Bilan 2001 des changements climatiques :
Les éléments scientifiques

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A. INTRODUCTION

A.1 Le GIEC et ses groupes de travail

Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) a été établi en 1988 par l’Organisation météorologique mondiale (OMM) et par le Programme des Nations Unies pour l’environnement (PNUE). Il avait et a toujours pour objet de fournir une évaluation des connaissances relatives à tous les aspects de l’évolution du climat1, et notamment de la façon dont les activités humaines peuvent à la fois causer de tels changements et en subir les effets. Il est maintenant communément admis que les émissions de gaz à effet de serre anthropiques peuvent modifier le système climatique (voir l’encadré N°1), avec d’éventuelles conséquences néfastes ou bénéfiques. Il a été en outre reconnu que, pour traiter de telles questions, il fallait une organisation de dimension mondiale, capable de faire le bilan des connaissances accumulées par les milieux scientifiques du monde entier dans ce domaine.

A sa première session, le GIEC s’est organisé en trois groupes de travail. Les attributions de ces groupes sont actuellement les suivantes : le Groupe I doit étudier les aspects scientifiques du système climatique et de son évolution; le Groupe II s’intéresse aux incidences des changements climatiques et aux moyens de s’adapter à ces changements; enfin, le Groupe III examine les diverses possibilités d’atténuer les changements climatiques. Le GIEC a produit un premier grand rapport d’évaluation en 1990 et un deuxième en 1996.

Les rapports du GIEC i) sont un inventaire à jour des aspects connus et moins connus du système climatique ainsi que des facteurs connexes; ii) sont fondés sur les connaissances acquises par les milieux scientifiques internationaux; iii) sont le fruit d’un processus professionnel ouvert et font l’objet d’une vérification par des pairs; iv) s’appuient sur des publications scientifiques dont les conclusions sont résumées de façon à faciliter la tâche aux décideurs. Bien que les informations évaluées puissent être utiles pour l’élaboration de politiques, le GIEC n’a cependant pas pour mission de définir ou de préconiser une politique particulière.

Les évaluations du Groupe de travail I comprennent des observations des changements actuels et des tendances qui se dessinent dans le système climatique, une reconstitution des changements et des tendances antérieurs, une analyse des processus qui sont à l’origine de cette évolution ainsi que l’application de ces connaissances à l’élaboration de modèles susceptibles de mettre au jour les causes des changements et de simuler l’évolution future d’origine naturelle ou anthropique du système climatique.

Encadré N° 1 — Quelles sont les causes des changements climatiques ?

La Terre et spécialement sa surface absorbent le rayonnement solaire. Cette énergie est ensuite redistribuée par les circulations atmosphérique et océanique et renvoyée dans l’espace à de plus grandes longueurs d’onde (infrarouge). En moyenne annuelle et pour la Terre dans son ensemble, le rayonnement solaire incident est plus ou moins égal au rayonnement émis par le soleil vers la Terre et le rayonnement émis par le globe terrestre. Tout facteur qui modifie le rayonnement solaire ou celui qui est renvoyé dans l’espace, ou encore qui modifie la redistribution de l’énergie dans l’atmosphère ou entre l’atmosphère, les terres émergées et les océans, peut influer sur le climat. Dans le présent rapport comme dans les rapports précédents du GIEC, on appelle forçage radiatif toute modification de l’énergie rayonnante nette propre au système Terre-atmosphère. Un forçage radiatif positif a tendance à réchauffer la surface terrestre et la basse atmosphère, tandis qu’un forçage négatif à tendance à les refroidir.

L’augmentation des concentrations de gaz à effet de serre aura pour effet de réduire l’efficacité avec laquelle la surface de la Terre réfléchit le rayonnement incident vers l’espace. Une plus forte proportion du rayonnement terrestre ascendant est absorbée par l’atmosphère et diffusée de nouveau à des altitudes plus élevées et à des températures plus basses. Il en résulte un forçage radiatif positif qui contribue à réchauffer la basse atmosphère et la surface de la Terre. Le fait qu’une moindre quantité de chaleur se perde dans l’espace a pour effet de renforcer l’effet de serre – phénomène qui se produit dans l’atmosphère de la Terre depuis des milliards d’années par suite de la présence de gaz à effet de serre d’origine naturelle : vapeur d’eau, dioxyde de carbone, ozone, méthane et oxyde nitreux. L’ampleur du forçage dépend de l’importance de l’accroissement de la concentration de chacun des gaz à effet de serre, des propriétés radiatives de ces gaz et de la concentration respective des autres gaz à effet de serre déjà présents dans l’atmosphère. Par ailleurs, une fois émis dans l’atmosphère, de nombreux gaz à effet de serre y séjournent pendant des siècles et contribuent ainsi durablement à un forçage radiatif positif.

Les aérosols anthropiques (particules ou gouttelettes microscopiques en suspension dans l’air) présents dans la troposphère, résultant par exemple de la combustion de combustibles fossiles ou de la biomasse, peuvent réfléchir le rayonnement solaire et déclencher ainsi une tendance au refroidissement du système climatique. Les aérosols de noir de carbone (suie), quant à eux, peuvent absorber le rayonnement solaire et ont donc tendance à réchauffer le système climatique. En outre, les variations de la concentration des aérosols peuvent avoir des répercussions sur la nébulosité et sur la réflectivité des formations nuageuses par le biais de leur influence sur les propriétés et la longévité des nuages. Dans la plupart des cas, les aérosols troposphériques ont tendance à favoriser un forçage radiatif négatif et un climat plus frais. Leur durée de vie considérablement plus courte (de l’ordre de quelques jours à quelques semaines) que celle de la plupart des gaz à effet de serre (de l’ordre de plusieurs décennies à plusieurs siècles) explique la réaction plus rapide de leur concentration aux variations des émissions.

L’activité volcanique peut projeter dans la stratosphère de grandes quantités de gaz soufrés (surtout du dioxyde de soufre), qui se transforment par la suite en aérosols sulfatés. Chaque éruption peut entraîner un forçage négatif important mais passager, qui contribue à refroidir la surface de la Terre et la basse atmosphère pendant quelques années.

La production d’énergie solaire varie légèrement (0,1 pour cent) selon un cycle de 11 ans et peut en outre présenter des variations sur de plus longues périodes. A des échelles de temps allant de quelques dizaines à plusieurs milliers d’années, les lentes variations de l’orbite terrestre, qui sont bien connues, ont contribué à modifier la répartition saisonnière et latitudinale du rayonnement solaire, ce qui a joué un rôle déterminant dans les variations du climat dans un passé lointain, notamment pour ce qui est des cycles glaciaires et interglaciaires.

Lorsqu’il se produit une modification du forçage radiatif, le système climatique réagit selon diverses échelles de temps. Les réactions les plus longues sont imputables à la grande capacité thermique des grands fonds océaniques et à l’ajustement dynamique des nappes glaciaires. Cela signifie que la réaction passagère à un changement (positif ou négatif) peut durer des milliers d’années. Toute modification du bilan radiatif de la Terre, notamment par suite d’un accroissement de la concentration des gaz à effet de serre ou des aérosols, influera sur le cycle hydrologique et les circulations atmosphérique et océanique à l’échelle du globe, ce qui ne manquera pas d’avoir des répercussions sur les conditions météorologiques ainsi que sur les régimes régionaux de la température et des précipitations.

Tout changement climatique dû à l’activité humaine s’inscrit dans le contexte des variations naturelles du climat, qui se produisent à des é chelles temporelles et spatiales fort diverses. La variabilité du climat peut résulter de fluctuations naturelles du forçage du système climatique, correspondant par exemple à des variations d’intensité du rayonnement solaire incident ou à des modifications de la teneur en aérosols à la suite d’éruptions volcaniques. Des variations naturelles du climat peuvent également se produire en l’absence de modification du forçage externe sous l’effet des interactions complexes entre les diverses composantes du système climatique, et notamment du couplage océan-atmosphère. Le phénomène El Niño/oscillation australe (ENSO) est un exemple de cette variabilité naturelle «interne» à des échelles de temps interannuelles. Pour distinguer les changements climatiques anthropiques des variations naturelles, il est nécessaire d’isoler le «signal» anthropique du « bruit de fond» que représente la variabilité naturelle du climat.


A.2 Les premier et deuxième rapports d’évaluation
du Groupe de travail I

Se fondant sur les résultats de nouvelles recherches et sur les rapports spéciaux produits entre-temps, le Groupe de travail I du GIEC a fait un nouveau bilan de l’état des connaissances dans son deuxième Rapport d’évaluation (SAR2) publié en 1996. Dans ce rapport, il était indiqué que les concentrations de gaz à effet de serre dans l’atmosphère avaient continué d’augmenter et qu’elles ne pourraient être stabilisées que par des réductions très substantielles des émissions (ce qui est le but ultime de l’article 2 de la Convention-cadre sur les changements climatiques). D’autre part, la hausse générale de la température à l’échelle du globe s’est poursuivie, ces dernières années étant les plus chaudes depuis au moins 1860. La capacité des modèles climatiques de simuler les événements et les tendances observés a été renforcée, notamment en raison de la prise en compte des aérosols sulfatés et de l’ozone stratosphérique comme agents de forçage radiatif dans ces modèles.

Se fondant sur ces moyens de simulation pour comparer les configurations observées des variations régionales de la température, les auteurs du rapport concluaient que notre capacité de quantifier l’influence humaine sur le climat mondial é tait cependant limitée, du fait de la difficulté à distinguer le signal escompté du bruit de fond de la variabilité naturelle ainsi que des incertitudes liées à d’autres facteurs clés. Le rapport concluait néanmoins que «l’ensemble des éléments dont on dispose laisse entrevoir une influence humaine perceptible sur le climat mondial». Enfin, une série de scénarios concernant l’évolution de la concentration des gaz à effet de serre ont permis de simuler un éventail de réactions du système climatique.


Figure TS 1 — Questions clés sur le système climatique et sa relation avec les êtres humains. Le présent résumé technique, fondé sur les renseignements figurant dans les chapitres qui suivent, fait le point sur les réponses, réparties comme indiqué.

A.3 Le Troisième Rapport d’évaluation et le présent Résumé technique

Le troisième grand rapport d’évaluation du Groupe de travail I du GIEC est fondé sur ces évaluations antérieures et tient également compte des résultats des recherches sur le climat menées ces cinq dernières années. Le présent Résumé technique repose sur les informations contenues dans les différents chapitres de ce rapport, dont les références sont données dans les notes bibliographiques figurant en appendice. Ce résumé a pour objet de décrire les principaux aspects (voir la figure TS 1) de l’état des connaissances relatives au système climatique et à l’évolution du climat à l’aube du XXIe siècle. On s’y efforce en particulier de répondre aux questions suivantes :
Enfin, quels sont les travaux de recherche à entreprendre de toute urgence pour améliorer notre compréhension du système climatique et lever nos incertitudes quant à l’évolution future du climat ?

Le troisième Rapport d’évaluation du Groupe de travail I du GIEC est le fruit de la collaboration de centaines de chercheurs des pays développés et en développement qui ont participé à sa préparation et à son examen critique. Ce qui suit est une synthèse de leurs connaissances au sujet du système climatique.



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