Mesure de température par satellite

Comparaison des fonctions sol (bleu) et sur satellite (rouge: UAH; vert: RSS) enregistrements de variations de température depuis 1979. Tendances tracée depuis Janvier de 1982.

Mesure de température par satellite ont été obtenues pour troposphère depuis 1978. Par comparaison, le ballon utilisable ( radiosondes) enregistrement commence en 1958.

Satellites ne mesurent pas " température "en tant que telle. Ils mesurent radiances dans divers bandes de longueur d'onde, qui doit ensuite être mathématiquement inversé pour obtenir déductions indirectes de la température. Les profils de température résultant dépendent des détails sur les méthodes qui sont utilisées pour obtenir des températures de radiance. En conséquence, les différents groupes qui ont analysé les données satellitaires pour calculer les tendances de température ont obtenu une plage de valeurs. Parmi ces groupes sont Remote Sensing Systems (RSS) et la Université de l'Alabama à Huntsville (UAH).

Pour comparer à l'augmentation de la fiche de surface (d'environ 0,07 ° C / décennie au cours du siècle passé et 0,17 ° C / décennie depuis 1979), il est plus approprié de dégager des tendances pour le bas dans lequel la troposphère refroidissement de la stratosphère est retiré. Faire cela, grâce à Janvier 2008:

• RSS v3.1 trouve une tendance de 0,180 ° C / décennie
• Analyse UAH trouve 0,14 ° C / décennie.

Une alternative ajustement introduite par Fu et al trouve tendances (1979-2001) de 0,19 ° C / décennie lorsqu'il est appliqué à l'ensemble de données RSS. Une analyse moins régulièrement mise à jour est celle de Vinnikov et Grody avec + 0,20 ° C par décennie (1978-2004).

En utilisant le canal de T2 (qui comprennent des contributions importantes de la stratosphère, qui a refroidi), Mears et al du Remote Sensing Systems (RSS) trouver (à Février 2006) une tendance de 0,135 ° C / décennie. Spencer et Christy, de l'Université de l'Alabama à Huntsville (UAH), trouver une tendance plus faible de 0,054 ° C / décennie.

Les enregistrements satellitaires ont l'avantage d'une couverture mondiale, alors que le record de radiosondage est plus. Il ya eu des plaintes de problèmes de données avec les deux dossiers, et la difficulté à concilier les observations avec les prévisions des modèles climatiques.

Rapprochement des satellites, des radiosondes et des modèles climatiques

Les modèles climatiques prédisent que que la surface se réchauffe, donc si la troposphère globale. Globalement, la troposphère devrait réchauffer environ 1,2 fois plus que la surface; dans les tropiques, la troposphère devrait réchauffer environ 1,5 fois plus que la surface. Depuis quelque temps, le seul enregistrement satellite disponible était la version UAH, qui a montré de refroidissement au niveau mondial. Une série de données plus longtemps et plusieurs corrections à la méthode UAH laisse la série UAH montrant le réchauffement, mais moins que la version RSS. En 2001, un vaste, mais maintenant un peu daté, comparaison et la discussion des tendances provenant de différentes sources de données et des périodes a été donné dans le troisième rapport d'évaluation de la Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) (section 2.2.4).

Une analyse détaillée produite par des dizaines de scientifiques dans le cadre des Etats-Unis Programme Climate Change Science (CCSP) Les erreurs identifés et corrigées dans les données satellitaires et autres observations de température.

Le CCSP SAP 1.1 Résumé Les états:

«Auparavant signalé des écarts entre le montant du réchauffement près de la surface et supérieur dans l'atmosphère ont été utilisés pour contester la fiabilité des modèles climatiques et la réalité du réchauffement climatique anthropogéniques. Plus précisément, les données de surface ont montré réchauffement de la planète à la moyenne importante, tandis que les premières versions de satellite et données de radiosondage ont montré peu ou pas de réchauffement dessus de la surface ". Cette différence significative ne existe plus car les erreurs de données satellitaires et de radiosondes ont été identifiées et corrigées. De nouveaux ensembles de données ont également été développés qui ne présentent pas de tels écarts.

Le IPCC Fourth Assessment Report Résumé pour les décideurs déclare:

"De nouvelles analyses des mesures de ballons-sondes et de satellites de taux de réchauffement spectacle de température à faible revenu et à mi-troposphérique qui sont similaires à celles de l'enregistrement de la température de surface et sont compatibles au sein de leurs incertitudes respectives, réconciliant largement une divergence noté dans le TRE."

Cependant, tel que décrit dans CCSP SAP 5.1 Comprendre et Différences Reconcilling, ni des modèles de régression ou d'autres techniques connexes étaient conciliables avec les données observées. L'utilisation de techniques d'empreintes sur les données avère que "volcanique et des droits de l'causedfingerprints étaient pas toujours identifiable dans les tendances observées des changements de taux de déchéance." En tant que tel, des problèmes avec des données et des modèles rapprochement restent.

Une incohérence potentiellement grave a été identifiée dans les régions tropicales, la zone dans laquelle troposphérique amplification doit être considérée. Section 1.1 du rapport de CCSP dit:

"Dans les tropiques, l'accord entre les modèles et observations dépend de l'échelle de temps considérée. Pour mois en mois et d'année en année variations, modèles et observations montrent deux amplification (ce est à dire, le mois et en mois d'année en année variations sont plus grandes en altitude qu'à la surface). Ce est une conséquence de relativement simple physique, les effets de la libération de chaleur latente que l'air monte et se condense dans les nuages. L'ampleur de cette amplification est très similaire dans les modèles et les observations . Sur échelles décennales et plus de temps, cependant, alors que la quasi-totalité des simulations du modèle montrent un réchauffement plus important en altitude (reflétant les mêmes processus physiques qui opèrent sur les échelles mensuelles et annuelles temps), la plupart des observations montrent un réchauffement plus important à la surface.

"Ces résultats pourraient se produire soit parce que« monde réel »des effets d'amplification sur des échelles de temps courtes et longues sont contrôlés par différents mécanismes physiques, et les modèles ne parviennent pas à capturer un tel comportement, ou parce influences non climatiques restant dans tout ou partie des données troposphérique observé ensembles conduisent à des distorsions des tendances à long terme, ou une combinaison de ces facteurs Le nouvel élément de preuve dans le présent rapport favorise la seconde explication. ".

Le record de température par satellite

Depuis 1979 , Sondeur hyperfréquences de parts (MSU) sur NOAA satellites en orbite polaire ont mesuré l'intensité de l'upwelling rayonnement micro-ondes de l'atmosphère de l'oxygène . L'intensité est proportionnelle à la température de larges couches verticaux de l'atmosphère, comme l'a démontré par la théorie et des comparaisons directes avec des températures atmosphériques (ballon) profils de radiosondage. Upwelling rayonnement est mesurée à des fréquences différentes; ces bandes de fréquences différentes déguster une gamme différente pondérée de l'atmosphère. Channel 2 est largement représentatif de la troposphère, mais avec un chevauchement important avec la basse stratosphère (la fonction de pondération a son maximum à 350 hPa et à mi-puissance à environ 40 et 800 hPa). Dans une tentative pour éliminer l'influence stratosphérique, Spencer et Christy ont développé le produit synthétique »2LT" en soustrayant des signaux à différents angles de vue; ce qui a un maximum à environ 650 hPa. Toutefois, cette amplifie le bruit (Christy et al., J. Clim., 1998), augmente inter-satellites biais d'étalonnage et améliore la contamination de surface (Fu et Johanson, GRL, 2005). Le produit de 2LT a traversé de nombreuses versions que diverses corrections ont été appliquées.

Registre a été créé en fusionnant les données de neuf MSU différents, chacun avec des particularités (par exemple, la dérive de temps de la sonde par rapport à l'heure solaire locale) qui doit être calculée et supprimés parce qu'ils peuvent avoir des répercussions importantes sur la tendance résultant.

Le processus de construction d'un enregistrement de la température à partir d'un dossier de l'éclat est difficile. Le plus connu, bien que controversée, fiche, à partir de Roy Spencer et John Christy à la Université de l'Alabama à Huntsville (UAH), est actuellement la version 5.2, qui corrige les erreurs précédentes dans leur analyse de la dérive orbitale et d'autres facteurs. Le dossier vient d'une succession de différents satellites et des problèmes avec inter-étalonnage entre les satellites sont importants, surtout NOAA-9, qui représente plus de la différence entre le flux RSS et analyses UAH. NOAA-11 a joué un rôle important dans la Mears et papier al Août 2005 identifier une erreur dans la correction diurne qui mène au saut de 40% dans la tendance de Spencer et Christy partir de la version 5.1 à 5.2.

Depuis quelque temps, l'importance chef de données satellitaires de l'UAH était qu'ils semblaient contredire un large éventail de mesures de données de température de surface et des analyses montrant réchauffement en ligne avec celle estimée par les modèles climatiques. En Avril 2002, par exemple, une analyse des données de température par satellite a montré réchauffement de seulement 0,04 ° C par décennie, par rapport aux mesures de surface montrant 0,17 +/- 0,06 ° C par décennie. La correction d'erreurs dans l'analyse des données satellitaires, comme indiqué ci-dessus, ont apporté les deux ensembles de données de plus près en ligne avec l'autre.

Christy et al. (2007) constatent que les tendances de la température tropicale de radiosondes correspond plus proche avec son ensemble de données v5.2 UAH. Ils affirment en outre il ya un écart grandissant entre les RSS et les tendances de sonde à partir de 1992, lorsque le NOAA-12 satellite a été lancé. Cette recherche a révélé que les tropiques ont été réchauffent, à partir des données de ballons, 0,09 (corrigé pour UAH) ou 0,12 (corrigé RSS) ou 0,05 K (à partir de UAH MSU; ± 0,07 K marge d'erreur) une décennie.

Discussion sur les enregistrements de température par satellite

À la fin des années 1990, le désaccord entre l'enregistrement de la température de surface et les enregistrements satellitaires était un sujet de recherche et de débat. Le manque de réchauffement puis vu dans les dossiers a été noté .. Un rapport de la Conseil national de recherches qui a examiné les tendances de la température de l'air supérieures, a déclaré:

"Les données recueillies par les satellites et les instruments de ballons-sondes depuis 1979 indiquent peu ou pas de réchauffement de la basse à la mi-troposphère-la couche atmosphérique se étendant jusqu'à environ 5 miles de modèles surface. De climat de la Terre prédire généralement que les températures devraient augmenter dans le air supérieur ainsi qu'à la surface si l'augmentation des concentrations de gaz à effet de serre sont la cause du réchauffement ".

Cependant, le même panneau a ensuite conclu que

"La tendance au réchauffement dans les observations de température de surface moyenne globale au cours des 20 dernières années est sans aucun doute réel et est sensiblement plus grande que le taux moyen de réchauffement au cours du XXe siècle. La disparité entre la surface et les tendances de la haute atmosphère ne invalide en rien la conclusion que surface la température a augmenté. "

Comme indiqué précédemment, ces données de température, mal interprétés à partir des données satellitaires, sont maintenant connus pour avoir été trop faible.

Une critique importante de l'enregistrement satellite est sa brièveté ajoutée quelques années sur le dossier ou choisir un délai particulier peut changer considérablement les tendances. Les problèmes avec la longueur de l'enregistrement MSU est représenté par le tableau ci-dessous, qui montre l'UAH TLT (basse troposphère) tendance mondiale (° C / décennie) en commençant par décembre 1978 et se terminant par Décembre de l'année indiquée.

   1992 0.014
   1993 -0,020
   1994 -0,013
   1995 0.019
   1996 0.023
   1997 0.031
   1998 0.101
   1999 0.091
   2000 0.081
   2001 0.091
   2002 0.109
   2003 0.118
   2004 0.116
   2005 0,13

De même, même si elles ont commencé avec les mêmes données, chacun des principaux groupes de recherche a interprété avec des résultats différents. Plus particulièrement, Mears et al. au RSS trouver 0,193 ° C / décennie inférieure troposphère jusqu'à Juillet 2005, comparativement à 0,123 ° C / décennie trouvé par UAH pour la même période. Il ya des efforts en cours pour résoudre ces différences. Certains croient qu'une grande partie de la disparité peut avoir été résolue par les trois articles parus dans Science, 11 Août 2005 , qui a fait des erreurs dans le dossier UAH 5.1 et le dossier de radiosondage dans les tropiques.

Les mesures par satellite de la température stratosphérique

Les satellites mesurent également la température de la basse stratosphère et montrent une baisse des températures stratosphériques, entrecoupées par des réchauffements liés aux éruptions volcaniques. Global Warming théorie suggère que le stratosphère devrait refroidir tandis que le troposphère se réchauffe. Toutefois, le dossier de la basse stratosphère se explique principalement par les effets appauvrissement de l'ozone , qui a provoqué un refroidissement de la stratosphère.

ballons météorologiques (radiosondes)

Les plus longues séries de données de température de l'air supérieure sont dérivés d'instruments réalisées en altitude par des ballons (radiosondes). Le ensemble de données de radiosondage devient usably mondiale dans environ 1958. Les variations de ballon instrumentation et de traitement des données au cours des années ont été omniprésente, cependant, ce qui entraîne des discontinuités dans ces enregistrements de température. Le Sherwood et al. étude, publiée Août 2005, a examiné les problèmes de chauffage solaire et a constaté une tendance parasite d'environ -.16K par décennie avait été introduit dans le dossier, affirmant que cette masqué la véritable réchauffement, en particulier dans les régions tropicales. Ce est assez pour faire la tendance compatible avec le réchauffement de la surface. Christy et al (2007) reconnaissent les tendances parasites dans les radiosondes et d'affirmer que «[l] orsque les plus grandes discontinuités dans les sondes sont détectés et supprimés," une tendance de chauffage de refroidissement (en fonction de leur UAH v5.2 ensemble de données) que le une antérieurement détenue est trouvé.

Les radiosondes et la MSU ont été conçus pour détecter les changements à court terme dans des températures et non pas les tendances à long terme de sorte qu'il serait inapproprié de les critiquer pour être pauvre pour la détection de tendance à long terme. Autres problèmes avec les radiosondes, en plus de la question de chauffage solaire récemment découvert pourraient rester dans les données.