Tendances de l'amplitude du cycle annuel de la température troposphérique. Les tendances sont calculées de 1979 à 2016 et sont des moyennes à partir d'un vaste ensemble multi-modèles de simulations historiques. Les caractéristiques les plus importantes sont des augmentations prononcées de l'amplitude du cycle annuel aux latitudes moyennes (indiquées en rouge) dans les deux hémisphères. Des augmentations similaires aux latitudes moyennes se produisent dans les données satellitaires de température. Les tendances se superposent à l'image du « marbre bleu » de la NASA. Crédit :Laboratoire national Lawrence Livermore
Pour la première fois, des scientifiques du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) et de cinq autres organisations ont montré que les influences humaines ont un impact significatif sur la taille du cycle saisonnier de température dans la couche la plus basse de l'atmosphère.
Pour le démontrer, ils ont appliqué une technique dite "d'empreintes digitales". L'empreinte digitale cherche à séparer les influences humaines et naturelles sur le climat. Il repose sur des modèles de changement climatique, généralement des modèles dont la moyenne est calculée sur des années ou des décennies. Mais dans la nouvelle recherche publiée dans l'édition du 20 juillet de la revue Science , l'équipe a étudié le comportement saisonnier, et a constaté que le réchauffement causé par l'homme a considérablement affecté le cycle de température saisonnier.
Les chercheurs se sont concentrés sur la troposphère, qui s'étend de la surface à environ 16 kilomètres dans l'atmosphère aux tropiques et 13 kilomètres aux pôles. Ils ont examiné les changements au fil du temps dans la taille du cycle saisonnier de la température troposphérique à différents endroits sur la surface de la Terre. Ce modèle fournit des informations sur les contrastes de température entre les mois les plus chauds et les plus froids de l'année.
Loin des effets modérateurs des océans, les régions de latitude moyenne des continents de l'hémisphère nord ont un grand cycle saisonnier de température atmosphérique, avec des hivers glacials et des étés chauds. Les données de température des satellites sont cohérentes avec les modèles qui prévoient que ce « battement cardiaque » saisonnier est de plus en plus fort avec les émissions humaines de dioxyde de carbone.
D'autres caractéristiques communes aux observations et aux simulations du modèle sont de petits changements dans le cycle de température saisonnier tropical, et une diminution de la taille du cycle saisonnier dans la région de l'Antarctique.
"Nos résultats suggèrent que les études d'attribution avec le cycle saisonnier changeant fournissent des preuves puissantes et nouvelles d'un effet humain significatif sur le climat de la Terre, " a déclaré le climatologue et auteur principal du LLNL, Benjamin Santer.
Le climat de la Terre est simultanément affecté par différents facteurs externes et internes. Des exemples d'influences externes sont les changements naturels dans la production d'énergie du soleil et les augmentations causées par l'homme des concentrations atmosphériques de gaz à effet de serre. Les influences internes comprennent un large éventail de cycles naturels, comme El Niño/oscillation australe et l'oscillation interdécennale du Pacifique. Les variations de ces facteurs et de nombreux autres facteurs internes et externes ont entraîné des changements dans le climat historique.
Depuis le début de la recherche sur les empreintes climatiques à la fin des années 1970, les scientifiques ont utilisé des méthodes de reconnaissance de formes pour détecter des changements climatiques inhabituellement importants et pour attribuer ces changements à différentes influences externes. Les premières études se sont concentrées sur la température de surface et atmosphérique. Les recherches ultérieures sur les empreintes digitales ont pris en compte les changements dans un large éventail de variables, y compris la teneur en chaleur des océans, le cycle hydrologique, circulation atmosphérique, l'étendue de la banquise et le comportement des événements extrêmes.
Dans la nouvelle recherche, l'équipe a examiné des simulations de modèles entraînées par des changements historiques dans les facteurs humains. Une caractéristique importante de ces simulations est qu'aux latitudes moyennes, la taille du cycle saisonnier de température augmente de façon marquée. Cette augmentation résulte d'un réchauffement plus important au cours de la saison estivale de chaque hémisphère. À son tour, le réchauffement estival plus important aux latitudes moyennes semble être dû en partie à l'assèchement estival de la surface terrestre.
En raison des différences de capacité thermique de la terre et de l'océan, et parce qu'il y a beaucoup plus de terres dans l'hémisphère nord, aux latitudes moyennes, les augmentations du cycle saisonnier des températures sont plus importantes dans l'hémisphère nord que dans l'hémisphère sud. Des modèles similaires à grande échelle de changement de cycle saisonnier se produisent dans les données satellitaires de température troposphérique. La « correspondance de modèle » entre l'empreinte digitale de l'influence humaine et les modèles satellitaires de changement de cycle saisonnier était très significative. Il était peu probable que l'appariement soit dû à la variabilité naturelle du climat interne.
Les données satellitaires de température troposphérique utilisées dans le Science L'article montre un réchauffement annuel moyen global d'environ 1,25 degré Farenheit de 1979 à 2016. Les causes de ce signal de réchauffement moyen annuel ont fait l'objet de nombreuses études antérieures. Mais jusqu'à ce que la nouvelle recherche ait été menée, aucune étude formelle des empreintes digitales n'avait été réalisée avec le cycle saisonnier changeant de la température troposphérique.
