Une longue étude vient d'être publiée par un groupe de scientifiques à propos de la "sensibilité climatique à l'équilibre" : « An assessment of Earth's climate sensitivity using multiple lines of evidence » (https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/…/10.1…/2019RG000678).

Cette étude marque une grande avancée dans la connaissance du fonctionnement de la machine climatique. Elle est aussi très importante car ses résultats concernent le réchauffement climatique en cours et le niveau qu'il risque d'atteindre.

ECS

La sensibilité climatique, c'est la réponse du système (changement de la température moyenne) à la modification d'un paramètre (un "forçage", c'est-à-dire une contrainte qui influe sur le bilan énergétique du système, rayonnement solaire, incidence des variations orbitales, poussières des volcans, ou encore les perturbations anthropiques, GES, aérosols, etc. - voir : http://www.clubdesargonautes.org/…/sensibilite-du-climat.php).

L'une des grandes questions de la climatologie, depuis des décennies, c'est d'évaluer la "sensibilité climatique à l'équilibre" (Equilibrium Climate Sensitivity, ECS), c'est-à-dire la réaction à long terme du climat à un doublement de la concentration de CO2. C'est une expérience théorique : si l'on double soudainement cette concentration et que l'on laisse le climat se rééquilibrer (avec les nombreuses rétroactions, ce qui prend des siècles, voire des millénaires), quel réchauffement obtient-on au final ? Voir l'article très complet, comme toujours, de Carbon Brief : https://www.carbonbrief.org/explainer-how-scientists-estima…

Cela sous-entend de calculer la réaction du climat à une concentration de CO2 de 560 ppm (partie par million), le double de la concentration préindustrielle (280 ppm ; nous sommes aujourd'hui à 416 ppm : https://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/). Cette concentration pourrait être atteinte dans la seconde moitié du XXIème siècle si des mesures radicales de réduction des émissions ne sont pas prises (https://twitter.com/hausfath/status/1286001076865363968). Il est important de comprendre que l'on va observer ensuite des différences de températures pour une même concentration de CO2, c'est-à-dire un même niveau d'émissions (et non pas des différences de températures en fonction de différents scénarios d'émissions comme c'est souvent le cas).

Histoire

Dès le début du XXème siècle, Svante Arrhenius avait calculé une réaction du climat à un doublement de la concentration de CO2 de 4°C à 6°C (sans que cela ne l'inquiète outre mesure : https://www.encyclopedie-environnement.org/…/penser-le-cha…/). Bien plus tard, l'un des premiers gros rapport sur le changement climatique, le rapport Charney publié en 1979, avançait un chiffre de 3°C, avec une marge d'erreur de +/-1,5°C, soit une plage de 1,5°C à 4,5°C.

Malgré les avancées colossales de la science pendant les décennies qui ont suivi, avec la publication de pas moins de cinq rapports d'évaluation du GIEC synthétisant les résultats de milliers d'études, les scientifiques n'ont pas réussi à affiner cette mesure (voir la troisième figure du post, tirée de cet article de Science : https://www.sciencemag.org/…/after-40-years-researchers-fin…). Dans le dernier rapport d'évaluation du GIEC (AR5, 2013), elle est identique à celle du rapport Charney : 1,5°C-4,5°C.

Incertitude

L'incertitude fait partie des sciences du climat. Elle est en soi une connaissance. Comme l'indique l'une des auteurs de l'étude (https://twitter.com/DrKateMarvel/status/1285941822586576896), « on ne sait pas tout, mais on ne sait pas rien ». Dans le cas de l'ECS, elle est essentiellement due à la complexité des boucles de rétroactions, notamment celles des nuages.
Cependant, il était important de travailler à réduire cette plage afin de mieux comprendre les conséquences potentielles du réchauffement climatique. Si pour une même quantité d'émissions, le climat se réchauffe au final de 1,5°C ou bien de 4,5°C, ce n'est pas du tout la même chose (voir par exemple les différences entre +1,5°C et +2°C dans le rapport spécial du GIEC de 2018 : https://www.ipcc.ch/…/2019/09/IPCC-Special-Report-1.5-SPM_f…).

Enjeux

« This is the number that really controls how bad global warming is going to be. » (extrait de l'article de Science)

Le niveau de l'ECS influe énormément sur l'avenir potentiel du climat, de la Terre, et des sociétés. Comme l'expliquent bien certains des auteurs de l'étude sur The Conversation (https://theconversation.com/the-climate-wont-warm-as-much-a…) :

« La largeur de cette plage de valeurs pose problème. Si la sensibilité du climat à l'équilibre se situe dans la partie inférieure de celle-ci, le changement climatique pourrait être géré avec des politiques nationales relativement souples.

En revanche, une valeur proche de la limite supérieure serait catastrophique si des mesures drastiques n'étaient pas prises pour réduire les émissions et extraire le dioxyde de carbone de l'atmosphère. »

L'étude

C'est pour ces raisons que des chercheurs se sont réunis en 2015 sous l'égide du World Climate Research Programme (WCRP), afin de travailler pour réduire cette plage. Cinq ans plus tard, leurs résultats viennent d'être publiés dans cette étude majeure (166 pages).

Les scientifiques ont travaillé avec trois éléments pour déterminer les valeurs d'ECS possibles : les observations de changements de températures au cours des deux derniers siècles, les reconstructions des températures passés par les paléoclimatologues (en se concentrant sur deux périodes aux concentrations différentes, il y a 20 000 ans et il y a 3 millions d'années) et enfin, les connaissances des mécanismes du système climatique comme les boucles de rétroaction, en particulier celles des nuages (qui peuvent être positives, réchauffantes, ou à l'inverse négatives, refroidissantes). Il ont ensuite utilisé l'approche statistique bayésienne pour assembler l'ensemble et obtenir leurs résultats.

Résultats

Le résultat principal, présenté dans l'abstract, n'est pas l'ECS à proprement parler mais l'"effective climate sensitivity", dont la durée d'équilibre est réduite à 150 ans. Cela donne une plage de 2,6°C-3,9°C pour 66% de chances (le "likely" du GIEC). Elle augmente à 2,3°C-4,7°C pour 90% de chances ("very likely").

L'ECS "normale" est très proche, à 2,6°C-4,1°C (66% ; à comparer donc à la plage 1,5°C-4,5°C du précédent rapport du GIEC, voir la première figure du post tirée, de l’article du New York Times : https://www.nytimes.com/…/global-warming-temperature-range.…) et 2,2°C-4,9°C (90%).

Sous un test statistique dit "de robustesse", elle est de 2,3°C-4,5°C (66%) et 2,0°C-5,7°C (90%).

La répartition de la probabilité en fonction de l'ECS est visible sur le graphique de la figure 24 ci-dessous (tirée de l'étude : https://climateextremes.org.au/…/WCRP_ECS_Final_manuscript_…).

Interprétation

Le but des travaux était de réduire la fourchette des possibilités, et c'est chose faite. Cependant, elle s'est plus réduite d'un côté que de l'autre, et plutôt du "mauvais". Ainsi, on peut retenir deux choses :
- Une bonne nouvelle tout de même, c'est que les hautes valeurs d'ECS, qui mèneraient à un réchauffement important, semblent peu probables (6-18% chances qu'elle soit au-dessus de 4,5°C),
- Une mauvaise nouvelle, c'est que les basses valeurs d'ECS, qui limiteraient le réchauffement, semblent très peu probables (moins de 5% de chances qu'elle soit en-dessous de 2°C).

L'abstract vulgarisé précise :

« En particulier, il semble maintenant extrêmement improbable que la sensibilité du climat puisse être suffisamment faible pour éviter un changement climatique important (bien supérieur à 2°C de réchauffement) dans le cadre d'un scénario futur à fortes émissions. Nous ne pouvons pas exclure que la sensibilité puisse être supérieure à 4,5°C pour un doublement des niveaux de dioxyde de carbone, bien que cela soit peu probable. »

Cela a donc un impact concret sur les politiques climatiques, comme l'expliquent des auteurs dans un autre article sur The Conversation (https://theconversation.com/just-how-sensitive-is-the-clima…) :

« Une implication importante [de ces résultats] est que l'humanité prendrait un risque encore plus grand que ce que l'on pensait auparavant si nous comptions sur une faible sensibilité climatique pour nous permettre d'atteindre l'objectif de l'accord de Paris de maintenir les températures mondiales "bien en dessous" de 2°C au-dessus des niveaux préindustriels, et de "poursuivre les efforts" pour limiter le réchauffement à 1,5°C. Cela confirme donc, une fois de plus, que les émissions de CO2 doivent être rapidement réduites et atteindre le zéro net si l'on veut que les objectifs de Paris aient de bonnes chances d'être atteints. »

Tout reste à faire

Cette étude est certes un grand pas en avant, mais il reste du travail pour continuer d'affiner la plage des valeurs potentielles de l'ECS. Ces résultats vont légèrement à rebours des premiers résultats des modèles du dernier cycle d'évaluation (CMIP6) qui présentaient, pour une partie, des valeurs d'ECS plus élevées qu'auparavant (https://www.carbonbrief.org/cmip6-the-next-generation-of-cl…). De plus, même si les hautes valeurs d'ECS sont peu probables, elles ne sont pas pour autant à exclure, en tout cas pas d'après ces travaux. Il faudra probablement attendre le prochain rapport d'évaluation du GIEC, prévu pour 2021-2022, pour en savoir plus.

Quel scénario suivra-t-on ?

L'incertitude due à l'ECS est une chose, cependant l'essentiel de la marge entre les différents niveaux de réchauffement à échelle 2100 est le fait des scénarios d'émissions, c'est-à-dire des choix de sociétés qui sont et seront effectués d'ici là, comme le présentait une étude publiée ce printemps : https://esd.copernicus.org/…/…/491/2020/esd-11-491-2020.html

Car, comme mentionné en début de post, nous sommes à 416 ppm. Il est encore possible de tout faire pour éviter d'atteindre les 560 ppm du doublement de CO2 (voire plus encore...).

Pour aller plus loin :
- Carbon Brief, "Guest post: Why low-end ‘climate sensitivity’ can now be ruled out" : https://www.carbonbrief.org/guest-post-why-low-end-climate-…
- "Major study rules out super-high and low climate sensitivity to CO₂" : https://arstechnica.com/…/huge-climate-sensitivity-study-s…/
- La courte FAQ de Kate Marvel : https://twitter.com/DrKateMarvel/status/1285989040962052104

Source :

Avec l'aimable autorisation de son auteur pour l'utilisation et sa publication de L' Article de Loïc Giaccone sur notre site !

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