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Par Anthonie Bastiaan Ruighaver – Le 29 août 2017 – Source Research Gate via Le blog de Jacques Henry

La culture actuelle de la science du climat, en particulier sa base de vérité et de rationalité, est le sujet principal de cet article. L’auteur explique comment l’avènement de la modélisation informatique a transformé la science du climat en ce que Karl Popper aurait appelé une pseudoscience. Mais comme Karl Popper l’a également mentionné, même une pseudoscience peut trébucher sur la vérité. Pour illustrer comment un retour à la réfutabilité des connaissances change la façon dont nous abordons la science, l’auteur développe une théorie simple sur la façon dont le CO2 influence notre climat en tant que gaz à effet de serre et suggère comment casser cette théorie. Si la réfutabilité de cette théorie échoue, nous avons trouvé de nouvelles preuves empiriques que l’augmentation du CO2 pourrait effectivement refroidir notre planète.

Note du Saker Francophone

Le but de cette traduction n'est pas de trancher sur le fond sur ce sujet mais de montrer qu'il existe d'autres avis et qu'il serait même utile de vraiment chercher des réponses si la volonté politique était là. Cet auteur ré-explique quelle devrait être la démarche scientifique si seule la recherche de la vérité était en jeu. Le simple fait que ce débat scientifique ne soit pas possible en dit long sur la propagande en cours.

Introduction

Les scientifiques oublient souvent que leur rôle est de faire progresser la science en développant des théories réfutables. Les théories aident à simplifier la science et à la focaliser sur de nouvelles voies de recherche. Plus important encore, les théories font progresser la science en encourageant la réfutabilité de leurs hypothèses ¹.

Dans un article précédent, sur la culture de la sécurité de l’information dans les organisations, l’auteur a discuté du concept de « base de vérité et de rationalité » ². Dans cet article, l’auteur explorera ce concept dans la culture actuelle de la science du climat, où le développement de la théorie semble avoir été remplacé par le développement d’un modèle et de sa validation. En particulier, l’auteur se penchera sur la valeur et la vérité de la croyance commune parmi les scientifiques du climat, et de nombreux autres scientifiques, que « le CO2 provoque le réchauffement climatique ».

Les modèles, les théories et leur réfutabilité

Au cours des dernières décennies, la science du climat s’est concentrée sur la compréhension du climat de la Terre en développant ³ modèle après modèle. Qu’ils soient des modèles informatiques ou des modèles conceptuels ⁴, presque tous les documents sont basés sur des modèles et / ou la justification de la pertinence de ces modèles. Il semble y avoir une culture dans la Science du Climat basée sur ce que Karl Popper a appelé « La fausse idée que nous devons justifier notre connaissance, ou nos théories, par des raisons positives » ⁵.

Selon Karl Popper, « toute connaissance est humaine, mélangée à nos erreurs, préjugés, rêves et espoirs » et l’une des meilleures façons pour la science d’augmenter la probabilité que notre connaissance soit proche de la vérité est de proposer des théories qui peuvent être testées. Nous testons une théorie en essayant de casser les hypothèses suggérées par cette théorie. Si une expérience pour casser une hypothèse échoue, nous avons des preuves empiriques que cette théorie est utile. L’hypothèse pourrait encore échouer dans le futur, donc il n’y aura jamais de preuve absolue que la théorie est correcte !

Alors, comment pouvons-nous réfuter un modèle ? Eh bien, les modèles ne sont pas destinés à être réfutables ! Les modèles sont validés en les adaptant à un ensemble de données et sont jugés sur leur aptitude à l’emploi. Parfois, des modèles sont utilisés pour illustrer une théorie. Plus communément, cependant, les modèles sont utilisés pour expérimenter différentes relations, ou pour faire des simulations numériques d’équations différentielles, afin que les scientifiques puissent faire des suppositions plus éclairées sur une théorie. Parce que vous ne pouvez pas réfuter un modèle, certains scientifiques ont même suggéré l’utilisation d’un jugement d’expert pour rendre plus crédibles les connaissances dérivées des modèles ⁶.

Malheureusement, l’avènement de la modélisation informatique a corrompu la Science du Climat en faisant croire que les modèles sont désormais la principale source de connaissances, même s’il n’est pas rare que les modèles présentent des déficiences systémiques ⁷. Les théories ont toujours eu mauvaise presse ⁸, mais de nombreux scientifiques semblent être confus au sujet de la différence entre un modèle et une théorie ⁹. Les deux sont des descriptions d’un phénomène, mais dans une théorie, cette description est formulée pour permettre la dérivation d’hypothèses simples testables.

Si vous appelez quelque chose une théorie, mais qu’il n’y a pas d’hypothèse, vous ne faites aucune faveur à la science. Vous ne devriez pas non plus appeler hypothèse une simple déclaration, qui ne peut être testée qu’en développant une théorie : « Le CO2 provoque le réchauffement climatique » n’est pas une hypothèse scientifique utile.

Le manque de réfutabilité dans la science du climat depuis l’avènement de la modélisation informatique a fondamentalement transformé la science du climat en ce que Karl Popper a appelé une pseudoscience ¹⁰. Mais même une pseudoscience peut « arriver à trébucher sur la vérité » comme l’a déclaré Karl Popper. Est-ce que cet article ¹¹ niant que les gaz à effet de serre ont une influence sur la température mondiale est plus proche de la vérité  ? Le problème est que nous ne saurons pas ce qui est susceptible d’être proche de la vérité tant que les auteurs refuseront de le formuler comme une théorie, avec des hypothèses que d’autres personnes peuvent essayer de réfuter. Bien sûr, d’autres scientifiques peuvent encore décider de le formuler comme une théorie, mais cette probabilité est actuellement faible.

La science n’est pas le seul domaine qui bénéficierait de la réfutabilité. Toutes les connaissances peuvent en bénéficier, et la connaissance n’est souvent rien de plus que les croyances d’une personne ordinaire. En ce sens, ce document est le résultat final de la tentative de l’auteur d’enquêter sur la valeur et la vérité de ses propres croyances au sujet de leur réfutabilité. Cela a commencé par une enquête sur la croyance que le CO2 a causé le réchauffement climatique, juste pour constater que toutes les « preuves » de cette croyance trouvée dans la littérature scientifique sont basées sur des simulations ! Ayant travaillé dans un groupe de simulation au début de sa carrière universitaire ¹², l’auteur a participé à la validation de nombreux modèles qui se sont avérés avoir peu de points communs avec la réalité. Quelle est la valeur d’une croyance basée sur des modèles avec des déficiences systémiques essayant d’estimer la sensibilité au CO2, sur la base de l’hypothèse que celui-ci provoque le réchauffement climatique ? Ils ne prennent même pas en compte le rôle du CO2 dans la biosphère de notre planète et l’influence de cette biosphère sur notre climat.

La réfutabilité des croyances de l’auteur a abouti à une tentative de réfutation de la nouvelle croyance selon laquelle « le CO2 ne provoque pas de réchauffement climatique » en tentant de formuler une théorie simple basée sur des suggestions selon lesquelles les réémissions radiatives des gaz à effet de serre seraient influencées par leur diffusion. ¹³. Cette théorie suggère une nouvelle croyance surprenante qui sera discutée dans la section suivante.

Une première théorie sur l’influence du CO2 en tant que gaz à effet de serre

Lorsque Barrett a publié son point de vue sur la façon dont les gaz à effet de serre influencent notre atmosphère, il n’en a pas discuté en tant que théorie. Il a négligé de proposer explicitement des hypothèses à réfuter. Le résultat a été qu’il a été inondé de critiques basées sur des points de vue différents sur la façon dont les gaz à effet de serre sont censés influencer notre climat ¹⁴. Une chance de faire progresser la science en concevant des expériences réfutant ses hypothèses a été perdue.

Il s’avère que l’estimation de la longueur du libre parcours moyen que Barrett a suggérée pour les photons de CO2 près de la surface de la Terre n’est pas loin de la limite. La longueur réelle du libre parcours moyen varie en fonction de la proximité de la longueur d’onde par rapport à une ligne d’absorption centrale de CO2. Plus important, cependant, est la suggestion de Barrett que la réémission des photons de CO2 absorbés dépend de la densité de notre atmosphère.

La théorie décrite ici est basée sur cette idée, en collaboration avec le fait que les gaz à effet de serre réchauffent notre atmosphère. C’est pourquoi on les appelle des gaz à effet de serre. Par conséquent, les réémissions près de la surface devraient être inférieures au nombre de photons absorbés. Fait intéressant, cependant, cela peut ne pas être vrai dans la couche supérieure de notre atmosphère. Avant de décrire la théorie et les hypothèses pour tester cette théorie, d’abord discutons sur les nombreuses hypothèses qui doivent être faites. La création d’une théorie est un processus inductif, une supposition chanceuse sur le fonctionnement des gaz à effet de serre. Donc, vous n’êtes peut-être pas d’accord avec ces hypothèses, mais à la fin, la réfutabilité des hypothèses montre si elles étaient correctes ou non. Développer les hypothèses d’une théorie est, cependant, un processus déductif, et ce processus devrait être soigneusement analysé et critiqué.

Pour garder la théorie initiale aussi simple que possible pour cet article, l’auteur ignorera tout transfert de chaleur entre la surface et l’atmosphère par le vent. Comme le vent est un moyen efficace de refroidir ou de chauffer la surface, l’auteur estime que tout effet de serre local du CO2 à proximité de la surface peut être ignoré en toute sécurité, même à faible vitesse du vent.

Nous supposerons également que le rayonnement thermique de la surface va dominer le rayonnement thermique de l’atmosphère. En pratique, la température de l’atmosphère touchant la surface aura presque la même température que la surface et devrait contribuer au rayonnement thermique global, comme on le verra plus loin. Mais comme l’énergie du rayonnement du corps noir est proportionnelle au quatrième pouvoir de la température, une atmosphère adiabatique empêchera les couches supérieures de contribuer significativement au rayonnement total du corps noir de la Terre.

Enfin, cet article ne traitera pas de l’interaction entre les gaz à effet de serre ou de l’interaction du CO2 avec l’absorption d’ozone de la lumière ultraviolette. Seules les réémissions de CO2 dans la couche inférieure de l’atmosphère et dans la couche supérieure de notre atmosphère seront discutées.

L’auteur réalise que les nuages et la vapeur d’eau devraient être plus importants que le CO2 dans leur influence sur notre climat, mais préfère commencer par une théorie simple pour l’étendre par la suite. Comme la couche supérieure ne contient pas de vapeur d’eau, seules les hypothèses liées à l’effet de serre dans la couche inférieure seront influencées par cela. Il est suggéré que toute expérience réfutant ces hypothèses devrait d’abord être effectuée dans une zone désertique avec un minimum de vapeur d’eau et un minimum de poussière.

Couche inférieure de notre atmosphère

Le principal problème de contention dans la couche inférieure semble être la quantité de rayonnement thermique de surface qui n’est pas réémise par les molécules de CO2. L’agitation des molécules de CO2 se fait soit par agitation thermique, soit par agitation optique. L’agitation thermique, à partir de l’interaction avec d’autres gaz à effet de serre ou autre, est ignorée pour l’instant. L’agitation optique, si elle n’est pas transférée à d’autres molécules de gaz par diffusion, entraînera, après un court délai, l’émission d’un autre photon dans une direction aléatoire. Il est courant d’affirmer que 50% du rayonnement diffusé est dirigé vers le haut et l’autre 50% vers le bas. Il est cependant tout aussi valable d’affirmer que la plus grande partie de la diffusion a lieu dans une direction latérale. Cela signifie que la plus grande partie de l’énergie dispersée reste dans la couche inférieure, où elle sera à nouveau absorbée et partiellement dispersée. Une connaissance plus approfondie de la théorie de la diffusion n’est pas vraiment nécessaire.

Comme le rayonnement diffusé vers le haut dans la couche inférieure de la troposphère est absorbé et réémis en partie dans toutes les directions, y compris vers le bas, la diffusion totale et le rayonnement total du CO2 vers le haut devraient exponentiellement décroître avec l’augmentation de la surface.

– Hypothèse 1 : Le rayonnement thermique du CO2 provenant de la surface sera le plus élevé près de la surface et diminuera exponentiellement à mesure que la hauteur au-dessus de la surface augmente.

Comme la mesure du rayonnement aux longueurs d’onde du CO2 à partir de la surface est rendue difficile par toute lumière solaire réfléchie, il sera plus facile de réfuter cette hypothèse pendant la nuit. À mesure que la distance au-dessus de la surface augmente et que plus de rayonnement est absorbé aux longueurs d’onde du CO2, les particules de poussière peuvent devenir une source majeure du rayonnement du CO2 restant.

– Hypothèse 2 : La diffusion du rayonnement de CO2 est plus élevée près de la surface et diminuera exponentiellement.

Toute expérience visant à réfuter cette hypothèse sera mieux réalisée en mesurant le rayonnement latéral (horizontal) du CO2 à différentes hauteurs au-dessus de la surface et en le comparant avec les mesures du rayonnement de CO2 provenant de la direction de la surface (verticale). L’expérience devra prendre en compte le rayonnement des particules de poussière dans l’atmosphère, de sorte qu’il est peu probable que le minimum d’une expérience soit nul.

Si ces deux hypothèses survivent aux tentatives initiales de réfutabilité, cela aura des conséquences majeures sur l’effet de serre suggéré. L’aspect non linéaire de l’absorption de CO2 avec la hauteur signifie que plus de chaleur sera libérée dans le premier mètre, où elle est en compétition avec la convection de la couche mince en contact avec la surface. Les conséquences dépendront de la vitesse de réchauffement ou de refroidissement de la surface.

La convection est un processus lent tandis que le chauffage par absorption de rayonnement de CO2 est un processus rapide. Ainsi, lorsque la température de surface ne change pas, l’effet de serre du au CO2 peut soit remplacer partiellement le transfert de chaleur de la surface par convection, soit le remplacer complètement. En fin de compte, la modélisation mathématique devra être utilisée pour calculer quelle partie de la convection de la chaleur de surface est réellement remplacée. Espérons que cela conduira à plus d’hypothèses à tester.

Lorsque la surface se réchauffe rapidement, la convection normale sera trop lente pour maintenir l’équilibre et l’effet de serre du CO2 prendra complètement le dessus. Il permettra à la couche inférieure de l’atmosphère de chauffer plus rapidement et augmentera par conséquent la convection, en particulier l’advection qui transporte la chaleur de la surface vers le haut dans l’atmosphère. La question de savoir si l’effet de serre du CO2 influence réellement la température maximale de la surface pendant la journée est laissée à plus tard. Mais rappelez-vous qu’une légère augmentation de la température de surface, provenant soit d’un rayonnement de CO2 dispersé, soit d’un refroidissement réduit par convection, conduira à une augmentation plus importante du rayonnement thermique de la surface. Par conséquent, l’auteur suggère que l’impact de l’effet de serre du CO2 sur la température de surface sera limité.

L’impact local de l’effet de serre dépendra de la façon dont la surface absorbe la chaleur et de la quantité de végétation présente. Les surfaces dans un désert se réchaufferont plus rapidement et l’effet de serre du CO2 aura donc un impact plus important sur la température du jour dans un désert. Cependant, l’impact le plus important est probablement une augmentation de l’advection transportant la chaleur vers le haut, entraînant une distribution accrue de la chaleur vers les régions plus froides de notre terre là où les surfaces plus chaudes augmenteront naturellement le rayonnement thermique vers l’espace.

De même, la nuit, le rayonnement de surface refroidit la surface et la convection, dans ce cas principalement la diffusion, tentera de refroidir l’atmosphère pour maintenir l’équilibre. L’absorption dans les longueurs d’onde de CO2 chauffant l’atmosphère ralentira ce refroidissement. L’expérience avec les climats désertiques ¹⁵ suggère cependant que les températures dans l’atmosphère peuvent se refroidir rapidement. Quel est le processus qui facilite ce refroidissement rapide ? Et où est la théorie avec des hypothèses à réfuter afin que nous puissions juger la base de la vérité et la logique de ce que nous pensons que nous savons de ce processus ?

Laissez-moi deviner : le rayonnement thermique du corps noir dans la couche proche de la surface est un contributeur majeur au refroidissement de cette couche. En d’autres termes, la surface et la couche près de la surface se refroidissent ensemble en raison du rayonnement du corps noir. Une expérience mesurant le rayonnement thermique latéral (horizontal) près de la surface ne devrait pas être si difficile à concevoir ?

– Hypothèse 3 : Lorsqu’une surface de refroidissement atteint la nuit l’équilibre avec la couche atmosphérique proche de la surface, le rayonnement thermique de cette couche atmosphérique sera du même ordre de grandeur que le rayonnement thermique de la surface réelle.

Enfin, la question principale reste de savoir si cet effet de serre dans la basse troposphère est déjà maximisé ou non ! On a suggéré que le doublement des niveaux de CO2 ne ferait que rapprocher légèrement la radiation du CO2 de la surface et aurait peu d’effet supplémentaire sur les premiers mètres où nous mesurons les températures utilisées par les scientifiques dans les calculs globaux de température. Eh bien, si cette théorie proposée par l’auteur n’est pas réfutée, il sera clair que le doublement du CO2 modifiera de manière significative la distribution de la température dans la couche inférieure.

Doubler le CO2 apportera la chaleur ajoutée à notre atmosphère par le CO2 plus près de la surface, créant un nouvel équilibre. Dans ce nouvel équilibre, la température de surface devrait augmenter légèrement, de même que la température dans le premier mètre au-dessus de la surface.

Ainsi, à la fois la surface et la couche à proximité émettront plus de rayonnement thermique, mais moins de chaleur sera ajoutée par les molécules de CO2 plus haut dans l’atmosphère. La convection de la chaleur vers la haute troposphère diminuera légèrement. La Terre va refroidir !

Couche supérieure de notre atmosphère

La couche supérieure de notre atmosphère ne contient pas de vapeur d’eau, donc le CO2 est le plus fort gaz à effet de serre dans cette couche. Il n’est pas clair pour l’auteur quelle est la longueur du parcours libre moyen au sommet de notre atmosphère, mais il a été suggéré qu’il est d’au moins 1 km. Ainsi, la première couche d’absorption des longueurs d’onde du CO2 dans le rayonnement solaire est probablement de plusieurs kilomètres de profondeur ! La densité de l’atmosphère dans la première couche d’absorption est si faible que la diffusion est presque inexistante.

Par conséquent, la réémission des photons absorbés dans la longueur d’onde de CO2 devrait être proche de 100%.

Au fur et à mesure que la diffusion du rayonnement de CO2 tombe en cascade, la plus grande partie du rayonnement n’atteindra probablement jamais une profondeur suffisante pour permettre un réchauffement significatif de l’atmosphère supérieure. La profondeur totale de pénétration des longueurs d’onde du CO2 du Soleil est actuellement inconnue.

– Hypothèse 4 : Le rayonnement solaire entrant aux longueurs d’onde du CO2 décroîtra exponentiellement du haut de l’atmosphère au bas de la couche de pénétration du CO2.

– Hypothèse 5 : La diffusion du rayonnement thermique du CO2 diminuera exponentiellement du haut de l’atmosphère jusqu’au bas de la couche de pénétration du CO2.

– Hypothèse 6 : La chaleur ajoutée à la couche de pénétration de CO2 par toute absorption de rayonnement thermique ne changera pas significativement sa température.

La diffusion proche de 100% dans la première couche d’absorption a également une autre conséquence intéressante. Une partie du rayonnement solaire sera immédiatement diffusée dans l’espace, mais la plupart des longueurs d’onde du CO2 seront dispersées latéralement, où une partie de celle-ci sera à nouveau dispersée dans l’espace. Et, comme l’effet en cascade continuera pendant longtemps, une partie de ce rayonnement dispersé dans l’espace aura lieu là où l’atmosphère terrestre est dans l’obscurité. Bien sûr, la profondeur de pénétration dans l’atmosphère sombre est actuellement également inconnue.

– Hypothèse 7 : Le rayonnement thermique sortant de la terre aux longueurs d’onde de CO2 diminuera exponentiellement à mesure que vous vous éloignez du crépuscule vers l’obscurité.

Si les tests pour casser ces hypothèses échouent, nous avons acquis de nouvelles preuves empiriques que le CO2 comme gaz à effet de serre empêche certains rayons d’atteindre la surface et, par conséquent, refroidit la Terre en diffusant la majeure partie du rayonnement thermique du CO2 dans l’espace. Encore une fois, la question est de savoir si cet effet est actuellement maximal, si le doublement du CO2 augmentera le refroidissement. Cette question n’est actuellement pas résolue, mais tout refroidissement supplémentaire ne sera probablement que mineur.

Conclusion

Dans cet article, nous avons examiné la culture de la science du climat en relation avec sa base de vérité et sa raison d’être. Nous avons fait valoir que la réticence à réfuter les connaissances en développant des théories au lieu de modèles informatiques a eu un impact négatif. Pour illustrer qu’essayer de réfuter une théorie enrichira la science, nous avons développé une théorie simple sur la façon dont le CO2 influence le transfert de chaleur et l’équilibre radiatif à la fois dans la couche inférieure et la couche supérieure de notre atmosphère. Les expériences nécessaires pour réfuter les hypothèses suggérées par cette théorie simple fourniront une nouvelle preuve empirique qui sans la formulation de cette théorie n’aurait probablement pas été recueillie. Par conséquent, l’auteur affirme qu’il est temps de changer la culture de la science du climat à l’aune de la vision de Karl Popper sur la façon dont la science devrait fonctionner. Commençons à développer de nouvelles théories et encourageons la réfutabilité de leurs hypothèses. Essayons de fournir une base de vérité et de raisonnement en essayant de réfuter cette nouvelle théorie en prédisant que plus de CO2 refroidira notre planète !

Anthonie Bastiaan Ruighaver

Note du Saker Francophone

Au delà du plaisir de lire H16 pour son art consommé de la syntaxe l'humour, je vous encourage à lire sa prose puisqu'il résume assez bien certaines critiques de fond et de forme sur les thèses des réchauffistes. Voici sa série Parlons climat :

1. Contexte, températures et gaz carbonique
2. Ouragans, océans et ours polaires
3. Pognon, GIEC et Politiques publiques

Pour ne pas paraître trop climato-fasciste climato-sceptique, il faut noter qu'il y aurait un consensus assez large en occident à lutter contre la pollution en général mais curieusement cette idée ne semble pas intéresser ni les politiques, ni les techno-écolos car sans doute, cela ne permet pas de cristalliser suffisamment les votes pour accéder au pouvoir. Cela aurait pourtant pour effet de limiter le fameux CO2 sous les applaudissements de la foule en délire.

On pourrait aussi stopper l'immigration non pas parce que les occidentaux sont d'horribles nazis, fascistes, racistes, populistes mais parce qu'un habitant en occident consomme et pollue 10 fois plus qu'un africain. Au lieu de payer une police des frontières, une armée de néo-colonisation de maintien de la paix, de déverser des tombereaux d'argent factices, que nos enfants vont devoir rembourser, dans des banlieues sordides, on pourrait organiser un plan marshall sans conditions de remboursement pour solder la factures de l'exploitation du sous sol africain, la colonisation (quoi qu'on en pense), le coût des armes de la démocratie distribuée généreusement par avions cargos qui ont causé quelques massacres dégâts collatéraux. La dépopulation en occident permettrait de faire souffler la planète. J'ai bon?

Plutôt que de filer au système bancaire encore plus de pognon qui n'existe pas mais qu'il faudra quand même rembourser, il y aurait de quoi apaiser les tensions et permettre à chaque peuple de suivre sa voie sans présager de savoir qui a le plus raison. Il nous reste quelques milliards d'années avant que le soleil nous laisse tomber, autant les passer à lire un peu de philosophie que dans des tranchées à se taper dessus à coup de pelles.

Une petite image pour la route ...

Traduit par Hervé, vérifié par Wayan, relu par Cat pour le Saker Francophone

Notes