Bilan 2001 des changements climatiques : Les éléments scientifiques

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Les aérosols d’origine anthropique ont une durée de vie courte dans l’atmosphère et la plupart d'entre eux produisent un forçage radiatif négatif.

• Les principales sources d'aérosols anthropiques sont la combustion des combustibles fossiles et de la biomasse. Ces sources sont également liées à la dégradation de la qualité de l'air et aux retombées acides.
  
  
• Depuis le Deuxième Rapport d'évaluation, des progrès significatifs ont été enregistrés en ce qui concerne une quantification plus précise des rôles radiatifs directs des différents types d'aérosols. On estime que le forçage radiatif direct est de -0,4 Wm^-2 pour les sulfates, de -0,2 Wm^-2 pour les aérosols provenant de la combustion de la biomasse, de -0,1 Wm^-2 pour les aérosols carbonés organiques provenant de la combustion des combustibles fossiles et de +0,2 Wm^-2 pour les aérosols carbonés noirs provenant de la combustion des combustibles fossiles. Les experts sont beaucoup moins confiants dans leur capacité à quantifier l'effet direct total des aérosols et son évolution dans le temps que l'effet et l'évolution des gaz susmentionnés. Les aérosols varient également considérablement selon les régions et réagissent rapidement aux changements dans les émissions.
  
  
• Outre leur forçage radiatif direct, les aérosols ont un forçage radiatif indirect de par leurs effets sur les nuages. Il existe aujourd'hui davantage d'éléments de preuve de l’existence de cet effet indirect, qui est négatif, mais dont l'ampleur reste très incertaine.
  

Au siècle dernier, les facteurs naturels n'ont que peu contribué au forçage radiatif.

• Le forçage radiatif dû aux changements dans le rayonnement solaire observés depuis 1750 est estimé à environ +0,3 Wm^-2, et la plus grosse partie de ce forçage est survenue au cours de la première moitié du XXe siècle. Depuis la fin des années 70, les instruments embarqués sur les satellites ont observé de faibles oscillations dues au cycle solaire de 11 ans. On a proposé un certain nombre de mécanismes visant à amplifier les effets du Soleil sur le climat, mais ces mécanismes ne peuvent pour le moment s'appuyer sur des théories ou des observations rigoureuses.
  
  
• Les aérosols stratosphériques émis lors des éruptions volcaniques explosives engendrent un forçage négatif qui dure quelques années. Plusieurs éruptions majeures ont eu lieu au cours des périodes 1880 - 1920 et 1960 - 1991.
  
  
• Selon les estimations, l'évolution combinée du forçage radiatif due aux deux principaux facteurs naturels (la variation du rayonnement solaire et les aérosols volcaniques) a été négative ces 20, voire 40 dernières années.
  

Il y a une confiance accrue dans la capacité des modèles à projeter l'évolution future du climat

Figure SPM 4 — La simulation des variations de température de la Terre et la comparaison des résultats aux changements mesurés permettent de mieux connaître les causes profondes des principaux changements. Un modèle climatique peut être utilisé pour simuler les changements de température dus à la fois à des causes naturelles et à des causes anthropiques. Les simulations représentées par la bande large dans a) n'ont été effectuées qu'avec les forçages naturels: la variation du rayonnement solaire et de l'activité volcanique. Les simulations comprises dans la bande large de la Figure b) ont été effectuées avec les forçages anthropiques: les gaz à effet de serre et une estimation des aérosols sulfatés, et les estimations comprises dans la bande large de la Figure c) ont été effectuées à la fois avec les forçages naturels et avec les forçages anthropiques. La Figure b) montre que l'inclusion des forçages anthropiques offre une explication plausible pour une partie importante des changements de température observés au siècle dernier, mais la correspondance la plus étroite avec les observations est obtenue dans la Figure c), dans laquelle sont inclus à la fois les facteurs naturels et les facteurs anthropiques. Ces résultats montrent que les forçages inclus sont suffisants pour expliquer les changements observés, sans exclure pour autant la possibilité que d'autres forçages puissent eux aussi avoir contribué à ces changements. Les bandes larges des résultats du modèle présentées ici ont été obtenues en appliquant à quatre reprises le même modèle. Des résultats semblables à ceux de la Figure b) ont été obtenus avec d'autres modèles incluant le forçage anthropique. [Basé sur le Chapitre 12, Figure 12.7].

• Les connaissances relatives à l'évolution du climat et leur incorporation dans les modèles climatiques se sont améliorées, notamment en ce qui concerne la vapeur d'eau, la dynamique des glaces de mer et le transport thermique océanique.
  
  
• Certains modèles récents produisent des simulations satisfaisantes du climat actuel sans que l'on ait besoin de procéder à des ajustements non physiques des flux de chaleur et d'eau à l'interface entre les océans et l'atmosphère, comme cela avait é té le cas pour les modèles précédents.
  
  
• Les simulations comprenant des estimations du forçage naturel et anthropique reproduisent les changements à grande échelle observés dans la température à la surface tout au long du XXe siècle (figure SPM 4). Mais les contributions de certains autres processus et forçages n'ont parfois pas été incluses dans les modèles. Il n'en demeure pas moins que le degré de cohérence, à grande échelle, entre les modèles et les observations permet de contrôler de manière indépendante les projections des taux de réchauffement au cours des prochaines décennies en fonction de tel ou tel scénario d'émissions.
  
  
• Certains aspects des simulations à l’aide de modèles de l'ENSO, des moussons et de l'oscillation de l'Atlantique Nord, de même que de certaines périodes climatiques passées ont été améliorés.
  

De nouvelles preuves, mieux étayées que par le passé, viennent confirmer que la majeure partie du réchauffement observé ces 50 dernières années est imputable aux activités humaines

• La période de relevé des températures est aujourd'hui plus longue, les données ont été étudiées de plus près et il existe de nouvelles estimations de la variabilité basées sur des modèles. Il est très improbable⁷ que le réchauffement observé ces 100 dernières années soit dû à la seule variabilité interne, comme l'estiment les modèles actuels. Les reconstitutions des données climatiques pour les 1000 dernières années (figure SPM 1b) montrent également que ce réchauffement a été inhabituel et qu'il est improbable⁷ qu'il soit entièrement d'origine naturelle.
  
  
• Il existe de nouvelles estimations de la réaction du climat aux forçages naturel et anthropique, et de nouvelles techniques de détection ont été appliquées. Les études de détection et d'attribution prouvent presque toutes qu'il y a un signal anthropique dans les relevés climatiques des 35 à 50 dernières années.
  
  
• Les simulations de la réaction aux forçages naturels (c'està-dire la réaction à la variabilité du rayonnement solaire et des éruptions volcaniques) n'expliquent pas, à elles seules, le réchauffement survenu au cours de la seconde moitié du XXe siècle (voir par exemple figure SPM 4a). Elles indiquent cependant que les forçages naturels peuvent avoir contribué au réchauffement observé pendant la première moitié du XXe siècle.
  
  
• Il est aujourd’hui possible d'identifier le réchauffement de ces 50 dernières années dû aux gaz anthropiques à effet de serre, et ce malgré les incertitudes existantes en ce qui concerne le forçage imputable aux aérosols sulfatés anthropiques et à des facteurs naturels (volcans et rayonnement solaire). Le forçage des aérosols sulfatés anthropiques, bien qu'incertain, est négatif sur cette période et ne peut donc pas expliquer le réchauffement. Les changements intervenus dans le forçage naturel pendant la plus grande partie de cette période sont eux aussi estimés comme négatifs et il est improbable⁷ qu'ils puissent expliquer le réchauffement.
  
  
• Les études de détection et d'attribution qui comparent les changements simulés par les modèles avec les relevés directs sont aujourd'hui en mesure de tenir compte des incertitudes dans l'ampleur de la réaction modélisée au forçage extérieur, en particulier celle due aux incertitudes dans la sensibilité climatique.
  
  
• La plupart de ces études montrent qu'au cours des 50 dernières années, la rapidité et l'ampleur estimées du réchauffement dû à la seule augmentation des concentrations de gaz à effet de serre sont soit comparables soit plus importants que le réchauffement observé. De plus, la plupart des estimations obtenues par modélisation qui tiennent compte à la fois des gaz à effet de serre et des aérosols sulfatés correspondent aux observations faites au cours de cette période.
  
  
• Comme le montre la figure SPM 4c), c'est lorsque tous les facteurs anthropiques et de forçage naturel susmentionnés sont combinés, que la correspondance entre les simulations effectuées au moyen des modèles et les observations faites ces 140 dernières années est la plus étroite. Ces résultats indiquent que les forçages inclus sont suffisants pour expliquer les changements observés, sans négliger pour autant la possibilité que d'autres forçages aient eux aussi contribué à ces changements.
  

Compte tenu des nouveaux éléments de preuve obtenus et des incertitudes qui subsistent encore, l'essentiel du réchauffement observé ces 50 dernières années est probablement⁷ dû à l'augmentation des concentrations de gaz à effet de serre.

Qui plus est, il est très probable⁷ que le réchauffement survenu au XXe siècle ait contribué de façon significative à l'élévation du niveau de la mer qui a été observée, du fait de la dilatation thermique de l'eau de mer et des pertes importantes de glace sur les terres émergées. En tenant compte des incertitudes actuelles, les observations comme les modèles sont cohérents avec l'absence d'accélération importante de l'élévation du niveau de la mer au cours du XXe siècle.