Que dit le nouveau rapport du Giec sur le changement climatique ?

26/08/2017
Auteurs : Michel Petit
Publication REE REE 2013-4
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2013-4:19556
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Que dit le nouveau rapport du Giec sur le changement climatique ?

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16 REE N°4/2013 Le GIEC et ses rapports L e Giec, groupe intergouvernemental d’experts sur l’évolution du climat, a été créé en 1988 sous l’impulsion d’un grand scientifique suédois Bert Bolin avec une triple mission : faire le point des connaissances sur le changement climatique, prévoir ses conséquences et ce qu’on peut faire pour s’y adapter et enfin examiner les possibilités de maîtriser l’ampleur de ce changement. Il est placé sous la double tutelle de l’Organi- sation météorologique mondiale (OMM) et du Programme des Nations Unies sur l’environnement (PNUE). Depuis cette date, il cordonne régulièrement la rédaction d’un rapport général, confiée à trois groupes de travail qui font le point sur chacun des trois volets : analyse scientifique du changement climatique, conséquences et adaptation, mitigation, c’est-à- dire maîtrise des émissions de gaz à effet de serre (ou GES). C’est la contribution du groupe I au 5e rapport qui vient d’être approuvée fin septembre. Les rapports précédents datent de 1990, 1995, 2001 et 2007. Comme il est de règle au sein du Giec, cette contribution analyse tous les travaux publiés et présente tous les points de vues et toutes les in- certitudes. Elle se doit d’être pertinente pour les décideurs, mais s’interdit toute recommandation politique. Pour 60 % d’entre eux, les auteurs du cinquième rapport ne sont pas ceux qui ont participé au rapport précédent. Le rapport final a été précédé d’une large consultation de la communauté scientifique internationale. Une première version du rapport a été soumise, du 16 décembre 2011 au 10 février 2012, à l’avis de tous les experts mondiaux connus ou désignés, soit par les états membres, soit par les ONG concernées qui ont un statut d’observateur. Les commentaires reçus ont été regroupés ligne par ligne. On sait ainsi que la ligne 15 de la page 28 du chapitre 6 a recueilli huit commentaires. Le sort réservé par les auteurs du chapitre à chacun des commen- taires est enregistré et disponible pour tous. Une 2e version a été rédigée et soumise, du 5 octobre au 30 novembre 2012, aux mêmes experts et à tous les gouvernements membres du Giec qui peuvent consulter leurs propres experts et en- voyer une série consolidée de commentaires. Ces commen- taires ont été traités comme ceux faits sur la 1ère version. La version finale n’a été rédigée qu’après ces allers-retours et a été approuvée en assemblée plénière en septembre 2013. Il faut ajouter que chaque contribution d’un groupe au rap- port est résumée dans un sommaire pour décideurs qui est approuvé mot à mot lors de l’assemblée plénière. Ainsi, une version préliminaire de ce sommaire avait été soumise aux gouvernements du 7 juin au 2 août 2013. La lourdeur de ce processus est la contrepartie du sérieux de la procédure d’examen mondial des rapports qui est sans équivalent. Les rapports du Giec peuvent donc être consi- dérés comme des documents fiables, reflétant non les vues de quelques individualités ou coteries, mais comme l’ana- lyse objective des connaissances scientifiques sur un sujet qui concerne le devenir de notre cadre de vie. De plus, le degré de certitude de chaque conclusion est clairement indi- qué, ainsi que les controverses éventuelles. Dans cet article, toutes les figures sont tirées du dernier rapport du Giec. La compréhension du climat Avant d’aborder le problème de l’influence humaine sur le climat, il est utile de rappeler l’histoire de la science du climat qui n’est pas neuve et balbutiante, comme certains tentent de le faire croire. Il y a près de deux siècles que Fourier, un spécialiste de la conduction de la chaleur dans les solides, a cherché à évaluer si le transfert de la chaleur du noyau de la Terre vers sa surface pouvait expliquer la température qui y régnait. Comme souvent en recherche, ses travaux débou- chèrent sur quelque chose de très différent. Il s’aperçut que la chaleur reçue du Soleil était beaucoup plus grande que la chaleur issue du sous-sol. La puissance du flux lumineux solaire qui éclaire la Terre est de 1,3 kW par m² de surface perpendiculaire aux rayons solaires. Un tiers environ de ce rayonnement est réfléchi dans l’espace par l’atmosphère et le sol et les deux tiers restants sont absorbés essentiellement par la surface du sol et de la mer. L’énergie reçue par m² dépend de l’angle des rayons solaires par rapport au sol. Elle est donc plus forte au voisinage de l’équateur qu’au voisinage des pôles. Il en résulte un mouvement des eaux océaniques et des gaz atmosphériques qui tend à réduire cet écart. Ce dernier constitue donc un moteur essentiel des courants d’ensemble qui affectent l’océan et l’atmosphère et redistri- buent aux diverses latitudes l’énergie fournie par le soleil. Que dit le nouveau rapport du Giec sur le changement climatique ? L'ARTICLE INVITÉ MICHEL PETIT Membre correspondant de l’Académie des sciences REE N°4/2013 17 L'ARTICLE INVITÉ Considérée dans sa globalité, la surface de la Terre (océans et continents) absorbe jour après jour du rayonne- ment solaire et elle ne peut cesser de se réchauffer indéfi- niment qu’en évacuant dans l’espace une quantité d’énergie égale à celle qu’elle reçoit. Elle le fait en envoyant elle-même dans l’espace des ondes de même nature que les ondes lumineuses du Soleil. Compte tenu de sa température qui est beaucoup plus faible, ces ondes sont d’une longueur d’onde plus grande, dans l’infrarouge qui est invisible pour l’œil humain. Ce rayonnement commence par traverser l’atmos- phère et plus cette dernière contient de gaz ayant la propriété de l’absorber, moins grande est l’énergie qui peut s’échapper dans l’espace. La présence de tels gaz tend donc à accroître la température de la Terre. On dit ces gaz produisent un effet de serre, par analogie avec l’un des phénomènes qui sur- viennent dans les serres des jardiniers. Ce phénomène est bien présent dans les serres de jardinier mais en outre, ces dernières éliminent les pertes de chaleur par conduction et convection qui n’existent pas pour la Terre isolée dans le mi- lieu interplanétaire. Ce terme « effet de serre » peut introduire une ambigüité, même si son emploi s’est généralisé. L’atmosphère de la Terre contient naturellement de la vapeur d’eau et du gaz carbonique (CO2 ) qui sont des gaz à effet de serre (GES) et sans leur présence, la température au sol serait inférieure d’une trentaine de degrés à ce qu’elle est : l’effet de serre a permis l’apparition de la vie. Les autres planètes sont régies par les mêmes lois physiques et c’est ainsi que l’atmosphère dense de Vénus, composée essentiel- lement de CO2 , donne lieu à un effet de serre très important qui explique la température de 450 °C qui y règne. Les variations naturelles du climat Indépendamment des activités humaines, le climat de la Terre évolue sous l’influence de causes naturelles qui ont toujours existé et continueront à jouer un rôle certain. Depuis sa naissance, le climat de la Terre a beaucoup changé, la composition de son atmosphère et la position des continents ayant beaucoup varié. Pour se limiter aux évolutions au cours du dernier million d’années durant lequel l’espèce humaine s'est répandue, les variations observées peuvent être expli- quées par les phénomènes naturels suivants : Soleil, à cause de l’attraction des autres planètes et de la Lune : - L’axe de rotation autour duquel la planète tourne sur elle- même en un jour est plus ou moins incliné par rapport au plan dans lequel elle accomplit sa rotation annuelle autour du Soleil ; - L’aplatissement de l’ellipse qu’elle décrit dans ce plan est plus ou moins marqué ; - Le mois au cours duquel la Terre est au plus près du Soleil varie lui aussi. Toutes ces variations se produisent lentement, avec des périodes qui se mesurent en dizaines de milliers d’années. Elles provoquent des changements dans la manière dont le Soleil éclaire notre planète et sont à l’origine des grands cycles glaciaires-interglaciaires dont l’amplitude est de l’ordre de 4 à 5° C et la périodicité d’environ 100 000 ans. Nous sommes depuis 10 000 ans dans une période inter- glaciaire, donc chaude. L’existence de ces cycles glaciaires au cours du dernier million d’années a été mise en évidence par des études géologiques et confirmée par l’analyse de ca- rottes de glace prélevées dans l’Antarctique jusqu’à une pro- fondeur de 3 km. Ces carottes contiennent des bulles d’air dont l’âge croît avec la profondeur. L’air initialement présent entre les flocons de neige a été piégé dans la glace qui s’est formée à partir de la neige tassée par le poids des précipita- tions ultérieures. Sa teneur en CO2 peut ainsi être mesurée et la composition isotopique1 de l’eau qu’elle contient permet de reconstituer la température. Des carottes prélevées à dif- férentes profondeurs ont permis de reconstituer la tempéra- ture et la teneur en CO2 au cours des derniers 800 000 ans. en particulier par la présence de tâches à sa surface, dont le nombre varie avec un cycle de 11 ans. La variation de ce rayonnement solaire se produit essentiellement dans la gamme de l’ultraviolet et affecte donc le comportement des parties les plus élevées de l’atmosphère terrestre qui l’absorbent : ionosphère (altitude de 100 km et au- delà) et, dans une moindre mesure, stratosphère (altitude d’environ 30 km). Ces variations ne concernent que très peu l’énergie totale rayonnée par le Soleil et leur influence n’est que très faible sur les phénomènes climatiques. Il existe aussi des variations à long terme du rayonnement total du Soleil, comme l’accroissement observé depuis le minimum, « dit de Maunder », à la fin du 17ème siècle, dans le nombre des tâches solaires, mais leur amplitude limitée ne saurait expliquer les variations du climat, au cours des dernières décennies. D’après le dernier rapport du Giec, il semble acquis que les changements dans le rayonnement solaire total mesurés par satellite, n’ont pas contribué à l’accroissement de la température de surface au cours de la période 1966-2008. un rôle sur la température au sol. Lors des fortes éruptions volcaniques, des poussières atteignent la stratosphère (au- 1 Deux isotopes ont les mêmes propriétés chimiques, mais leur masse ato- mique est différente et ils se comportent différemment lors des processus d’évaporation et de condensation de l’eau. Les glaces polaires résultant des chutes de neige sont en conséquence plus riches en isotopes lourds que l’océan. La composition isotopique des glaces polaires permet donc de reconstituer la température. Une explication plus complète requiert de longs développements qu’on trouvera dans des ouvrages spécialisés, par exemple « Incertitudes sur le climat » de Katia et Guy Laval (éditions Belin 2013) dont l’intérêt va bien au-delà de cette question particulière. 18 REE N°4/2013 L'ARTICLE INVITÉ dessus de 15 km) et peuvent y rester pendant une ou deux années avant de retomber sur le sol. Ces particules consti- tuées essentiellement d’oxydes de soufre jouent un rôle d’écran pour le flux solaire incident, ce qui a pour effet de refroidir la surface. Lors de la dernière grande éruption du mont Pinatubo en 1991, un tel refroidissement de 0,5° C a été observé sur une grande partie de la planète. Mais tous ces effets ne survivent à l’éruption que pendant un à deux ans. Seul un volcanisme intense, bien supérieur à celui que nous connaissons pourrait avoir un effet à long terme sur le climat2 . Les instabilités du système climatique peuvent provoquer des variations purement locales du climat qui sont elles aussi d’origine naturelle et dont l’explication reste souvent un sujet de recherche. L’effet de serre anthropique, c’est-à-dire provoqué par les activités humaines Depuis le début de l’ère industrielle, les activités humaines ont ajouté à ces causes naturelles de nouvelles causes de variation liées au changement de la composition de l’atmos- phère qu’induisent leurs émissions de GES. Pour les besoins de l’industrie, du transport et de l’habitat, nous utilisons des 2 Une des hypothèses pour expliquer l’extinction des dinosaures fait appel à un épisode de volcanisme intense. combustibles fossiles, nous brûlons des forêts et rejetons dans l’atmosphère le gaz carbonique résultant. En outre, nous développons l’agriculture, en employant des engrais azotés, et l’élevage pour produire une alimentation de plus en plus carnée, l’appareil digestif des ruminants produisant du méthane libéré par les voies naturelles. Le changement de la composition de l’atmosphère L’observation systématique de l’atmosphère montre de façon incontestable une augmentation, depuis un peu plus d’un siècle, de sa teneur en GES : gaz carbonique (CO2 ), méthane (CH4 ), protoxyde d’azote (N2 O). Pour se limiter au plus important d’entre eux, le nombre de molécules de CO2 qu’on trouve dans un million de molécules d’air est passé de 280 en 1850, avant le début de l’ère industrielle à 400 aujourd’hui. On dit 280 ou 400 ppm, ppm étant l’abréviation de parties par million. Les figures 1 et 2 tirées du dernier rapport du Giec montrent l’évolution de la concentration du CO2 dans l’atmosphère et de sa pression partielle à la surface de l’océan. Cette augmentation annuelle de la concentration ne représente à peu près que la moitié de ce qu’elle serait si l’atmosphère avait retenu la totalité du gaz carbonique que l’humanité produit chaque année en brûlant du charbon, du Figure 1: Variations de la concentration de CO2 observée au Mauna Loa (Hawaii) en rouge et au pôle Sud en bleu foncé. Figure 2 : Variations de la pression partielle du CO2 à la surface de l’océan (courbes du haut) et de l’acidité de l’océan mesurée par son pH (courbes du bas) en trois stations, deux en Atlantique, une dans le Pacifique. REE N°4/2013 19 L'ARTICLE INVITÉ pétrole et du gaz naturel. L’autre moitié du gaz carbonique produit est absorbée par l’océan et la biosphère. Cette ab- sorption par l’océan est responsable de la diminution du pH de l’océan (voir figure 2) qui peut provoquer la dissolution de la coquille de certains animaux marins : on observe une acidification des océans. Il est donc très vraisemblable que l’utilisation des combustibles fossiles soit responsable du changement de composition atmosphérique observé. Une autre confirmation est donnée par la diminution observée, bien que très faible en valeur relative, de la concentration d’oxygène dans l’air, l’oxygène nécessaire à la fabrication du CO2 additionnel ayant été prélevé dans l’atmosphère. Enfin, des mesures de composition isotopique du carbone atmos- phérique viennent compléter le faisceau d’arguments qui permettent d’attribuer de façon certaine le changement de la composition atmosphérique aux activités humaines. Le changement climatique observé D’après le dernier rapport du Giec, on a observé, sans équivoque, une augmentation de la température moyenne du globe qui est estimée à 0,85° (à plus ou moins 0,2° près), de 1880 à 2012. Les figures 3 et 4 ci-après, montrent la variation de la température moyenne annuelle estimée par trois laboratoires différents, la différence faible entre leurs résultats provenant essentiellement de la manière de trai- ter statistiquement l’absence de données fiables en certains points du globe. On lit parfois l’assertion que « le réchauffement s’est arrêté au début du siècle ». Il est vrai que depuis une quinzaine d’années, on ne peut déceler aucune tendance à l’augmen- tation des températures. Mais, ce n’est pas la première fois : dans les observations du siècle dernier, on peut tracer des marches d’escalier (voir par exemple l’animation du site http://specularphoto.com/blog/2013/09/16/creationist- climate-science/escalator_2012_500/) et au cours de chaque marche, aucun accroissement significatif ne peut être mis en évidence, bien que l’augmentation à long terme soit indéniable. Cela signifie qu’aucune conclusion ne peut vala- blement être tirée sur une période de 10 ans d’observations, prise isolément. Par contre, la variation dans le temps de la moyenne sur 10 ans est significative, comme l’illustre le pan- neau inférieur de la figure 3. La variabilité aléatoire du climat d’une année à l’autre est un fait d’expérience courante et n’a rien de surprenant en raison de la complexité et de la non- linéarité du système climatique. Des stagnations temporaires peuvent parfaitement être la conséquence de la dynamique des océans. Actuellement, la Terre ne s’est pas encore suffi- samment réchauffée pour que cet accroissement de tempé- rature la conduise à rayonner assez pour compenser l’absorp- tion provoquée par l’augmentation de la concentration des GES dans son atmosphère. L’énergie qu’elle reçoit est donc supérieure à celle qu’elle émet et c’est cette différence qui conduit au réchauffement. Mais la quantité physique primor- diale est cette quantité de chaleur et, selon les estimations Figure 3 : Variation de la température de surface (terre et mer), en moyenne mondiale de 1850 à 2012, pour trois ensembles de données. 20 REE N°4/2013 L'ARTICLE INVITÉ rapportées par le Giec, elle est stockée à plus de 90 % par les océans, plus de 60 % correspondant aux couches super- ficielles 0-700 m. On voit donc que si des mouvements des masses d’eau océaniques transportent de l’énergie vers les profondeurs en quantité variable d’une année à l’autre, les variations de la température de surface ne seront pas le reflet fidèle de la chaleur excédentaire. La figure 4 montre que le réchauffement n’est pas uni- formément réparti, les océans ont un effet régulateur sur les températures bien connu et se réchauffent naturelle- ment moins vite que les continents. On observe en outre que l’accroissement de la température est particulièrement important dans les régions les plus septentrionales d’Amé- rique, d’Europe et d’Asie. Ce résultat qui peut paraître sur- prenant est dû au fait que la turbulence de l’atmosphère diminue quand la latitude croît et que la fonte de la glace et de la neige qui sont des surfaces blanches réfléchis- santes, diminue la part de l’énergie solaire réfléchie vers l’espace. Bien d’autres indicateurs que la température globale confir- ment le réchauffement mondial : mesures locales de la tem- pérature, fonte des glaciers sur tous les continents et à toutes les latitudes, fonte accrue de la banquise en été, diminution de l’enneigement dans l’hémisphère nord, élévation du niveau de la mer (3 mm par an) due pour partie à la dilatation de l’eau dont la température augmente et pour partie à la fonte des glaces continentales, changements observés de systèmes physiques et biologiques cohérents avec les augmentations locales de température. La figure 5 illustre certaines de ces variations. Figure 5 : Divers indicateurs du changement climatique mondial. Figure 4 : Variation de température de surface observée de 1901 à 2012. REE N°4/2013 21 L'ARTICLE INVITÉ Les précipitations sont également affectées par ce chan- gement climatique, certaines régions étant plus arrosées et d’autres moins. La modélisation numérique du climat Les modèles climatiques simulent numériquement les processus physiques bien connus qui régissent la dynamique et la thermodynamique des fluides (océan et atmosphère) et les échanges d’énergie entre le rayonnement infrarouge et les molécules de GES (des expériences en laboratoire et la mécanique quantique ont permis de déterminer avec précision les spectres d’absorption correspondants). Les ordinateurs sont des auxiliaires indispensables pour décrire ces phénomènes complexes obéissant à des équations non linéaires dans un milieu stratifié verticalement et variable horizontalement. L’utilisation d’ordinateurs est parfois consi- dérée comme introduisant un doute sous l’argument falla- cieux que certaines modélisations numériques, dans d’autres domaines, ont conduit à des résultats démentis par l’expé- rience. Or dans tous les cas, ce n’est pas l’ordinateur qui est responsable des succès et des échecs. Ce qui importe, c’est la bonne connaissance des phénomènes qu’on se propose de reproduire numériquement. Les résultats des modélisa- tions du climat sont cependant affectés d’incertitudes, liées pour l’essentiel à l’impossibilité pratique de simuler, dans des temps de calcul réalistes, les phénomènes de faible échelle spatiale (inférieure à 100 km). Les modélisateurs sont donc conduits à introduire des paramètres les décrivant de façon empirique. L’incertitude sur les résultats est évaluée en com- parant la sortie des modèles pour les diverses paramétri- sations envisageables. C’est ainsi que l’augmentation de la température moyenne mondiale provoquée par un double- ment de la concentration des GES est estimée comme étant vraisemblablement dans la fourchette 1,5 à 4,5 °C. La vali- dation des modèles climatiques repose sur leur capacité à reproduire les phénomènes météorologiques observés et les évolutions passées du climat. Une critique récurrente des modèles leur reproche de « négliger le rôle de la vapeur d’eau alors qu’il est essentiel » mais elle est infondée. Certes, la vapeur d’eau est le plus efficace des GES présents dans l’atmosphère. Son action est responsable de 60 % de « l’effet de serre » naturel sans lequel la Terre connaîtrait une température d’une trentaine de degrés inférieure à ce qu’elle est. Par contre, l’injection de vapeur d’eau dans l’atmosphère est sans effet durable sur sa concentration dans l’atmosphère, dans la mesure, où sa durée de résidence dans l’atmosphère n’est que de une à deux semaines. Cette injection ne modifie donc pas le cli- mat. En revanche, la durée de vie atmosphérique du CO2 est supérieure à un siècle et sa concentration dans l’atmosphère est modifiée durablement par les rejets humains qui peuvent donc induire une évolution du climat. Si la vapeur d’eau n’est pas directement responsable du changement climatique, elle y joue cependant un rôle : l’augmentation de la tempéra- ture provoque un accroissement de sa concentration dans l’atmosphère qui provoque un réchauffement complémen- taire et crée une boucle de réaction amplificatrice que les modèles prennent en compte. Cependant, le comportement de la vapeur d’eau est au premier rang des phénomènes de petite échelle qui sont la source principale des incertitudes sur le résultat des modélisations. Une augmentation de la vapeur d’eau atmosphérique a été effectivement observée au cours des vingt dernières années. La comparaison des résultats des modèles avec les observations récentes L’observation de l’augmentation de la température moyen- ne mondiale est qualitativement en accord avec le change- ment de composition observé de l’atmosphère. Grâce aux modèles numériques de simulation du climat, il est possible d’examiner si les réchauffements observés sont quantitati- vement cohérents avec les résultats des modèles. Lorsque ces derniers prennent en compte la totalité des phénomènes connus d’origine naturelle ou humaine, leurs résultats sont en accord satisfaisant avec les observations qu’il s’agisse de la température moyenne mondiale, de la température moyenne des continents, de la température moyenne des océans. Bien que les sources d’erreur croissent lorsqu’on s’in- téresse à des régions plus localisées, l’accord reste significatif pour chacun des continents pris individuellement. Par contre, le désaccord est flagrant entre les observa- tions et les résultats des modélisations dans lesquelles on a délibérément ignoré les changements de transfert d’énergie induits par la présence accrue de GES entre les molécules de ces gaz et le rayonnement infrarouge. Autrement dit, les phénomènes naturels n’expliquent pas les observations récentes. Les changements climatiques du XXIe siècle Seuls, les modèles numériques simulant les phénomènes réels permettent d’estimer les modifications que les émissions anthropiques pourraient faire subir au climat mondial au cours des décennies à venir. Encore faut-il, pour cela, les alimenter par une évolution de ces émissions. Les rapports précédents faisaient appel à une prospective fondée sur l’évolution de fac- teurs humains, tels que la démographie, la vitesse de dévelop- pement économique, la nature des échanges, les comporte- ments. Ces scénarios pavaient le domaine du possible mais présentaient un double inconvénient. Ils nécessitaient d’être remis à jour périodiquement et ne prenaient pas en compte les actions volontaristes que l’on pouvait envisager. Depuis, une approche différente a été adoptée par la communauté 22 REE N°4/2013 L'ARTICLE INVITÉ scientifique et le nouveau rapport utilise la notion de « RCP ». Au lieu d’utiliser les scénarios d’émissions des prospectivistes, les travaux des scientifiques sont fondés sur quatre « évolu- tions des émissions représentatives des concentrations » (en anglais : representative concentration pathways, en abrégé RCP) qui ont été choisies de manière à couvrir l’ensemble des possibilités, allant de celles qui correspondent au laisser- faire, à celles qui correspondent à des réductions très sévères des émissions de GES. Cette nouvelle approche permet de traiter la science du climat, indépendamment des analyses socio-économiques : le climat ne dépend que de l’évolution des concentrations tandis qu’une évolution donnée de ces dernières peut résulter de diverses projections socio-écono- miques. Des scénarios socio-économiques permettront d’éva- luer la possibilité de réaliser ces RCP. Cette démarche parallèle à celle des modélisateurs du climat, permettra de disposer en même temps, d’une estimation des changements du climat et des évolutions socio-économiques correspondantes. Quatre RCP ont été retenues et sont labellisées par la valeur approxi- mative de l’accroissement du flux de chaleur qu’ils induiront en 2100, soit 2,6, 4,5, 6, 8,5 W/m². Elles correspondent à des concentrations équivalentes en CO2 en 2100 de respective- ment 475, 630, 800, 1310 ppm. L’introduction de cette notion de concentration équivalente est un moyen commode, en dépit des différences d’absorption du rayonnement infrarouge d’un GES à l’autre, d’exprimer leur effet cumulé. La concen- tration équivalente est la quantité de CO2 qui, à elle seule, produirait cet effet. Figure 6 : Comparaison des observations et des simulations numériques pour trois indicateurs relatifs à l’atmosphère, à la cryosphère et à l’océan. REE N°4/2013 23 L'ARTICLE INVITÉ La figure 7 donne, pour diverses RCP, les résultats des modèles climatiques avec leurs incertitudes. Pour toutes les RCP, le changement de température pour la fin du 21e siècle sera vraisemblablement supérieur à 1,5° C par rapport à la période 1850-1900 et se poursuivra au-delà de 2100, sauf pour la RCP 2,6. La limite de deux degrés sera vraisemblablement dépassée pour les RCP 6 et 8,5. La variabi- lité interannuelle et décennale continuera à être présente et le réchauffement ne sera pas géographiquement uniforme. En ce qui concerne les précipitations, le contraste entre les régions humides et sèches, ainsi qu’entre les saisons humides et sèches va augmenter, même s’il peut y avoir des exceptions dans certaines régions. L’océan mondial va continuer à se réchauffer au cours du 21e siècle. La chaleur va pénétrer de la surface vers l’océan profond et affecter la circulation océanique. Sur la même période, il est très probable que la banquise arctique continue à rétrécir et à s’amincir, que dans l’hémis- phère nord la couverture neigeuse printanière diminue et que le volume des glaciers continue à décroître. Le niveau global moyen de la mer va continuer, pour toutes les RCP, à s’élever à une vitesse dépassant celle obser- vée pendant la période 1971-2010. Les modifications induites par le changement climatique dans le cycle du carbone vont accentuer l’augmentation du CO2 dans l’atmosphère. La poursuite de l’absorption du car- bone par l’océan va accroître l’acidification de l’océan. Stabilisation ou évolution inéluctable du climat De nombreux aspects du changement climatique vont per- sister pendant des siècles même si on stoppe les émissions de Figure 8 : Augmentation de la température moyenne mondiale de surface en fonction des émissions cumulées de CO2 , selon les diverses approches. Les résultats des modèles climatiques sont indiqués par des lignes colorées ainsi que des points matérialisant les moyennes décennales. Les résultats des modèles pour la période historique (1860-2010) sont indiqués en noir. La zone colorée correspond aux quatre RCP et s’atténue à mesure que le nombre de modélisations disponibles décroît. Les dates auxquelles correspondent certaines données figurent près du point correspondant. La ligne noire fine et la zone grisée qui l’entoure correspondent à la modélisation des effets d’une augmentation de la concentration de CO2 de 1 % par an, pour un montant donné des émissions de CO2 . Cette dernière simulation montre un réchauffement inférieur à ceux qui correspondent aux différentes RCP qui incluent d’autres GES. Toutes ces valeurs sont données par rapport à la période 1861-1880. Figure 7 : Modélisations de l’évolution de la température de surface, du pH de l’océan et du niveau de la mer au cours du XXIe siècle. 24 REE N°4/2013 L'ARTICLE INVITÉ CO2 , le GES dont l’effet domine celui de tous les autres et dont la durée de vie est la plus grande. Il s’agit d’un changement substantiel, multiséculaire et inéluctable du climat, causé par les émissions passées, présentes et futures de CO2 . Le dernier rapport du Giec met en évidence une relation quasi li- néaire entre les émissions totales cumulées de CO2 et la réponse de la température moyenne mondiale (figure 8) où les émissions sont carac- térisées par le nombre de tonnes de carbone (qu’il faut multiplier par le rapport entre leur masse moléculaire soit 3,66 pour avoir la masse de CO2 correspondante). Cette relation donne une mesure de l’effort à accomplir mondialement pour limiter l’augmentation de la tem- pérature et l’ampleur correspondante du changement climatique global. Pour qu’une augmentation de température de moins de 2° C ait une probabilité supérieure à 2/3 de se produire, il faudrait que les émissions globales de CO2 , compte tenu des autres GES, n’excèdent pas 800GtC.Lecumuldesémissionstotalespasséesjusqu’en2011 est évalué à 530 GtC. Il faudrait donc que nous n’émettions à l’avenir pas plus de 270 GtC, alors que les diverses émissions résultant des ac- tivités humaines sont annuellement de 10 GtC et qu’elles ne cessent de croître. D’ici un petit nombre de siècles, tous les combustibles fossiles auront été épuisés et ne pourront plus nous ali- menter en énergie à faible coût. Il nous faudra bien alors apprendre à nous en passer dans un contexte de tension mondiale. Le faire dès aujourd’hui per- mettra d’éviter une crise de l’énergie et, si nous agissons rapidement, d’éviter à l’humanité tous les inconvénients d’un bouleversement brutal, en quelques décennies, du climat qui a permis son développement. Michel Petit, ancien élève de l’Ecole Polytech- nique et de Télécom ParisTech, a été chercheur en physique de l’ionosphère et de la magnétos- phère ; membre correspondant de l’Académie des sciences, il a dirigé l’Institut national d’astro- nomie et de géophysique du CNRS et exercé d’importantes responsabilités scientifiques, dans divers ministères et comme directeur général adjoint pour la recherche à l’X. Ancien membre du bureau du GIEC, il a pré- sidé la Société française de météorologie de 2001 à 2008 ; il préside le conseil d’administra- tion de l’Institut océanographique (Fondation Albert 1er Prince de Monaco). Il est présentateur, avec Eric Orsenna, et coordinateur de « Climat : une planète et des hommes » (Editions du Cherche Midi 2011) auquel la REE 2011-6 a consacré sa chronique.