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Dossier sur le climat

Le Changement Climatique, où en est la recherche?

Janvier 2007

XIII bis- Analyse du quatrième rapport du GIEC - Évolution par rapport au troisième rapport

1 - Que montre l’analyse des données disponibles ?

2 - Quel est le poids relatif des différentes composantes du forçage radiatif ? 
3 - Comment s’explique et à quoi doit-on attribuer le changement du climat ?
4 - Qu’en est-il pour le climat du futur? 

5 - Note complémentaire sur les 6 scénarios

Groupe de travail I : Bilan 2007 des changements climatiques: les bases scientifiques physiques»

Environ tous les quatre ans le Groupe Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat, GIEC, créé en 1988 par l’Organisation Météorologique Mondiale (OMM) et le Programme des Nations Unies pour l’Environnement (PNUE), publie un rapport sur l’état des connaissances sur le changement climatique.
Par changement climatique, contrairement à la définition de la Convention Cadre des Nation Unies sur le Changement Climatique, CCNUCC, le GIEC entend les évolutions du climat de notre planète qu’elles qu’en soient les causes, naturelles ou résultant de l’activité humaines.

Ce rapport comprend trois parties, correspondant aux trois groupes de travail qui constituent le GIEC:

Lors de sa réunion tenue à Paris du 29 janvier au 2 février, le Groupe I a adopté son rapport dont nous faisons ici l’analyse.

Le rapport complet intitulé: 

«Quatrième rapport d’évaluation - Groupe de travail I: Bilan 2007 des changements climatiques: les bases scientifiques physiques», fait le point sur les connaissances scientifiques concernant l’état du climat et son fonctionnement. Il a été adopté par consensus par l’ensemble de la communauté scientifique. Il représente un volume d’un millier de pages.

Ce rapport est résumé sous la forme d’un document de 15 pages, intitulé « Résumé à l’intention des décideurs», adopté mot par mot par l’ensemble des scientifiques représentants les États Membres parties à la CCNUCC.

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  1. Que montre l’analyse des données disponibles ?

    Le quatrième rapport confirme et amplifie les résultats du troisième.

    Pour ce qui concerne l’évolution constatée, l’exploitation des données existantes, que ce soit des mesures directes ou des valeurs reconstituées par différentes méthodes, en particulier par analyse des carottages de glaciers, confirme et précise l’accroissement des températures, la fonte accélérée des glace et son corollaire, l’augmentation du niveau des océans.

    Onze des douze dernières années sont parmi les plus chaudes depuis que l’on dispose de mesures directes, soit depuis 1850. Pour la période 1906-2005, la croissance moyenne de la température à été de 0,74°C, contre 0,6°C pour la période 1901-2000. Si l’on ne considère que les cinquante dernières années ce taux est presque double de celui des cent dernières années.

    Les doutes qui existaient lors du troisième rapport sur l’évolution des températures dans la basse et moyenne troposphère ont été levés et le taux d’accroissement dans cette partie de l’atmosphère est comparable à celui constaté en surface.

    L’accroissement de la quantité de vapeur d’eau contenue dans l’atmosphère est conforme à celle déduite du réchauffement, ce qui au passage implique un accroissement corrélatif de l’effet de serre.

    Les océans ont capturé la majeure partie de l’augmentation de l’énergie, ce qui s’est traduit par un accroissement de leur température moyenne jusqu’à -3000 mètres. Ce réchauffement a entraîné leur expansion et a ainsi contribué à l’augmentation du niveau des mers de 1,6 mm/an pour la période 1993-2003 contre 0,42 pour 1961-2003.

    Dans chacun des deux hémisphères la couverture neigeuse et l’épaisseur des glaces ont diminués, entraînant un accroissement du niveau des océans de 0,77 mm/an pour la période 1993-2003, alors qu’il n’avait été en moyenne que de 0,50 mm/an entre 1961 et 2003.

    Au total l’accroissement du niveau des océans a été de 3,1 mm/an entre 1993 et 2003 contre 1,8 mm/an pour 1961-2003. Il faut cependant noter que de tels taux d’augmentation ont été observés pour d’autres périodes depuis 1950. Il n’est pas clair de savoir si ces taux sont significatifs d’une tendance à long terme ou s’ils relèvent de la variabilité décennale. Il est cependant quasiment certain que l’accroissement du niveau moyen des océans a été de 0,17 m au cours du 20ème siècle.

    En plus de ces changements un grand nombre d’autres paramètres ont évolué toujours dans le sens du réchauffement. Par exemple:

  • La température de l’Arctique a cru deux fois plus vite au cours des 100 dernières années que pour le reste du globe, et la surface glacée a diminué de 2,7 % par décennie depuis 1978.

  • La température au sommet du pergélisol dans l’Arctique a augmenté de 3°C, au cours des années 80, et l’extension maximale de la surface du sol gelée pendant la saison froide, dans l’Hémisphère Nord, a diminué d’environ 7 % au cours du 20ème siècle. Au cours de la période 1990-2005 la quantité des précipitation a tendu à s’accroître sur la partie est de l’Amérique du Nord et du Sud, sur le nord de l’Europe et le nord et le centre de l’Asie, tandis que la sécheresse a augmenté sur le Sahel, la Méditerranée, le sud de l’Afrique et de l’Asie. Il faut cependant noter que, compte tenu de la forte variabilité spatiale et temporelle des précipitations, il n’est pas à ce stade possible de détecter une tendance générale pour d’autres régions significativement grandes.

  • Dans les régions tropicales et sub-tropicales les périodes de sécheresse ont tendu à être plus intenses et plus longues, depuis 1970, liées à des températures plus élevées et à des précipitations plus faibles. De même on a pu relier les sécheresses à l’augmentation de la température de surface des océans, à la modification de la circulation générale de l’atmosphère et à la décroissance des surfaces des glaces et de la couverture neigeuse.

  • On peut citer aussi l’augmentation: de la fréquence des vagues de chaleur, des températures maximales et des températures minimales, des précipitations intenses, etc. 

  • On notera cependant que l’on n’a pas détecté un accroissement de la fréquence des cyclones tropicaux. L’exploitation des enregistrements de cyclones par les satellites semble montrer un accroissement de leur intensité. On ne peut cependant rien dire de la période antérieure à 1970, car il n’existait pas de mesures satellitales et que les mesures directes sont douteuses.

Enfin, la ré-analyse des données paléo climatiques, ainsi que l’obtention de nouvelles données permettant de remonter dans le temps au delà de 650 000 ans, montrent que le réchauffement de l’atmosphère a pour effet d’accroître la concentration des gaz à effet de serre, laquelle provoque à son tour une augmentation de température. La température moyenne des cinquante dernières années est très probablement supérieure à celle des cinq cents dernières et, vraisemblablement, des derniers mille trois cents ans. Pendant la dernière période interglaciaire, il y a environ 125 000 ans, le réchauffement des régions polaires, de 3 à 5°C au dessus de la température moyenne du 20ème siècle, (et lié à la variation des paramètres de l’orbite terrestre), a conduit à un accroissement du niveau de la mer de l’ordre de 4 à 6 mètres, par rapport au niveau actuel. L’impact de la fonte des glaces du Groenland et des régions Arctique n’intervenant que pour moins de 4 mètres, il est très probable que la différence ait été due à la fonte des glaces de l’Antarctique.

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  1. Quel est le poids relatif des différentes composantes du forçage radiatif ? 

    La concentration des gaz à effet de serre dans l’atmosphère a continué à s’accroître. Depuis le troisième rapport, l’amélioration des connaissances scientifiques a conduit à une meilleure compréhension de l’influence des activités humaines sur le bilan thermique. Ceci a conduit au fait que l’on peut aujourd’hui, avec une très haute probabilité, affirmer que les activités humaines ont conduit, depuis le début de l’ère industrielle vers 1750, à un accroissement du forçage radiatif de 1,6 watt/m2, soit environ cinq fois plus que celui lié au variation du rayonnement solaire qui atteint le sommet de l’atmosphère.

    Les chiffres du forçage radiatif que l’on peut retenir aujourd’hui sont les suivants:

  • Accroissement de la concentration des gaz à effet de serre: +2,30 W/m2.

  • Aérosols d’origine humaine: -0,50 W/m2.

  • Variation de l’albédo lié aux nuages: -0,80 W/m2.

  • Accroissement de l’O3 du aux activités humaines: +0,35 W/m2.

  • Hallocarbones: +0,34 W/m2.

  • Variation de l’albédo du à la modification de l’usage des sols: -0,20 W/m2.

  • Variation de l’albédo du aux retombées des suies sur la neige: +0,10 W/m2.

  • Variation du rayonnement solaire atteignant l’atmosphère: +0,12 W/m2.

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  1. Comment s’explique et à quoi doit-on attribuer le changement du climat ?

    Le troisième rapport concluait que l’accroissement des températures, au cours des cinquante dernières années, pouvait de manière quasi certaine être attribué à l’accroissement de la concentration en gaz à effet de serre.

    L’étude de séries de mesures, plus complètes et plus longues, ainsi que l’amélioration de la qualité des modèles de simulation et du nombre des simulations, permettent d’affirmer aujourd’hui que la majeure partie du réchauffement observé depuis le milieu du 20ème siècle peut, avec une très haute probabilité, être attribuée à l’action humaine.

    Les modèles de simulation qui prennent maintenant en compte les aérosols, qu’ils soient d’origine volcanique ou dus à l’action de l’homme, donnent, pour la période qui va de 1100% à 2000, des résultats qui coïncident remarquablement bien avec les observations. 

    La seule prise en compte dans les modèles des variations naturelles ne peut en aucune façon expliquer le réchauffement constaté et la fonte des glaces.

    La coïncidence ne se résume pas aux températures de surface mais aussi aux variations dans la troposphère et dans les quelques premiers milliers de mètres des océans. De la même façon les changements dans la circulation générale de l’atmosphère, tels que le décalage vers les pôles du lit des perturbations, se trouvent vérifiés.

    Enfin le réchauffement, croissant de l’équateur vers les pôles et plus important pour les surfaces continentales que pour les océans, correspond bien à ce qui est observé. 

    Par contre, il est bon de noter, qu’au stade actuel, les modèles sont non conclusifs pour ce qui concerne les modifications aux échelles sous continentales ou locales. De même, les changements dans la circulation générale qui apparaissent dans les simulations, sont plus faibles que ceux observées.

    En conclusion on peut dire que les résultats des modèles de simulation, confortés par les observations, donnent pour une concentration en gaz carbonique de 550 ppm, un réchauffement, par rapport à la période préindustrielle, compris entre 2°C et 4,5°C la meilleure estimation étant de 3°C. 

    Un réchauffement inférieur à 1,5°C est très improbable, alors qu’une valeur supérieure à 4°C n’est pas à exclure, bien qu’ici les résultats des modèles ne soient pas soutenus par les observations. Le rôle dominant de l’accroissement du contenu en vapeur d’eau de l’atmosphère dans ce réchauffement est maintenant mieux compris, tandis que celui des nuages fait encore partie des incertitudes à éclaircir.

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  2. Qu’en est-il pour le climat du futur? 

    Pour projeter ce que pourrait être le climat du futur, il faut connaître la façon dont évolueront les émissions de gaz à effet de serre, évolution qui ne dépend que de la volonté humaine. Aux incertitudes d’ordre scientifique s’ajoutent donc celles qui relèvent du comportement humain.

    D'un point de vue scientifique, ce quatrième rapport bénéficie d'un plus grand nombre de simulations effectuées avec des modèles fortement améliorés, et qui ont été confrontés aux observations existantes. (Par exemple, les estimations faites depuis le premier rapport, qui donnait un réchauffement compris entre 0,15°C et 0,3°C par décennie, se comparent favorablement avec la valeur observée de 0,2°C par décennie). 

    Le quatrième rapport donne le résultat de ces simulations, effectuées en utilisant, pour l’évolution de la concentration des gaz à effet de serre, celles fournies par six scénarios d’évolution des émissions en fonction des activités humaines. Ces 6 scénarios ont été définis par le groupe spécial du GIEC chargé de cette tâche. Il sont contenus dans le SRES (Special Report on Emission Scenarios).

    Les simulations utilisent les concentrations fournies par les différents scénarios sur la période 2000-2100 ; ces concentrations étant supposées constantes au delà de 2100.
    Dans ces conditions, pour les vingt ans à venir, le taux du réchauffement pourrait être de 0,2°C par décennie. Même si la concentration restait limitée à son niveau de 2000, ce taux serait encore 0,1°C.

    Par rapport à la période 1980-1999, le réchauffement pourrait, à la fin du 21ème siècle et selon le scénario choisi, être compris entre 1,7°C et 4,0°C. (Valeur moyenne "Terre entière", qui peut masquer des écarts géographiques de 1 à  3, notamment dans la zone arctique). A chacune des six valeurs moyennes  correspondant aux six scénarios, est attachée une fourchette d’incertitude qui, pour les 2 exemples cités, est respectivement: [1,0 à 2,7] °C et [2,4 à 6,3] °C. 

    Par rapport au troisième rapport, le quatrième sépare donc bien les incertitudes scientifiques liées à la simulation du climat de celles liées au comportement humain.

    Le réchauffement entraîne une diminution de la quantité de CO2 capturée par les océans et les sols ce qui, ajouté à un plus grand nombre de modèles, explique l’élargissement des fourchettes d’incertitude données dans le troisième rapport.

    Pour le niveau moyen des océans, et selon les scénarios déjà décrits pour les températures, l’accroissement irait de 0,28 m [0,19 à 0,37] m à 0,48 m [0,28 à 0,58] m. L’expansion thermique serait responsable pour 60 à 70% de cet accroissement.

    Les valeurs plus faibles que celles qui figuraient dans le troisième rapport tiennent à une meilleure estimation de l’énergie capturée par les océans et à une meilleure appréciation de la fonte des glaces. Si cependant la fonte des glaces du Groenland se poursuivait de manière linéaire par rapport à la situation actuelle, on devrait augmenter de 10 à 25% les valeurs données pour chacun des scénarios.

    Il faut enfin noter que l’accroissement de la quantité de gaz carbonique dissous dans les océans conduit à un accroissement de son acidité et, à terme, à une dissolution des carbonates contenus dans les sédiments des eaux peu profondes et les récifs coralliens.

    Au delà des deux paramètres que sont la température et le niveau des océans, le rapport note les points suivants:

  • Réchauffement croissant avec la latitude, plus important sur les continents que sur les océans.

  • Diminution des glaces dans l’Antarctique et l’Arctique, cet océan pouvant en fin de période être presque totalement libéré en fin d’été.

  • Diminution du nombre de cyclones tropicaux, mais accroissement de leur intensité.

  • Si le réchauffement de l’ordre de celui projeté se poursuivait sur quelques millénaires, la fonte totale des glaces du Groenland pourrait conduire à un accroissement du niveau des océans de quelques 7 m. Les températures projetées, comparables à celles ayant régné il y a 125 000 ans, avaient alors conduit à un niveau 4 à 6 m plus élevé que l’actuel.

  • La température de l’Antarctique devrait rester suffisamment froide pour qu’il n’y ait pas de fonte généralisée des glaces de surface et, par ailleurs, l’accroissement des précipitations devrait plutôt conduire à une augmentation de l’épaisseur de glace.

Enfin, il faut noter la longueur du cycle du gaz carbonique qui fait que les émissions du 21ème siècle devraient conduire à un réchauffement de l’atmosphère, et à une élévation du niveau des océans, qui se poursuivront au delà de mille ans.

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  1. Note complémentaire sur les 6 scénarios

    Les scénarios se répartissent en quatre familles, certaines d’entre elles présentant des variantes. Il est important de noter qu’aucun de ces scénarios ne suppose que l’on impose une contrainte aux émissions, comme par exemple celle résultant de l’application du protocole de Kyoto. Il ne donne aucune estimation de la probabilité de chacun d’entre eux.

    On distingue:

    A1. Le développement économique est très rapide, la population mondiale passe par un maximum vers le milieu du 21ème siècle, et décroît ensuite, et des technologies nouvelles et plus efficaces sont introduites. Cette évolution est véritablement mondiale, le développement des différents États convergent. Cette famille est elle même subdivisée en trois variantes qui dépendent de l’évolution des technologies:

  • A1FI: Utilisation intensive des énergies fossiles

  • A1T: Utilisation d’énergie non fossile

  • A1B: Utilisation mixte.

A2. Le monde reste très hétérogène et le développement se fait sur la base des ressources régionales et locales.


B1. L’évolution mondiale de l’économie et des population sont les mêmes qu’en A1 mais se produit une évolution rapide des structures économiques vers des activités de services.


B2. Le développement est basé sur des solutions locales qui mettent l’accent sur les problèmes sociaux et sur la durabilité. L’accroissement de population a un taux plus faible qu’en A1 et B1, et le développement est moins rapide de même que l’évolution des technologies. Bien que basé aussi sur des préoccupations environnementales et d’équité sociale l’aspect régional et local domine.

 

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