analogue à celle de Myhre, montre que la concentration en CO2 atmosphérique naturel dépend de l’anomalie de température globale. Cette même formule est lue dans le mauvais sens par le GIEC qui confond cause et effet.
Il a suffi de trente années de manipulations politiques pour pousser les sciences climatiques dans la mauvaise direction et les amener dans une situation digne du Moyen-Age. En dépit d’hypothèses qui heurtent le bon sens, le GIEC a réussi à ranger de son côté les médias, une grande partie du monde politique et de trop nombreuses Académies des Sciences, en faisant simplement valoir l’argument d’un prétendu consensus, ce qui est contraire à toute démarche scientifique.
Dans un futur pas très lointain, le Soleil va vraisemblablement montrer qu’il est le principal maître à bord en matière de climat. Aucun modèle mathématique ne sera nécessaire pour le comprendre. Le naufrage de nos démocraties, manipulées par un agenda politique pseudo-scientifique, est en cours. Il est préférable de ne pas attendre pour prendre conscience que nos sociétés sont en train de déraper et de s’interroger dès aujourd’hui sur les causes de ce dysfonctionnement.
Se croyant dans un monde imaginaire où 2 et 2 pourraient faire 5, les signataires des Accords de Paris ont décidé que nous devons nous lancer dans des plans de transition énergétique qui auront un coût financier astronomique sans aucun impact discernable sur le climat.
L’impact sur le PIB, résultant de la fermeture ou délocalisation d’industries dites polluantes car générant des quantités importantes de CO2, serait énorme pour ne pas dire suicidaire. Il en va de même sur le plan social, vu le nombre de personnes qui perdraient leur emploi. Sans parler des finances publiques, déjà exsangues dans de nombreux pays, et qui seraient sollicitées au-delà du supportable, à coups de subsides, allocations, avantages fiscaux et autres mécanismes de marché.
Tenter de compenser ces dépenses par des taxes carbone se répercuterait en fin de compte sur le coût de la vie, induisant une inflation galopante et une précarité énergétique accrue. Tous les ingrédients sont réunis pour engendrer des mouvements sociaux, comme celui des gilets jaunes.
L’objectif du GIEC est de limiter l’exploitation des ressources terrestres et d’imposer un agenda politique non démocratiquement choisi sous le prétexte d’une soi-disant urgence climatique qui dépasse les souverainetés nationales. (Voir ici, ici, ici, ici, ici et ici ). Ses représentants ne s’en cachent d’ailleurs pas (Voir ici). Malheureusement, les politiques climatiques préconisées provoqueront un appauvrissement généralisé (Voir ici), et il vaudrait bien mieux allouer à des mesures de nivellement par le haut, les montants inconsidérés qu’elles requièrent.
Il est urgent de sauver la planète, non pas du climat, mais de ceux qui ont perdu tout bon sens et tout esprit critique. Ils sont prêts à mettre en œuvre leurs plans complètement irrationnels. Il faut réagir dès maintenant. Une entreprise de Bill Gates veut pulvériser de la poussière dans l’atmosphère pour diminuer le rayonnement solaire. Faut-il vraiment refroidir la planète alors que nous sommes vraisemblablement en route vers un nouveau petit âge glaciaire ? Dans les années 1970, on s’inquiétait de la diminution des températures depuis 1945, et des “experts” mal informés ont suggéré de répandre de la suie sur les Pôles pour réchauffer la Terre en diminuant son albédo.
Avec des médias complètement hermétiques au climato-réalisme, il ne reste que le bouche-à-oreille qui peut néanmoins être très efficace dans sa version moderne. Tous les arguments sont là pour remettre à sa place n’importe quel alarmiste climatique.
Les médecins ont continué à pratiquer les saignées pendant 200 ans après qu’il ait été prouvé que cela n’avait aucun sens. La situation peut se normaliser plus rapidement à condition de ne pas garder la vérité pour soi. Si vous voulez quitter le Moyen-Age dans lequel vous avez été replongés, et préférez vivre dans un monde débarrassé de discours climatiques anxiogènes infondés, diffusez ce message en masse sans plus tarder. Les générations futures vous en remercieront.
4. Annexes mathématiques
4.1 Modèle thermique
4.1.1 Rayonnement solaire et température globale
Il est intéressant de noter que la modélisation de l’anomalie de température par une moyenne du rayonnement solaire n’est qu’une autre formulation d’un modèle thermique utilisé dans Stockwell (2011) [1]:



Dans cet exemple T = 106ansekt = 56,6ans.. La valeur de k a été déduite de


4.1.2 Rayonnement solaire et température globale
L’examen de la série de température hadisst révèle qu’à une latitude donnée, les températures de surface océaniques varient peu à latitude constante, et qu’en moyenne annuelle, en formalisant l’analyse de régression (Fig. 3), on a :


Moyennant un choix adéquat de sa température de référence, l’anomalie globale de température annuelle moyenne est proportionnelle au rayonnement incident annuel moyen.
Bien que la température de surface océanique soit une grandeur intensive, il est tout à fait légitime d’en faire des moyennes spatiales pour calculer une anomalie globale, parce qu’en procédant ainsi, on ne fait que moyenner des rayonnements, ce qui est tout à fait correct. C’est la relation (18) qui justifie cette pratique.


4.2 Formule de Myhre, loi de Henry et relation de van ‘t Hoff
Le GIEC utilise une formule semi-empirique pour lier le forcing radiatif à la teneur en CO2.
Cette formule provient d’un article de G. Myrhe et al. (1998)[3] :


C’est sur cette base que le GIEC prétend que les émissions anthropiques de CO2 provoquent une augmentation du taux de CO2 atmosphérique qui conduit à une augmentation du forcing radiatif qui fait augmenter la température. Mais remarquons au passage que cette expression empirique ne donne pas la direction du lien de cause à effet. Quelques considérations de chimie-physique et de physique élémentaires permettent d’éclaircir cette question.
En recourant à la loi de Henry qui décrit l’équilibre gaz-liquide, et à la relation de van ‘t Hoff qui tient compte de la température, on peut obtenir une formule théorique cette fois, qui est analogue à la formule (25).
La concentration océanique de CO2 est liée à la pression partielle du CO2 dans l’atmosphère par la loi de Henry





C’est l’équation de la dilatation linéaire. La variation du logarithme du taux de CO2 atmosphérique est analogue à la variation de longueur d’une barre soumise à une variation de température.
On peut également faire la comparaison suivante.
L’équilibre entre le CO2 océanique et le CO2 atmosphérique est analogue à un système de deux vases communicants dont l’équilibre des teneurs en CO2 dans chaque vase est régi par loi de Henry. Le premier de très grande surface contenant le CO2 océanique, et le second de surface beaucoup plus petite contenant le CO2 atmosphérique. Ajouter du CO2atmosphérique par des émissions anthropiques, ou en retirer par de la capture et stockage, dans le compartiment à faible surface n’aura pratiquement aucun effet sur le niveau, lorsqu’un nouvel équilibre sera établi. Il n’y a que la température qui puisse faire changer le niveau d’équilibre, de manière analogue à une dilatation/contraction thermique. C’est cette analogie qui prouve que la variable indépendante (causale) est ∆T et non pas le CO2, ce qui contredit l’interprétation de la formule de Myhre faite par le GIEC.
Le même raisonnement peut être tenu pour les autres gaz à « effet de serre » pour lesquels les conclusions précédentes sont également d’application.
NOTES
[1] Stockwell 2011 On the Dynamics of Global Temperature
[2] Mc Cabe, Smith & Harriott 1993 Unit Operations of Chemical Engineering, pg 422
[3] Myhre, Highwood, Shine & Stordal 1998. New estimates of radiative forcing due to well mixed greenhouse gases
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