“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 337 — #360
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9. Holocène et perturbation anthropique : introduction
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À partir de 1860, la météorologie se développe dans le cadre de réseaux
nationaux et internationaux. Urbain Le Verrier, qui a découvert la planète
Neptune par le calcul, était aussi un homme politique influent du Second
Empire. Comme ses prédécesseurs astronomes de l’Observatoire de Paris, les
Cassini, Maraldi et de la Hire, il s’intéressait aussi à la météorologie, et, comme
politicien, à l’avantage stratégique de la prévision du temps. À la suite du
désastre de Sébastopol en 1854, où la flotte alliée est détruite par une tempête,
Le Verrier prétend qu’il était possible de prévoir cet événement avec un réseau
d’observations météorologiques ad hoc. Cela marque la naissance des réseaux
météorologiques centralisés via le télégraphe, qui seront longtemps sous la
houlette des armées dans la plupart des pays du monde.
9.3.2 Les méthodes statistiques pour les reconstructions
climatiques
Les méthodes pour obtenir les courbes de températures de la Figure 9.4
sont basées sur des régressions statistiques entre plusieurs catégories d’indicateurs climatiques. L’idée générale pour reconstruire une température
hémisphérique est de partir d’un ensemble d’indicateurs (épaisseurs de
cernes d’arbres, teneurs isotopiques, concentrations de pollens, dates de vendanges. . . ) bien répartis sur l’hémisphère. On appelle ce genre d’approche
« multi-proxy », car elle mélange plusieurs types d’indicateurs climatiques
(qu’on appellera « proxy » par la suite).
La stratégie de ces reconstructions (Jones et Mann, 2004 [21]) repose généralement sur trois étapes et nécessite d’avoir un jeu de données de température qui couvre suffisamment bien le globe, un hémisphère ou une région
bien choisie (par exemple, l’Atlantique Nord ou le Pacifique équatorial).
La première étape consiste à déterminer un petit nombre de caractéristiques statistiques générales (en espace ou en temps) des observations récentes. Les reconstructions de températures les plus connues (Mann et al.,
1998) utilisent des techniques de décompositions en composantes principales
(von Storch et Zwiers, 2001 [40]), mais des alternatives sont possibles, suivant
la répartition des proxys et leurs propriétés. Ainsi, le champ de température
T , qui dépend du temps t et de l’espace x, peut s’écrire sous la forme :
T (t,x) ≈
5
k=1
a k (t)E k (x).
Dans cette équation, les E k (t)sont les modes spatiaux de la variabilité de
T , et les a k (t) sont les coefficients temporels associés (von Storch et Zwiers,
2001 [40]), généralement appelés composantes principales (PC en anglais pour
principal components).
Ensuite, les indicateurs climatiques « proxys » sont comparés à l’évolution
de ces caractéristiques statistiques des observations sur une période d’« apprentissage ». Cette période d’apprentissage peut être tout ou une partie du
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9. Holocène et perturbation anthropique : introduction
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À partir de 1860, la météorologie se développe dans le cadre de réseaux
nationaux et internationaux. Urbain Le Verrier, qui a découvert la planète
Neptune par le calcul, était aussi un homme politique influent du Second
Empire. Comme ses prédécesseurs astronomes de l’Observatoire de Paris, les
Cassini, Maraldi et de la Hire, il s’intéressait aussi à la météorologie, et, comme
politicien, à l’avantage stratégique de la prévision du temps. À la suite du
désastre de Sébastopol en 1854, où la flotte alliée est détruite par une tempête,
Le Verrier prétend qu’il était possible de prévoir cet événement avec un réseau
d’observations météorologiques ad hoc. Cela marque la naissance des réseaux
météorologiques centralisés via le télégraphe, qui seront longtemps sous la
houlette des armées dans la plupart des pays du monde.
9.3.2 Les méthodes statistiques pour les reconstructions
climatiques
Les méthodes pour obtenir les courbes de températures de la Figure 9.4
sont basées sur des régressions statistiques entre plusieurs catégories d’indicateurs climatiques. L’idée générale pour reconstruire une température
hémisphérique est de partir d’un ensemble d’indicateurs (épaisseurs de
cernes d’arbres, teneurs isotopiques, concentrations de pollens, dates de vendanges. . . ) bien répartis sur l’hémisphère. On appelle ce genre d’approche
« multi-proxy », car elle mélange plusieurs types d’indicateurs climatiques
(qu’on appellera « proxy » par la suite).
La stratégie de ces reconstructions (Jones et Mann, 2004 [21]) repose généralement sur trois étapes et nécessite d’avoir un jeu de données de température qui couvre suffisamment bien le globe, un hémisphère ou une région
bien choisie (par exemple, l’Atlantique Nord ou le Pacifique équatorial).
La première étape consiste à déterminer un petit nombre de caractéristiques statistiques générales (en espace ou en temps) des observations récentes. Les reconstructions de températures les plus connues (Mann et al.,
1998) utilisent des techniques de décompositions en composantes principales
(von Storch et Zwiers, 2001 [40]), mais des alternatives sont possibles, suivant
la répartition des proxys et leurs propriétés. Ainsi, le champ de température
T , qui dépend du temps t et de l’espace x, peut s’écrire sous la forme :
T (t,x) ≈
5
k=1
a k (t)E k (x).
Dans cette équation, les E k (t)sont les modes spatiaux de la variabilité de
T , et les a k (t) sont les coefficients temporels associés (von Storch et Zwiers,
2001 [40]), généralement appelés composantes principales (PC en anglais pour
principal components).
Ensuite, les indicateurs climatiques « proxys » sont comparés à l’évolution
de ces caractéristiques statistiques des observations sur une période d’« apprentissage ». Cette période d’apprentissage peut être tout ou une partie du