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Dès 1956, Gilbert Plass a calculé le réchauffement en incluant pour la première fois précisément le spectre d'absorption de CO2 grâce à l'aide d'un ordinateur. Avant les calculs se faisaient à la main et seule l'armée ou la NASA pouvait se payer des mathématiciens qui travaillaient en parallèle. Ce premier modèle digital a permis de prouver que la bande d'absorption de la vapeur d'eau et du CO2 ne se chevauchait pas, et donc s'additionnait dans l'effet de serre global. Reprenant les calculs de Svante Arrhenius, G. Plass a estimé que le réchauffement planétaire serait de 3,6 °C en cas de doublement de la concentration atmosphérique CO2. Il ajoute que : "Le CO2 supplémentaire, libéré dans l'atmosphère par des procédés industriels et d'autres activités humaines peuvent avoir causé l'élévation de la température de l'air au cours du siècle actuel. Contrairement à d'autres théories du climat, la théorie du CO2 prévoit que cette tendance au réchauffement se poursuivra, au moins pendant plusieurs siècles" (Plass, 1956).
La disponibilité des premiers ordinateurs avait conduit à la première prévision météorologique digitale dans les années 1950. Depuis 1901 une prévision à 3 jours était devenue la norme internationale sur l'Atlantique nord[1]
Les ordinateurs allaient pouvoir aussi être utilisés pour calculer les phénomènes liés au climat. Initialement ces calculs ont conduit plutôt à la confusion qu'à une clarification des problèmes. Cela a soulevé des doutes quant à la théorie du réchauffement planétaire. Ainsi Fritz Möller, reprenant les données de G. Plass, a calculé un modèle climatique unidimensionnel dans lequel il a inclus non seulement l'augmentation de vapeur d'eau libérée par le réchauffement des océans, appelé boucle de rétroaction positive de la vapeur d'eau, mais aussi les échanges de chaleur entre le sol et l'atmosphère. Ce premier modèle a abouti à un réchauffement massif et, avec certaines conditions initiales, à un réchauffement sans fin, qui s'intensifiait jusqu'à ce que tous les océans s'évaporent. En 1963, F. Möller écrit que : "l'effet d'une augmentation du CO2 de 300 à 330 ppm peut être entièrement compensé par une modification de la teneur en vapeur d'eau de 3 % ou par une modification de la couche nuageuse de 1 % de sa valeur sans que des changements de température se produisent. Ainsi, la théorie selon laquelle les variations climatiques sont influencées par les variations de la teneur en CO2 devient très discutable" (Möller , 1963). La description correcte de l'influence des nuages sur le climat mondial allait être un problème majeur dans les décennies suivantes.
La cause de l'important réchauffement dans le modèle de Möller a rapidement été trouvée. Son modèle, de façon erronée, prenait en compte seulement le transport de chaleur entre le sol et l'air, mais pas le transport de chaleur par convection. Syukuro Manabe et Richard Wetherald l'on intégré vers le milieu des années 1960'.
Le "Manabe-Wetherald one-dimensional radiative-convective model" créé en 1967 est considéré comme le premier modèle atmosphérique raisonnablement réaliste tenant compte à la fois du bilan radiatif de la Terre et des transports de chaleur par convection en cours. C'était toutefois un modèle unidimensionnel, il faisait l'estimation pour un point donné. Ce modèle prévoyait un réchauffement de 2,3 °C en cas de doublement de la concentration de CO2 dans l'atmosphère (Manabe et Wetherald, 1967).
Malgré quelques inconnues, la majorité de la communauté scientifique avait des raisons objectives de penser que le climat allait plutôt se réchauffer et que des efforts de modélisation devaient encore être fait.
[1] Comme souvent, ce sont des événements pragmatiques et très précis qui accélérèrent la science. Les prévisions météo n'échappent pas à cette règle. En effet entre 1855 et 1860, plus de 7'000 marins périrent noyés sur les côtes anglaises. Cet état de fait qui préoccupait beaucoup l'amiral Robert FitzRoy (celui qui commandait le HMS Beagles transportant Charles Darwin et qui donna son nom à un magnifique sommet argentin appelé aussi cerro Chaltén) qui pensait qu'avec des préavis de tempête une partie de ces morts pourrait être évitée. En 1859, une tempête fit sombrer le Royal Charter avec probablement 450 personnes à bord et de grande quantité d'or, près de Anglesey. Par suite de cet événement, FitzRoy reçu l'autorité pour émettre des prévisions de tempête. En parallèle dans plusieurs pays des mesures continues des paramètres météorologiques se mettent en place (par ex. 1756 à Stockholm, 1815 à Oxford, 1817 au Gd-St-Bernard, 1832 en Floride). Il n'y a pas encore de réseau (d'office collectant les données). FitzRoy, se basant sur des avancées scientifiques récentes (par ex. les vents dominant par Hadley en 1735, la classification des nuages de Luke Howard en 1803, Francis Beaufort qui classifie les vents en 1806, Francis Galton et les cartes météorologiques en 1861 et surtout la mise à disposition instantanée d'information récoltée sur une grande surface par le télégraphe) va tenter de donner des prévisions. Dès 1860 il va essayer de donner des prévisions du temps sur 2 jours. Pourtant malgré les succès, la majorité de l'opinion croyait la météorologie chaotique et parlait de FitzRoy comme d'un prophète.
Avec l'appui de Francis Beaufort et du télégraphe, le département de FitzRoy va mettre en réseau 200 postes de garde-côte. Ce service coordonné est essentiel pour la prévision. La Suisse suivra en 1864, en coordonnant la mesure de 88 stations, c'est la naissance de MeteoSuisse. La plupart des pays vont suivre (en 1870, 24 postes sont mis en réseau aux USA et en 1890 le U.S. Weather Bureau est mis en place). Toutefois, ces réseaux restent nationaux et peu de personnes comprennent les enjeux de ces réseaux.
Un autre événement grave va aboutir à la compréhension du besoin de passer par-dessus les frontières pour les besoins de la prévention des catastrophes. Le 8 septembre 1900 un ouragan va détruire la ville de Galveston sur la côte du Golfe du Mexique (connu sous le nom de " Great Galveston Hurricane"). Entre 6 et 12'000 personnes trouvèrent la mort et 10'000 personnes se retrouvèrent sans abris. Les informations des cubains, qui étaient en avance sur la prévision des ouragans et qui avaient observé les prémices de l'ouragan, n'était plus lues par les américains. La sur-centralisation du Weather Bureau ne permettait pas aux prévisionnistes d'émettre un préavis de danger sans passer par le haut de la hiérarchie. Ces 2 éléments rendirent la prévision inefficace. Par suite de ce tragique événement, l'organisation du flux de données, internationales et nationales, fut complétement réorganisé au sein du Weather Bureau amenant à une organisation moderne des services de prévisions