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Le nouveau rapport du GIEC met l’accent sur les niveaux de réchauffement plutôt que sur les scénarios d’émissions. Cela permet d’indiquer la quantité de gaz à effet de serre qui peut encore être émise si l’on veut atteindre, par exemple, l’objectif de 1,5 degrés et à quelles conséquences climatiques il faut s’attendre.
Texte: , EPF de Zurich
À quoi ressemblerait un monde où il ferait en moyenne globale 1½, 2 ou 4 °C plus chaud qu’avant l’industrialisation ? Quelle quantité de gaz à effet de serre peut-elle encore être émise au total pour que le réchauffement planétaire ne dépasse pas une certaine valeur ? Quelles sont les conséquences climatiques prévisibles d’un réchauffement planétaire d’une ampleur donnée ? De telles questions se posent notamment en rapport avec l’accord de Paris sur le climat. Des calculs à l’aide de modèles climatiques apportent des réponses.
Mettre l’accent sur les niveaux de réchauffement présente des avantages
Les projections climatiques pour différents scénarios d’émissions, c’est-à-dire la simulation de l’évolution du climat à l’aide de modèles mathématiques pour différents développements des émissions, sont un élément clé de tous les rapports du GIEC. Dans le nouveau rapport du GIEC, le groupe de travail 1 (« Éléments scientifiques »)1 décrit cette fois également les changements climatiques pour différents niveaux de réchauffement planétaire, par exemple pour un monde 1½, 2 ou 4 °C plus chaud qu’avant l’industrialisation. Il est ainsi possible, avec une certaine marge d’incertitude, de répondre aux questions ci-dessus. L’accent mis sur les changements climatiques dans un monde 1½ ou 2 °C plus chaud est en lien direct avec le débat autour de l’accord de Paris sur le climat.2 Les modélisations pour différents niveaux de réchauffement permettent en outre de montrer l’impact d’une hausse supplémentaire des températures.
La focalisation sur des niveaux de réchauffement planétaire présente des avantages : elle permet en effet d’ignorer certaines incertitudes concernant l’effet des gaz à effet de serre sur le climat (sensibilité climatique) et d’occulter la question de savoir si et quand exactement un niveau de réchauffement est atteint. Il est ainsi possible d’agréger une multitude d’informations et de décrire les changements climatiques par des données concernant seulement trois ou quatre niveaux de réchauffement planétaire, plutôt que par de nombreuses cartes illustrant deux ou trois horizons temporels et quatre à cinq scénarios d’émissions.
Indépendamment du scénario d’émissions
Cependant, cette approche n’est pertinente que si les effets des changements climatiques pour un niveau donné de réchauffement, et notamment leurs manifestations régionales, sont plus ou moins indépendants du scénario d’émissions. En d’autres termes, peu importe qu’un réchauffement planétaire de 2 °C, par exemple, soit atteint dans un avenir proche selon un scénario d’émissions élevées ou seulement après le milieu du siècle selon un scénario d’émissions moyennes : dans les deux situations, il doit conduire à des changements comparables du système climatique. Mais en est-il vraiment ainsi ?
Comme on peut le vérifier à l’aide de modélisations, c’est effectivement plus ou moins le cas pour un nombre étonnant de variables climatiques – du moins dans les cinq scénarios illustratifs que le groupe de travail 1 a examiné de manière approfondie. La structure du réchauffement géographique moyen, par exemple, concorde bien avec le modèle, de même que les changements de l’intensité des extrêmes de chaleur, de froid et même de précipitations. Cela vaut indépendamment du fait qu’un réchauffement de 2 °C soit atteint rapidement dans un scénario d’émissions très élevées ou seulement bien après la seconde moitié du siècle dans un scénario d’émissions moyennes.3,4,5,6,7 L’influence de la concentration d’aérosols ou les changements d’utilisation des sols peuvent certes atténuer ou renforcer régionalement le réchauffement, mais la configuration spatiale reste similaire, tout comme les contributions différentes de chacun des gaz à effet de serre au réchauffement. Même la fonte de la banquise arctique, le dégel du pergélisol ou la diminution de la couverture neigeuse sont, pour un niveau de réchauffement donné, similaires pour tous les scénarios d’émissions et toutes les évolutions temporelles.
Certaines grandeurs du système climatique dépendent toutefois du scénario d’émissions. Les précipitations mondiales, par exemple, augmentent différemment selon que le réchauffement est dû à un accroissement de la concentration de CO2 ou à une diminution de celle des aérosols. Cette constatation est importante également pour l’évaluation des mesures de géo-ingénierie : elle montre que l’impact du réchauffement provoqué par les gaz à effet de serre sur le cycle de l’eau ne peut pas être simplement compensé par la dissémination artificielle d’aérosols, comme cela a été proposé parfois.
Toutefois, les changements régionaux moyens des précipitations pour un réchauffement de 1½ et 2 °C diffèrent nettement moins entre les scénarios qu’entre les différents modèles3 ou même que par hasard, c’est-à-dire en raison de fluctuations aléatoires dans le système climatique (voir figure). C’est pourquoi le RE6 du GIEC comprend également des cartes illustrant les changements des précipitations pour différents niveaux de réchauffement.
Changements retardés dans le système climatique
Pour certains niveaux de réchauffement, des changements à long terme, fortement retardés, du système climatique ne peuvent toutefois pas être associés de manière pertinente. Par exemple, la fonte des glaciers ou des calottes polaires réagit avec retard au réchauffement et continue d’augmenter rapidement même si le réchauffement planétaire se stabilise. Il s’ensuit, entre autres, que le niveau des mers monte encore après une telle stabilisation. Enfin, des parties du cycle du carbone, comme l’absorption de cet élément par la végétation ou les océans, se modifient moins en raison du réchauffement qu’en fonction des émissions de CO2 et donc du scénario d’émissions. C’est pourquoi dans le RE6 du GIEC, les projections pour ces grandeurs sont toujours encore représentées pour différentes fenêtres de temps en fonction des scénarios d’émissions.
Il convient également de noter que les caractères régionaux des conséquences climatiques d’un réchauffement de 1½, 2 ou 4 °C sont généralement représentés pour la première atteinte de ces valeurs et non pour un nouvel état d’équilibre. Si le réchauffement peut être stabilisé à un niveau donné et qu’un nouvel état d’équilibre s’établit, les régimes de températures et d’autres variables peuvent s’adapter encore un peu au cours des décennies et des siècles (King et al. 2020). On s’attend par exemple à ce que la différence entre le réchauffement au-dessus des terres émergées et celui au-dessus des océans diminue un peu avec le temps, sans pour autant disparaître complètement.
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Erich Fischer est senior scientist et enseignant à l’EPF de Zurich. Ses recherches portent, entre autres, sur les extrêmes climatiques et météorologiques. Il a collaboré au 6e rapport d’évaluation du GIEC dans le groupe de travail 1 en qualité d’auteur principal pour le chapitre « Future Global Climate : Scenario-based Projections and Near-term Information ».
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Bibliographie
1IPCC (2021) Climate Change 2021: The Physical Science Basis (WGI). www.ipcc.ch/report/ar6/wg1
2Knutti R, Rogelj J, Sedláček J et al. (2016) A scientific critique of the two-degree climate change target. Nature Geoscience 9: 13–18. doi.org/10.1038/ngeo2595
3IPCC (2021) Climate Change 2021: The Physical Science Basis (WGI). Chapter 4 «Future Global Climate: Scenario-based Projections and Near-term Information». www.ipcc.ch/report/ar6/wg1
4IPCC (2021) Climate Change 2021: The Physical Science Basis (WGI). Chapter 11 «Weather and Climate Extreme Events in a Changing Climate». www.ipcc.ch/report/ar6/wg1
5Fischer EM, Sedláček J, Hawkins E, Knutti R (2014) Models agree on forced response pattern of precipitation and temperature extremes. Geophysical Research Letters 41: 8554–8562. doi.org/10.1002/2014gl062018
6Seneviratne SI, Donat MG, Pitman AJ, Knutti R and Wilby RL (2016) Allowable CO2 emissions based on regional and impact-related climate targets. Nature 529:477–483. doi.org/10.1038/nature16542
7Seneviratne SI, Hauser M (2020) Regional Climate Sensitivity of Climate Extremes in CMIP6 Versus CMIP5 Multimodel Ensembles. Earth’s Future 8: e2019EF001474. doi.org/10.1029/2019ef001474
8King AD, Lane TP, Henley BJ et al. (2020) Global and regional impacts differ between transient and equilibrium warmer worlds. Nature Climate Change 10: 42–47. doi.org/10.1038/s41558-019-0658-7