Le prix Nobel de physique pour les scientifiques qui ont découvert des mécanismes climatiques cachés
Le prix Nobel de physique de cette année a été décerné à trois scientifiques. Tout d’abord, il a été attribué conjointement à Syukuro Manabe, de l’université de Princeton (États-Unis), et à Klaus Hasselmann, de l’Institut Max Planck de météorologie de Hambourg (Allemagne), pour « la modélisation physique du climat de la Terre, la quantification de la variabilité et la fiabilité des prévisions du réchauffement planétaire ».
Image d’entête : portrait dessiné de Syukuro Manabe, Klaus Hasselmann et Giorgio Parisi . (Niklas Elmehed/ Nobel Prize)
Manabe et Hasselmann ont été parmi les premiers scientifiques à étudier la relation entre la production de CO2 et le réchauffement climatique. Dans les années 1960, Manabe a démontré comment l’augmentation du CO2 dans l’atmosphère entraîne une hausse des températures de surface sur Terre.
Ci-dessous : le modèle climatique de Manabe :
1 -Le rayonnement thermique infrarouge provenant du sol est partiellement absorbé par l’atmosphère, réchauffant ainsi l’air et le sol, tandis qu’une partie se diffuse dans l’espace.
2 -L’air chaud étant plus léger que l’air froid, il s’élève par convection. Il transporte également de la vapeur d’eau, qui est un puissant gaz à effet de serre. Plus l’air est chaud, plus la concentration de vapeur d’eau est importante. Plus haut, où l’atmosphère est plus froide, des gouttes de nuages se forment, libérant la chaleur latente stockée dans la vapeur d’eau.
(Johan Jarnestad/ The Royal Swedish Academy of Sciences)
Dix ans plus tard, Klaus Hasselmann a créé un modèle qui relie le temps et le climat, expliquant pourquoi les modèles climatiques peuvent être fiables malgré les turbulences de la météo.
Il a développé des méthodes permettant de distinguer entre les causes naturelles et humaines (empreintes) du réchauffement atmosphérique.
Ci-dessous : comparaison entre les changements de la température moyenne par rapport à la moyenne de 1901 à 1950 (°C).
(Johan Jarnestad/ The Royal Swedish Academy of Sciences, Trad. GuruMed.org)
Selon l’Académie royale des sciences de Suède, les travaux de Manabe et Hasselmann « ont jeté les bases du développement des modèles climatiques actuels ».
Manabe lui-même a été agréablement surpris par ce prix, qui, selon lui, est généralement décerné à des chercheurs qui sondent les profondeurs de la physique elle-même. C’est la première fois qu’il est attribué pour ce type de physique appliquée.
L’autre moitié du prix a été attribuée à Giorgio Parisi, de l’université Sapienza de Rome, en Italie, pour « la découverte de l’interaction entre le désordre et les fluctuations dans les systèmes physiques, de l’échelle atomique à l’échelle planétaire ».
Dans les années 1980, Parisi a découvert des modèles cachés dans des matériaux complexes désordonnés, ce qui a permis de comprendre et de décrire des matériaux et des phénomènes différents et apparemment totalement aléatoires, non seulement en physique, mais aussi en mathématiques, en biologie, en neurosciences et dans l’apprentissage automatique, ainsi qu’en météorologie et en climatologie.
Ci-dessous : Mathématiques pour les systèmes désordonnés complexes – Chaque fois que plusieurs disques identiques sont pressés l’un contre l’autre, un nouveau motif irrégulier se forme, bien qu’ils soient pressés exactement de la même manière. Qu’est-ce qui régit ce résultat ? Giorgio Parisi a découvert une structure cachée dans ces systèmes désordonnés complexes, que ces disques représentent, et il a trouvé un moyen de les décrire mathématiquement.
(Johan Jarnestad/ The Royal Swedish Academy of Sciences)
Si l’étude des systèmes physiques complexes a de vastes applications, le comité Nobel a souligné l’utilisation de la physique pour comprendre le système complexe le plus crucial, à savoir le climat de la Terre.
Selon Thors Hans Hansson, président du comité Nobel :
Les découvertes récompensées cette année montrent que nos connaissances sur le climat reposent sur une base scientifique solide, fondée sur une analyse rigoureuse des observations. Les lauréats de cette année ont tous contribué à nous faire mieux comprendre les propriétés et l’évolution des systèmes physiques complexes.
Présenté sur le site du Nobel Prize : The Nobel Prize in Physics 2021.
