Se connecterS'abonner en ligne

Augmentation du CO2 atmosphérique : quelques hypothèses scientifiques sur une répartition Nature / Homme

Référence de l'article : DC7199
ImprimerEnvoyer par mailLinkedInTwitterFacebook
écrit par J-C. MAURIN,Agrégé de physique,(16 Novembre 2018)

__________ Avant-propos de la Rédaction _______________

(Résumé des articles déjà parus : dans trois précédents articles, nous avions fait :

  • d'abord avec le Prof. A.PREAT, un grand zoom arrière, en relatant les variations de la teneur de l'atmosphère en CO2 au cours des âges: à la hausse, jusqu' à 7 000 ppm à certaines périodes du Cambrien, et, à la baisse, jusqu'à 180 ppm à certaines périodes du Quaternaire, contre 388 ppm actuellement [*].
  • ensuite, nous avions proposé, grâce à M.JC.MAURIN, un grand zoom en avant..., à savoir sur les 30 dernières années écoulées, pendant lesquelles le CO2 atmosphérique est passé de 338 ppm en 1980 à 388 ppm en 2010 [**].
  • puis, nous avions proposé de poursuivre, avec M.JC.MAURIN, l'étude du CO2 atmosphérique sous un autre angle: celui de la relation entre CO2 atmosphérique et température, et, en cas de démonstration d'une éventuelle corrélation : corrélation, oui, mais dans quel sens ? [***].
  • aujourd'hui, nous proposons l'avant-dernier volet de l'étude de M.JC.MAURIN : comment prouver scientifiquement qu'il est strictement impossible que 100% de l'augmentation du CO2 atmosphérique ne soit due qu'à l'Homme, ce qui est la doctrine fondatrice du GIEC. Dans ce cas, quelle pourrait être la quote-part de la Nature ? Nous recommandons à nos lecteurs de lire les précédents articles pour apprécier pleinement la qualité de la démonstration de l'article ci-dessous (NDLR).

________________________________

L’IPCC (GIEC en français) fut créé en 1988 par l’UNEP (United Nations Environment Programme) et le WMO (World Meteorological Organization). Dans les principes régissant les travaux du GIEC (1) on lit : Le GIEC a pour mission d’évaluer … les risques liés au changement climatique d’origine humaine.  Le GIEC respecte son propre principe fondateur : il attribue l’intégralité de la hausse du taux de CO2 depuis 1958 à une cause anthropique. Nous examinerons ici le modèle anthropique du GIEC et nous le confronterons aux mesures contemporaines, puis à un modèle mixte. Cet article fait suite aux deux précédents publiés sur le site SCE au cours des mois de septembre (1/4) et octobre 2018 (2/4).
 

C.   Modèle anthropique GIEC

C.1   Les contraintes des modèles (Fig. 1)

Le paragraphe A (article 1/4) a montré qu’en 1980 le taux de CO2 atmosphérique était de 338 ppm et le  δ13C de -7.6 ‰. En  2010 le taux de CO2  atmosphérique était de 388 ppm et le δ13C de -8.3 ‰. Il existe une modulation annuelle de ce taux, très marquée dans l’hémisphère Nord.



Le paragraphe B (article 2/4) a montré qu’il existe une corrélation entre la croissance annuelle du CO2  et la température de la surface océanique. Une corrélation similaire existe également avec le δ13C.

Un modèle scientifique des évolutions récentes du CO2 doit respecter les valeurs numériques indiquées. Il est souhaitable que le modèle propose également une explication pour les corrélations température/taux de CO2 et température /δ13C.

Un modèle respectant les contraintes sera provisoirement acceptable, un modèle ne les respectant pas est à rejeter, c’est le principe de toute démarche scientifique rigoureuse.
 

C.2  Modèle anthropique du GIEC (Figs. 2 et 3)

Le modèle GIEC des évolutions récentes du CO2 est décrit dans le cinquième rapport du GIEC au chapitre 6 (1).




C.2.1.  Remarques préliminaires

• Selon le GIEC (Figs. 2a et 2b) le taux « naturel » de carbone (en noir) dans l’atmosphère serait de 589 PgC soit 280 ppm de CO2. Depuis le début des observations en 1958, les mesures précises et bien calibrées ont rapporté des taux supérieurs à 315 ppm de CO2. Cette valeur de 280 ppm ne peut donc provenir que d’un proxy d’archives glaciaires et dater d’avant 1958.  L’intégralité de la hausse de la teneur atmosphérique du CO2  dans le schéma du GIEC (240 PgC = 112 ppm) est attribuée à l’homme, et est donc d’origine anthropique (en rouge). On retrouve aussi cette même affirmation dans le « résumé pour les décideurs » (1).

• La durée de séjour d’une molécule de CO2, calculée à partir des valeurs mêmes du schéma du GIEC (Figures 2a et 2b), donne 390/96 ou 390/94 ≈ 4.1 an. On peut calculer que chaque année 25% du stock total de COatmosphérique est renouvelé par les entrées de CO: au total cela donne 96 ppm/an, avec 96% de CO2 naturel (≈ 92 ppm/an) et 4% de CO2anthropique (≈ 4.2 ppm/an) (Un comportement similaire du CO2 anthropique ou naturel est vérifié dans la feuille de calcul (7) (cf. onglet Mixte vs GIEC).

• En tenant compte des entrées liées à la nature (96%) et de celles liées à l’homme (4%), nous devrions alors avoir un stock naturel de 374 ppm (96% de 390 ppm) et un stock anthropique de 17 ppm (4% de 390). Ceci est en nette contradiction avec les 112 ppm de COdu même schéma du GIEC (Fig. 2a).

Pour faciliter la comparaison avec la Fig.1, nous utiliserons par la suite le schéma de la Fig. 2c, qui est une simple adaptation de celui du GIEC (Figures 2a et 2b).



C.2.2.  Remarques complémentaires

• Le schéma de la Fig. 2c ne considère que les entrées et sorties en provenance de l’océan, la végétation et l’homme, l’échange « Autre » est  quasiment réduit à l’homme : ce schéma présuppose une connaissance quasi-parfaite de tous les échanges.

• Le modèle de la Fig. 2c présente des valeurs globales en entrée (96 ppm) et en sortie (94 ppm) compatibles avec les contraintes de la Fig. 1, mais il faut savoir que les valeurs pour les échanges avec l’océan (≈ 36 ppm) et la végétation (≈ 56 ppm) sont en réalité largement inconnues. ainsi que nous le verrons dans la partie 4/4.

• Les entrées et sorties pour l’océan (Fig. 2c) sont quasi égales (+36 ppm et –37 ppm).
Les entrées et sorties pour la végétation seraient aussi quasi égales (+56 ppm et -57 ppm).

Il y a un siècle, les entrées et sorties pour l’océan et la végétation seraient similaires à celles d’aujourd’hui. Le schéma du GIEC décrit, de fait, un monde équilibré, statique, quasi immuable, excepté un unique changement notable en un siècle souligné par la flèche rouge qui représente l’influence anthropique. Avec de telles hypothèses, l’homme sera forcément le seul responsable de la hausse du COet le GIEC respecte alors son principe fondateur (1): Le GIEC a pour mission…. risques liés au changement climatique d’origine humaine.

• Il n’y a pas de corrélation entre les émissions anthropiques et la variation annuelle de CO2(Fig. 3).



• Une cause exclusivement anthropique n’explique pas la bonne corrélation entre « température » et variation annuelle du taux de CO2  (Fig. 3). Il est plus logique de relier la courbe rouge (variation annuelle du CO2) à la courbe verte (variation de température de l’océan intertropical) plutôt qu’à la courbe noire (émissions anthropiques). Ceci signifie que la température de l’océan intertropical est une meilleure piste que les émissions anthropiques pour expliquer les évolutions récentes du COdans l’atmosphère. Nous explorerons cette piste dans l’épisode 4/4.

C.3. Validité du modèle anthropique du GIEC (Fig. 4)

C.3.1.  Incompatibilité du modèle GIEC avec le δ13C
On cherche à déterminer, à partir de l’atmosphère de 1980 (338 ppm de CO et δ13C = -7.6 ‰) comment passer vers celle de 2010 (388 ppm de CO et δ13C = -8.3 ‰).
Nous allons voir qu’entre 1980 et 2010, la variation du δ13Cdes observations (établies à partir des mesures) ne peut pas être entièrement attribuée à l’homme (Fig. 4a).



Cependant, nous pouvons calculer que le passage de δ13C de –7.6‰ à –8.3‰ en 30 ans (valeurs observées) ne peut pas se faire si c’est l’homme qui est responsable de la totalité de l’accroissement observé (50 ppm). En effet, les combustibles fossiles ayant un δ13C de l’ordre de  –29‰, nous pouvons calculer que pour la période s’étendant de 1980 à 2010 on devrait obtenir un δ13C de –10.4‰  [(-7.6*338) + (-29*50)] /388 = -10.4 ‰]. Ceci est en contradiction avec les observations (milieu de la Fig. 4a). Si nous tenons compte d’un apport mixte (naturel et anthropique), et que nous utilisons le “Modèle mixte 1” (voir plus loin), nous obtenons un δ13C de –8.3‰ en totale conformité avec les observations (bas de la Figure 4a) [(-7.6*338)+(-29*22)+(-0.5*28)]/388 = –8.3 ‰. Le “Modèle mixte 1” considère que 22 ppm proviennent de l’homme (au lieu de 50 ppm) et que 28 ppm proviennent de la nature (au lieu de 0 ppm).



La  valeur de 50 ppm en 30 ans selon le GIEC (388–338 = 50 ppm) est également contredite par la proportion nature/homme pour les entrées du même schéma du GIEC : seulement 17 ppm seraient anthropiques dans l’atmosphère en 2010 (les dates 1980-2010 entraînent les écarts 388/390 et 372/373).  En utilisant le δ13C, on trouve ≈ 22 ppm, valeur similaire, avec le mélange anthropique + naturel du modèle mixte 1. Divers auteurs (5) ont également  abouti à environ 20 ppm pour le taux de CO2 anthropique dans l’atmosphère.

Il n’est pas possible de retrouver le δ13C des observations avec un apport net de CO2 de 100% anthropique et de 0% naturel  (voir aussi Fig. 5b). Le modèle anthropique du GIEC est auto-contradictoire, donc non conforme à la logique et surtout en contradiction avec les mesures du δ13C : il est donc à rejeter.

C.3.2.  Les modèles mixtes (Fig. 5)

On désignera par modèle mixte un modèle qui attribue les évolutions récentes du CO2à un mélange d’apports naturel et anthropique. Il existe de multiples modèles mixtes (Fig. 5b), suivant le type d’apports nets naturels et leur quantité, permettant de retrouver δ13C = -8.3 ‰ mesuré en 2010.

Notons que la combustion de matières fossiles (gaz naturel, charbon, pétrole) produit du CO2 qui présente une déviation isotopique de l’ordre de –27 à –30‰, valeurs caractéristiques du CO2 industriel (Fig. 5a).




Suivant le choix du couple de valeurs (l’apport net et le δ13C, fond rose Fig. 5b), il existera de très nombreuses possibilités pour retrouver une valeur du δ13C = –8.3 ‰ en 2010. Le tableau de la Fig. 5b présente quatre exemples de modèles mixtes. Le tableau de la Fig. 5a permet d’identifier les apports possibles. La feuille de calcul (7) permet d’explorer divers modèles mixtes (cf. onglet  Mixtes & d13C, ascenseur en cellule E10).

Le modèle mixte 1 correspond à des apports nets de l’océan et/ou de la lithosphère. Ce modèle mixte 1 sera développé dans une partie 4/4  à suivre.

Pour obtenir un apport naturel qui soit minoritaire, on doit considérer un δ13C = +11 ‰  (modèle mixte 2 → [(338*-7.6)+(30*-29)+(20*11)] /388 = –8.3 ‰ . Cependant, existe-t-il un apport naturel avec un δ13C valant +11 ‰ ? L’apport naturel avec δ13C = –7.6 ‰ est majoritaire pour obtenir le δ13C mesuré (modèle mixte 4→ [(338*-7.6)+(13*-29)+(37*-7.6)] /388 = –8.3 ‰.

C.4.  Conclusions

  • Un modèle qui décrit un monde fixe, en équilibre, un modèle où l’homme est central, un modèle qui parvient à reproduire certaines observations mais pas toutes, un modèle unanimement soutenu par les autorités politiques ou morales, enfin un modèle qui pose a priori un principe intangible… est le type même de modèle qui fut développé  par Ptolémée (6) pour le système solaire. Ce modèle fut jadis l’objet d’un consensus  à  > 97%.
  • L’atmosphère actuelle comporte environ 20 ppm de COanthropique correspondant à 20/400 soit ≈ 5% du CO2 atmosphérique. En un siècle les hommes ont donc modifié la composition de l’atmosphère de 20 ppm soit 0,002% : sur ce sujet également, il semble que nous ne soyons pas au centre du monde.
  • Les évolutions récentes du CO2 atmosphérique ne peuvent pas avoir une cause uniquement anthropique: les observations du δ13C l’interdisent. Les causes sont anthropiques et naturelles. Le modèle purement anthropique du GIEC est donc à rejeter.

La partie 1/4 a rappelé les observations, la partie 2/4 a développé les corrélations, cette partie 3/4 réfute le modèle purement anthropique et montre l’obligation d’un modèle mixte pour expliquer les évolutions récentes du CO2 atmosphérique. La dernière partie 4/4 (à suivre) proposera donc un modèle de type mixte, qui sera en accord avec les observations et expliquera les corrélations avec la température océanique, contrairement au modèle du GIEC.
 

____ Références _______


1. Principes régissant les travaux du GIEC, § Rôle   http://www.ipcc.ch/pdf/ipcc-principles/ipcc_principles_french/ipcc_principles_fr.pdf. Résumé pour les décideurs  B.5 en page 12 : « Parmi ces émissions anthropiques cumulées de CO2240 [230 à 250] GtC se sont accumulées dans l’atmosphère »Fifth Assessment report (AR5).

2. Mesures du taux de CO2 et variation annuelle ESRL NOAA  Earth System Research Laboratory

3. Rapport isotopique Carbon Dioxide Information Analysis Center  iso-sio  CDIAC.

4. Emissions anthropiques Fossil-Fuel CO2 Emissions  CDIAC.

5. Taux anthropique de CO2 dans l’atmosphère : Camille Veyres      Herman Harde      Edwin Berry.

6. Le système de Ptolémée posait par principe la centralité de la Terre et le mouvement circulaire. Il est parvenu à survivre pendant des siècles grâce à l’ajout de  « déférents » et autres « épicycles ». Lorsqu’il fut contredit par des mesures précises, on rajouta des « équants » dans le but de sauver le principe fondateur. Ceux qui avaient le plus à perdre incitèrent même les plus ignorants à persécuter les contradicteurs. S’il existait aujourd’hui un Institut Ptolémée pour la Culpabilité du Carbone (IPCC), déférents et épicycles se nommeraient « airborne fraction »  ou « formule de Berne ». Le vocable « équants » se prononcerait « modèle en compartiments » ou  « decay time of a pulse of CO2 ».

7. La feuille de calcul « CO2 GIEC» met en forme les données d’observations, explore les modèles mixtes, estime quelques ordres de grandeurs.

_____________________________________________________________________________
Texte reproduit avec l'autorisation du Comité éditorial de S.C.E. :
http://www.science-climat-energie.be/2018/11/12/evolutions-recentes-du-co2-atmospherique-3-4/#more-3787

(Mis en ligne le 16 Novembre 2018)

Liens vers les précédents articles:

[*] : A.PREAT:

http://www.lasyntheseonline.fr/developpt_durable/changements_climatiques/les_changements_climatiques_une_banalite_dans_lhistoire_de_la_planete,31,7070.html

[
**] : JC.MAURIN (première partie) :

http://www.lasyntheseonline.fr/developpt_durable/changements_climatiques/quelles_sont_les_evolutions_recentes_du_co2_atmospherique_1ere_partie,31,7086.html

[***] : JC.MAURIN (deuxième partie) :

http://www.lasyntheseonline.fr/developpt_durable/changements_climatiques/quelles_sont_les_evolutions_recentes_du_co2_atmospherique_2eme_partie,31,7117.html

Articles similaires
Hommage à Jacques Duran: quelques faits...Disparition de Jacques Duran, pionnier du...Quelques faits et incertitudes scientifiques à...Quelles sont les évolutions récentes du CO2...Quelles sont les évolutions récentes du CO2...Les changements climatiques : une banalité dans...L'activité déclinante des tâches solaires...Crues de la Seine (1658, 1910, 2016 et 2018 ) :...Le juste prix du carbone : cinq questions à ...Changement climatique : les sornettes chiffrées...Histoire longue des cyclones et ouragans aux...Les objectifs de la LOI pour la transition...Le Tchad serait le pays le plus exposé au...Accord sur le climat : Trump face à une...La dernière trouvaille "scientifique" :...Stockage, aisé et rapide, du carbone émis : y a...Inondations et gestion des risques: pourquoi ne...Changement climatique : un peu de sagesse est...Après la COP21, voici quelques premières actions...COP21 : un « accord historique » en...COP21: texte intégral + un résumé commenté de 40...COP21 : la surpopulation mondiale, grande absente...Tentative de synthèse sur l'opposition...Changement climatique : qu'en pensent les...Le GIEC, un organisme davantage politique et...Le niveau de la mer monte : vrai ou faux ?Une nouvelle ère glaciaire se profile à...Inde et Chine réclament les 100 milliards de...Climat : nouvelles données sur le rôle du...Pour en finir avec la théorie de l’effet de serre...Procès Xynthia : catastrophe naturelle ou...Changement climatique ? C’est aussi le...Face au GIEC, un rapport indépendant soutenant le...Peut-on encore stopper le changement climatique ?GIEC et climat, publication du rapport du Groupe...Climat : l'accélération du nombre de...Climat : de Varsovie à ParisClimat : les experts du GIEC confirmentRéchauffement climatique : des effets déjà...OMS : la pollution de l’air est cancérigèneTout ce que vous rêviez de savoir sur le GIEC et...Bras de fer entre Homo economicus et Dame Nature...L’acidité dans l'océan Arctique atteint des...