lundi 17 janvier 2022

Mesure de la température des océans depuis 2000 : Volume balayé par une seule bouée ARGO

 Affirmation 

Depuis que nous avons des mesures dites "précises" de la température des océans par des flotteurs Argo, le volume moyen balayé par un flotteur Argo correspond approximativement au volume de 70 milliards de piscines olympiques.


J'ai posé la question sur un site a caractère scientifique, sciences et avenir, pas de réponse ! 

Océans : un réchauffement bien plus important que prévu - Sciences et Avenir

saumon 22.01.2019 à 20h37

bonjour 
Je suis passionné par le sujet. En faisant un calcul simple, on s'aperçoit que les mesures sont très limitées. Depuis moins de 20 ans, le projet Argo mesure la température des océans de façon dite précise. Le volume moyen balayé par une sonde Argo est d'environ 70 milliards de piscines olympiques (200 000 km3 soit 100 000 km2 sur 2 km de profondeur). Je pense qu'avec une telle discrétisation, on peut tirer n'importe quelle conclusion, ce qui explique les avis divergents et évolutifs. J'ai divisé la surface des océans par le nombre de bouées opérationnelles (3600 bouées pour simplifier le calcul). Ce volume ne correspond même pas au volume de la mer Caspienne, le plus grand volume d'eau douce de la planète (~ 83 000 km3). Si quelqu'un veut donner un éclairage différent, je suis preneur.
 Salutations Saumon
---------------------------------------------------------------------------------------------------------

Mon calcul

Quel est le volume exploré par une bouée du projet ARGO ?

Surface des océans = 3.61*10 6 km2 = 3.61*10 14 m2

https://hydrologie.org/MISC/geog/tboceans.htm

On peut retrouver facilement cet ordre de grandeur en disant que la terre a un rayon moyen de 6400 km et que les océans couvrent 71 % de la surface totale.

S Terre= 4* Pi*(6400.103) 2 = 4*3.1416*4.1.1013 = 5.15 1014

S Océans = 71 % (S Terre) = 0.71*5.15 1014 = 3.65.10 14 m2

On a bien une valeur comparable .

Le programme Argo qui a pour but la mesure de la température et de la salinité des mers entretien un peu plus de 3000 bouées dérivantes depuis une vingtaine d'années (depuis 2000).

http://www.insu.cnrs.fr/environnement/ocean-littoral/le-programme-international-argo

https://fr.wikipedia.org/wiki/Argo_(océanographie)

"Lancé en 2000 par la Commission océanographique intergouvernementale de l’Unesco (COI) et l’Organisation météorologique mondiale (OMM), le programme Argo a pour objectif de développer un réseau global de 3000 flotteurs profitants autonomes mesurant en temps réel la température et la salinité des océans des 2000 premiers mètres de l’océan. Argo est un élément essentiel du système global d’observation des océans mis en place pour suivre, comprendre et prévoir le rôle de l’océan sur le climat de la planète. Fin 2007, le projet a atteint son objectif initial avec 3000 flotteurs en opération "

En 2014, il y avait 3628 bouées opérationnelles.

http://www.argos-system.org/fr/la-communaute-argos/programmes-doceanographie-climatologie/

La surface moyenne balayée par un flotteur est donc S océans/ n bouées.

S Balayée = 3,61.10 14 m2/3628 = 3610 .10 ^11 m2 ~ 10^11 m2  soit 100 000 km2.

En assimilant la surface balayée a un carré, on a un carré de (10^11 m2  )^ 0.5  de coté.. La notation puissance 0.5 (^ 0.5 ) correspond à la racine carrée. Le carré du coté est d'environ 3.16 10^5 m soit 316 km.

Le flotteur Argo balaye une surface moyenne de 100 000 km ^2 sur  2 km de profondeur, soit un volume ( V balayé) de 200 000 km3 =  2. 10^14 m3 . 

Surface : Pour situer l'ordre de grandeur, c'est un peu plus que la superficie de la Nouvelle Aquitaine (84060 km2) ou la surface de l'Autriche (83870 km2 ).

On a un lac d'une surface analogue , le "lac supérieur" 82350 km2  : https://fr.wikipedia.org/wiki/Lac_Supérieur

Volume : La mer Caspienne 78200 km3 a un volume comparable (la moitié quand même) au volume moyen exploré par un seul flotteur du réseau Argo.

dimensions : 1030 km de longueur une largeur moyenne de 435km , avec  une profondeur moyenne de 184 m.

sur : https://fr.wikipedia.org/wiki/Mer_Caspienne

 

Quel est le volume d'une piscine olympique ?

sur : https://fr.wikipedia.org/wiki/Piscine

 V piscine = 3000 m3

Combien de piscines olympiques dans 200 000 km3 .

n piscines = V balayé/ V piscine  = 2. 1014 m3 /3.103 = 2/3 .1011 ~ 70. 109 soit environ 70 milliard .

En résumé : 

Le volume moyen balayé par un flotteur Argo correspond à environ 70 milliards de piscines olympiques !!

Précision de la mesure : La question est bien sûr  : quelle peut être la précision de la mesure de la température moyenne associée à ce volume gigantesque ? Comment peut on détecter un échauffement de quelques centièmes de degré sur le volume global !!

Cette discrétisation me paraît ridicule pour donner un résultat correct.  Même avec toutes les techniques mathématiques d'interpolation (probablement du krigeage ), il paraît difficile d'annoncer une valeur de température moyenne des océans comme c'est fait régulièrement avec une précision de dixième voire parfois des centièmes de degré. Voir l'exemple ci dessous : océans (0,88°C).

tapez : 2021 09 02 rapport-ar6-du-giec-le-point-sur -la- température - globale


La température moyenne à la surface du globe a augmenté de 1,09 (0,95 à 1,20)°C entre la période 1850-1900 et 2011-2020. La hausse à la surface des terres (1,59 °C) a été plus rapide qu’au-dessus des océans (0,88°C).

Une sonde unique qui se déplace dans la mer Caspienne donne la température moyenne de celle ci avec quelle précision ?



Pour ceux qui me disent que je raconte n'importe quoi !

La valeur a été réévaluée de plus de 40 % en quelques années par de nouvelle études, ce qui prouve bien  que la marge d'incertitude annoncée était plus que sous estimée !

Océans : un réchauffement bien plus important que prévu - Sciences et Avenir

Selon lui, 2018 sera "très probablement l'année la plus chaude jamais enregistrée dans les océans, comme 2017 et 2016 auparavant". Alors que le Groupe intergouvernemental d'experts sur l'évolution du climat (Giec) estimait en 2014 que le contenu thermique des océans, l'unité utilisée pour ces mesures, était entre 0,20 et 0,32 watts par mètre carré pour la période 1971-2010, les quatre nouvelles études convergent autour d'un chiffre supérieur, entre 0,36 à 0,39 -- et 0,55 à 0,68 pour la période la plus récente, à partir des années 1990.

En gros les valeurs ont été réévaluées de plus de 40 % pour la période 1971-2010 : 0,20 et 0,32 watts (moyenne : 0.26 ) par mètre carré passent à 0,36 à 0,39 .(0.375)

0.375/0.26 ~1.44

Un autre  paramètre est à prendre en compte, la représentativité temporelle 

On a moins de 20 ans de mesures de température des l'océans avec une précision discutable ! 

On peut faire une analogie:  un photographe posté à l'intérieur d'un château  prend la photographie du paysage à travers une meurtrière . Il parait difficile de décrire l'ensemble du paysage à l'aide de cette photographie.


Elément troublant : mesures avant le réseau Argo de 1850 à 2000 .

Une question à laquelle personne ne m'a jamais répondu de façon claire est la suivante :
Comment "croire" aux mesures de température de l'océan. Avant 2000, pour moi, c'est un mystère, en jetant des seaux dans l'eau du haut des bateaux et en attribuant la température mesurée à une surface gigantesque, on déduit la température moyenne des océans, quelle précision peut on espérer ? Ça parait magique!