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Accueil > Changements climatiques > Réponses aux sceptiques > Réponses détaillées aux erreurs fréquentes sur le climat > Les cernes d’arbres divergent avec la courbe de température depuis 1960
Les cernes d’arbres divergent avec la courbe de température depuis 1960
date 31 mai 2010
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Le problème de la divergence de l’indicateur climatique basé sur les cernes des arbres

L’argument des sceptiques...

Les reconstructions de température de la 2e moitié du 20e siècle basées sur certains indicateurs climatiques (“proxy”) divergent des relevés instrumentaux. La période des 30-40 dernières années de la courbe des températures ainsi reconstruites -la fameuse course en crosse de hockey- présente une tendance à la baisse (et ceci reste vrai peu importe la méthode utilisée pour compléter les données après 1980) alors que les relevés de température instrumentaux continuent à indiquer un réchauffement - il y a donc un problème de divergence (Climate Audit).

Ce que dit la science...

Le problème de la divergence des indicateurs climatiques basés sur les cernes d’arbres par rapport aux relevés instrumentaux est un phénomène physique : la croissance des arbres s’est ralentie depuis quelques décennies, en particulier dans les régions les plus au Nord. Ce problème de la divergence est un phénomène sans précédent observé depuis quelques dizaines d’années, ce qui indique que sa cause pourrait être liée à l’action de l’homme. Cette divergence est probablement causée par une combinaison de facteurs locaux ou globaux, tels les sécheresses induites par le réchauffement climatique ou l’affaiblissement généralisé du rayonnement solaire incident. Les reconstructions de températures basées sur les cernes d’arbres sont fiables jusqu’en 1960 et suivent de près les relevés de températures instrumentaux et d’autres indicateurs climatiques indépendants.

La croissance des arbres est directement influencée par la température. En conséquence, la largeur et la densité des cernes d’un arbre, directement liées à la croissance de l’arbre, peuvent être utilisées comme indicateurs climatiques (« proxy ») de la température. En étudiant les cernes d’arbres anciens, les scientifiques peuvent ainsi reconstruire l’évolution de la température sur des périodes remontant à environ 1000 ans dans le passé. Les comparaisons avec des mesures directes de température faites depuis 1880 montrent une très bonne corrélation avec la croissance des arbres jusqu’en 1960 mais cette corrélation s’effondre ensuite. Depuis 1960, bien que les températures aient en général continué à augmenter, la largeur des cernes des arbres a tendance à diminuer. Cette divergence entre les températures directement mesurées et la croissance des arbres est appelée, de façon très originale, le « problème de la divergence ».

Ce problème de la divergence est analysé dans la littérature scientifique revue par les pairs depuis le milieu des années 1990 alors qu’on remarque que les indicateurs de température basés sur les arbres en Alaska semblent indiquer, depuis quelques dizaines d’années, une stabilisation voire une baisse des températures (Jacoby 1995). Ce travail a été généralisé en 1998 sur la base d’un réseau de plus de 300 enregistrements de cernes d’arbres de régions nordiques (Briffa 1998). Entre 1880 et 1960, la corrélation entre les relevés instrumentaux et la croissance des arbres est forte ; durant cette période, les cernes des arbres sont donc un indicateur climatique précis. Après 1960 cependant, la corrélation chute brutalement. Aux hautes latitudes, il y a eu depuis environ 1960 un changement de grande échelle important influençant la croissance des arbres.

Figure 1 : Divergence entre la croissance des arbres et la température.
Données de largeur (trait pointillé) et de densité (trait plein gras) de cernes d’arbres relevées sur un réseau de sites de forêt boréale de latitude nord moyenne (données moyennées et lissées sur une fenêtre glissante de 20 ans) ; anomalies de températures mesurées d’avril à septembre moyennées sur la même région (Briffa 1998).


Ce phénomène s’est-il produit auparavant ? Ou en d’autres mots, peut-on vraiment utiliser les cernes d’arbres comme indicateur climatique de la température ? Briffa 1998 montre que la largeur et la densité des cernes d’arbres sont bien corrélées avec la température entre 1960 et 1880. Pour étudier les périodes ultérieures, le réseau des sites d’arbres utilisés a été partagé en deux, un groupe rassemblant les sites les plus au nord et un groupe rassemblant les sites les plus au sud (Cook 2004). Alors que les indicateurs tirés du groupe des sites les plus au nord présentent bien une divergence significative depuis 1960, ceux du groupe des sites les plus au sud restent cohérents avec le réchauffement récent observé. Ainsi, seuls les arbres des latitudes les plus au nord présentent le problème de divergence. Un résultat important de Cook 2004 est aussi de montrer qu’avant 1960 et ce en remontant jusqu’à l’optimum climatique médiéval, les indicateurs des deux groupes d’arbres sont cohérents entre eux. Cette étude suggère donc que le problème de la divergence ne se produit que depuis quelques dizaines d’années et reste unique sur la période des 1000 dernières années.

Ceci suggère que la baisse de croissance des arbres observée pourrait avoir une origine anthropogénique. Une présentation complète des études revues par les pairs analysant les facteurs contribuant possiblement au problème de la divergence a été faite dans On the ’divergence problem’ in northern forests : A review of the tree-ring evidence and possible causes (D’Arrigo 2008). Quelques résultats marquants sont repris ici :


- Plusieurs études remarquent que la baisse de croissance des arbres en Alaska coïncident en fait avec les sécheresses. En combinant les données de température et de précipitations, la baisse de croissance des arbres est plus communément observée dans les régions plus chaudes et plus sèches.

- Des études au Japon et en Bavières indiquent que les émissions de dioxide de sulfure pourraient être responsables de cette baisse de croissance.

- Comme le problème de la divergence semble plus répandu aux latitudes les plus au nord, Briffa 1998 propose une explication de grande échelle liée aux effets de la pollution atmosphérique. Une étude postérieure (Briffa 2004) suggère que la divergence pourrait être cause par la diminution de la concentration d’ozone stratosphérique qui amène une augmentation du rayonnement incident ultra-violet au sol.

- La diminution du rayonnement solaire incident atteignant le sol (les observations montrent une diminution de 4 à 6% de 1961 à 1990) pourrait également être avoir un lien avec cette baisse de croissance.

- Une étude suggère que des facteurs locaux, tels la pente du sol où pousse l’arbre, la profondeur du permafrost ou d’autres facteurs localisés (Wilmking 2008) pourraient influencer la vulnérabilité des arbres au stress hydrique. De façon amusante, ce papier se réfère au problème de la divergence comme « l’effet de divergence » afin de ne pas émettre, de par le choix des mots, un jugement de valeur (il ne faudrait pas offenser ces pauvres arbres alaskiens) !
Il y aurait donc plusieurs explications, soit locales ou régionales (par exemple la sécheresse) ainsi que globales (diminution du rayonnement solaire incident) au problème de la divergence et probablement pas une seule et unique cause. C’est la combinaison de plusieurs facteurs souvent locaux ou même individuels qui causerait la baisse de croissance de l’arbre.
Il est parfois reproché aux scientifiques, de façon erronée, de chercher à dissimuler le problème de la divergence. Dans les faits, le problème de la divergence est ouvertement discuté et documenté dans la littérature revue par les pairs depuis 1995. Une lecture attentive de cette littérature (résumée par D’Arrigo 2008) permet de tirer les conclusions suivantes :

- Le problème de la divergence est un phénomène physique - une baisse de croissance des arbres est observée depuis quelques décennies, principalement aux hautes latitudes nord.

- Le problème de la divergence ne se produit que depuis quelques dizaines d’années et reste sans précédent sur la période des 1000 dernières années ce qui indique que la cause pourrait être liée à l’action de l’homme.

- Il y a donc plusieurs explications, soit locales, régionales (par exemple la sécheresse) ainsi d’échelle globale (diminution du rayonnement solaire incident) au problème de la divergence et probablement pas une seule et unique cause.

- On peut probablement attribuer le problème de la divergence à une combinaison de plusieurs facteurs, d’échelle locale ou régionale (par exemple une sécheresse) ainsi que globale (diminution du rayonnement solaire incident).

- Les reconstructions de température d’avant 1960 basées sur les cernes d’arbres sont fiables ; elles correspondent aux relevés instrumentaux et aux autres indicateurs climatiques.