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Fondation Clintel
Date: 27 avril 2026

L’argument principal de May est que le rayonnement solaire et le rayonnement des gaz à effet de serre affectent l’océan de manière fondamentalement différente, et que ces différences sont souvent mal comprises ou simplifiées à l’extrême dans les discussions sur le climat.

May commence par remettre en question l’idée selon laquelle le rayonnement infrarouge des gaz à effet de serre serait aussi efficace, voire plus efficace, que le rayonnement solaire pour réchauffer les océans. Il souligne deux différences physiques fondamentales. Premièrement, le rayonnement solaire est composé de photons de plus haute énergie que le rayonnement infrarouge des gaz à effet de serre, car l’énergie des photons augmente avec la fréquence. Deuxièmement, et surtout, la profondeur de pénétration diffère considérablement : le rayonnement solaire, en particulier dans le spectre bleu-vert, peut pénétrer des dizaines mètres de profondeur dans l’océan (et jusqu’à 100 mètres dans une eau très claire), chauffant directement l’eau. En revanche, le rayonnement infrarouge des gaz à effet de serre est absorbé presque entièrement dans les quelques micromètres jusqu’à un millimètre à la surface de l’océan.

Mécanismes d’échauffement

Cela met en évidence une distinction cruciale dans les mécanismes de réchauffement. Le rayonnement solaire réchauffe directement la couche de mélange océanique en y déposant de l’énergie en profondeur. En revanche, le rayonnement infrarouge émis par les gaz à effet de serre ne pénètre pas suffisamment profondément pour réchauffer directement l’océan. Il est absorbé par la très fine couche superficielle, appelée « couche thermique superficielle » (CTS). L’atmosphère étant généralement plus froide que l’océan, la chaleur remonte normalement de l’océan vers l’atmosphère. L’énergie infrarouge absorbée modifie le gradient de température dans cette fine couche, réduisant ainsi la vitesse à laquelle la chaleur s’échappe de l’océan, au lieu d’ajouter directement de la chaleur à l’eau.

Une part importante de la présentation est consacrée à l’explication de la structure des couches supérieures de l’océan. La région la plus superficielle comprend la couche superficielle électromagnétique, où le rayonnement infrarouge des gaz à effet de serre est absorbé, et la couche superficielle thermique, plus étendue, qui régit les échanges de chaleur entre l’océan et l’atmosphère. En dessous se trouve la couche visqueuse, où la turbulence est atténuée. Ces couches sont extrêmement fines — de l’ordre de quelques fractions de millimètre à quelques millimètres — mais jouent un rôle crucial dans la régulation du flux de chaleur. « L’effet de surface froide », où la surface même est légèrement plus froide (d’environ 0,2 à 0,5 °C) que l’eau juste en dessous, est particulièrement important car les instruments satellitaires mesurent cette couche superficielle et non la température globale de l’océan.

May souligne que cette fine couche superficielle s’ajuste dynamiquement pour maintenir l’équilibre énergétique. L’absorption de rayonnement infrarouge supplémentaire modifie le gradient de température au sein de cette couche, réduisant ainsi les pertes de chaleur de l’océan. Cependant, le flux de chaleur net étant ascendant et la couche étant extrêmement mince et de faible capacité thermique, elle ne peut pas transporter efficacement la chaleur vers l’intérieur de l’océan.

La discussion aborde ensuite le concept d’énergie photonique et la dualité onde-corpuscule. Si certains critiques affirment que seul le flux d’énergie total importe (et non l’énergie par photon), May soutient que l’énergie photonique est pertinente car les photons solaires de haute énergie pénètrent plus profondément dans l’océan. Il explique également brièvement que les photons se comportent comme des ondes lors de leur propagation et n’adoptent un comportement corpusculaire qu’au contact de la matière, en se référant à des principes bien connus de la mécanique quantique.

Température de surface

Un autre thème majeur concerne l’ambiguïté de la notion de « température de surface ». Ce terme peut désigner plusieurs choses : l’interface air-eau réelle, la température mesurée par satellite (émission infrarouge), la température légèrement en dessous de la surface ou encore la température de la couche de mélange. Ces températures peuvent différer considérablement en raison des forts gradients de température près de la surface. Cette ambiguïté complique à la fois la mesure et la modélisation.

May critique également les diagrammes de bilan énergétique largement utilisés, tels que ceux produits par la NASA. Ces diagrammes montrent souvent d’importants flux de rayonnement infrarouge descendant (par exemple, ~340 W/m²), ce qui peut donner l’impression que les gaz à effet de serre constituent une source de chaleur directe majeure pour l’océan. Cependant, il soutient qu’il s’agit de « flux bruts » dans un échange radiatif bidirectionnel, et non d’un transfert de chaleur net. La grandeur clé est le flux net de rayonnement à ondes longues, qui est ascendant (environ 58 W/m²), ce qui signifie que l’océan perd globalement de la chaleur par rayonnement. En comparaison, le rayonnement solaire incident (~163 W/m²) représente un gain net d’énergie. Il conclut donc que le rayonnement solaire est le principal moteur du réchauffement des océans, tandis que le rayonnement infrarouge des GES module principalement les pertes de chaleur.

La présentation met en lumière les incertitudes liées à la mesure du déséquilibre énergétique terrestre et du contenu thermique des océans. Si certaines estimations suggèrent un déséquilibre énergétique terrestre positif, cohérent avec le réchauffement climatique, son ampleur demeure incertaine en raison des limitations des mesures. Les instruments satellitaires manquent de précision pour mesurer directement ce faible déséquilibre ; les estimations sont donc souvent déduites des données relatives au contenu thermique des océans. Or, ces ensembles de données sont incohérents, notamment avant le déploiement à grande échelle des flotteurs Argo vers 2005.

May souligne que les mesures de température océanique varient selon les méthodes (satellites, navires, bouées) et les choix de traitement des données (interpolation, corrections, couverture). Par exemple, certains ensembles de données couvrent intégralement les zones manquantes, tandis que d’autres présentent des lacunes, ce qui entraîne des différences dans les moyennes et les tendances globales. La couverture est particulièrement clairsemée dans des régions comme l’océan Austral et à des profondeurs supérieures à 2 000 mètres. De ce fait, les estimations du contenu thermique des océans – et par extension de l’EEI – sont très incertaines, surtout sur des échelles de temps courtes.

Oscillations océaniques

Il souligne également que la variabilité naturelle, comme les oscillations océaniques (par exemple, ENSO, AMO, PDO), influence considérablement le bilan énergétique de surface et peut engendrer des variations comparables, voire supérieures, aux effets anthropiques à long terme estimés, sur des périodes plus courtes. De plus, les différences régionales sont importantes : certaines zones se réchauffent tandis que d’autres se refroidissent, ce qui complexifie davantage l’interprétation.

Dans ses conclusions, May réaffirme que le rayonnement infrarouge à grandes longueurs d’onde ne peut réchauffer significativement les profondeurs océaniques car il est confiné à la fine couche superficielle, trop peu profonde, trop froide et trop sujette aux pertes de chaleur pour permettre un transfert d’énergie vers le bas. Son rôle est donc indirect : il réduit la vitesse à laquelle la chaleur s’échappe de l’océan. Le rayonnement solaire demeure le seul mécanisme qui augmente directement la teneur en chaleur de la couche de mélange océanique.

Finalement, May souligne la complexité du système climatique et les limites des données et des modèles actuels. Il soutient que les estimations du contenu thermique des océans ne sont pas suffisamment précises pour déterminer avec exactitude le déséquilibre énergétique de la Terre ni ses tendances au cours des dernières décennies. La durée relativement courte des mesures fiables, conjuguée à une forte variabilité naturelle et aux incertitudes de mesure, rend difficile l’attribution certaine des changements observés. Sa conclusion principale est que d’importantes incertitudes persistent et que les contributions relatives du rayonnement solaire et des gaz à effet de serre au réchauffement des océans ne sont pas si bien comprises qu’on ne le prétend souvent.