Bilan 2001 des changements climatiques : Les éléments scientifiques

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Figure TS 25 — Projections des émissions de CO2 permettant la stabilsation des concentrations de CO2 dans l’atmosphère à différentes valeurs finales. Le schéma a) représente les trajectoires présumées de la concentration de CO2 (scénarios WRE) et les schémas b) et c) représentent les émissions de CO2 implicites, projetées à l’aide de deux modèles rapides du cycle du carbone, Bern-CC et ISAM. Les plages du modèle ISAM ont été obtenues en réglant le modèle de manière qu’il soit proche de la plage des réponses au CO2 et au climat découlant de comparaisons entre modèles. Cette approche diminue l’influence des incertitudes de la réponse du cycle du carbone. Les plages du modèle Bern-CC résultent de la combinaison de différentes hypothèses concernant le comportement de l’effet de la fertilisation par le CO2, la réponse de la respiration hétérotrophe à la température et le temps de renouvellement des océans, approchant ainsi une limite supérieure pour les incertitudes dans la réponse du cycle du carbone. Pour chaque modèle, les limites supérieure et inférieure sont indiquées par le haut et le bas de la zone ombrée. La limite inférieure (lorsqu’elle est cachée) peut également être indiquée par une ligne hachurée. [Basée sur la Figure 3.13]

F.10 Projections pour l’évolution future en réaction aux profils de stabilisation des concentrations de CO₂₂

Gaz à effet de serre et aérosols

Tous les profils de stabilisation étudiés, nécessitent, à terme, une forte diminution des émissions de CO₂ au dessous de leurs niveaux actuels. Les taux d’émissions anthropiques de CO₂ qui permettent d’aboutir à des niveaux stables de CO₂ s’échelonnant de 450 à 1 000 ppm ont été déduits des profils prescrits pour le CO₂ (figure TS 25a)). Les résultats (figure TS 25b)) ne s’écartent guère de ceux présentés dans le deuxième Rapport d’évaluation; en revanche, la fourchette est plus large, principalement en raison de l’amplitude de variation de la future absorption terrestre de carbone résultant des différentes hypothèses utilisées dans les modèles. Pour que la stabilisation se fasse à 450, 650 ou 1000 ppm, il faudrait que les émissions anthropiques mondiales tombent au-dessous de leurs niveaux de 1990 en l’espace de quelques décennies, d’un siècle environ ou de deux siècles environ respectivement et continuent de diminuer régulièrement par la suite. Bien que les océans aient la capacité d’absorber de 70 à 80 pour cent des émissions anthropiques prévisibles de CO₂ dans l’atmosphère, ce processus peut prendre des siècles en raison du rythme de mélange en milieu océanique. De ce fait, même plusieurs siècles après que ces émissions ont eu lieu, un quart environ de l’augmentation de concentration causée par ces émissions persiste dans l’atmosphère. Pour que la concentration de CO₂ reste constante au-delà de 2300, il faudrait que les émissions diminuent d’ici là de façon à correspondre au taux d’absorption des puits de carbone à la même époque. Les puits terrestres et océaniques naturels susceptibles de persister pendant des siècles ou des milliers d’années sont très petits (< 0,2 PgC/an).

Température

Niveau de la mer

Il faut s’attendre à la perte d’une fraction substantielle de la masse totale des glaciers. Des régions qui sont aujourd’hui légèrement couvertes de glace risquent fort de perdre entièrement cette couverture de glace.

Les nappes glaciaires continueront de réagir aux changements climatiques pendant plusieurs milliers d’années, même si le climat se stabilise. A elles deux, les nappes glaciaires de l’Antarctique et du Groenland contiennent assez d’eau pour faire monter le niveau de la mer de près de 70 m si elles fondaient. C’est pourquoi une variation même minime de leur volume aurait un effet considérable.

Selon les modèles, un réchauffement annuel moyen local de plus de 3 °C se prolongeant pendant des millénaires entraînerait la fonte quasi totale de la nappe glaciaire du Groenland, ce qui ferait monter le niveau de la mer d’environ 7 mètres. Les hausses de température projetées pour le Groenland sont généralement supérieures aux moyennes mondiales dans un rapport de 1,2 à 3,1 pour l’ensemble des modèles mentionnés au chapitre 11. Pour un réchauffement de 5.5 °C audessus du Groenland, ce qui correspond aux scénarios de stabilisation intermédiaire (voir la figure TS 6), la nappe glaciaire du Groenland devrait contribuer à une élévation d’environ 3 m du niveau de la mer en 1000 ans. Pour un réchauffement de 8 °C, sa contribution serait d’environ 6 m, et la nappe glaciaire serait en grande partie éliminée. Pour des réchauffements plus minimes, la décroissance de la nappe glaciaire serait sensiblement ralentie (voir la figure TS 27).

Selon les modèles dynamiques actuels appliqués à la glace, la nappe glaciaire de l’Antarctique Ouest ne contribuera pas pour plus de 3 mm/an à l’élévation du niveau de la mer au cours des 1000 prochaines années, même s’il se produit des changements importants pour ce qui est des plates-formes de glace. Ces résultats sont grandement fonction des hypothèses utilisées dans les modèles en ce qui concerne les scénarios du changement climatique, la dynamique des glaces et d’autres facteurs. Outre la possibilité d’une instabilité de la dynamique interne des glaces, la fonte de surface influera sur la viabilité à long terme de la nappe glaciaire de l’Antarctique. Pour des réchauffements de plus de 10 ºC, les modèles d’écoulement simples prédisent qu’une zone de perte nette de masse apparaîtrait à la surface de la nappe glaciaire. Cela entraînerait une désintégration irréversible de la nappe glaciaire de l’Antarctique Ouest, vu que celle-ci ne pourrait reculer vers des terres plus élevées une fois que ses marges seraient exposées à la fonte de surface et commenceraient leur recul. Une telle désintégration prendrait au moins quelques milliers d’années. Quant aux seuils correspondant à une désintégration totale de la nappe glaciaire de l’Antarctique Est par suite de la fonte de surface, ils font intervenir des réchauffements de plus de 20 ºC, situation qui ne s’est pas produite depuis au moins 15 millions d’années et qui va bien au-delà de ce que prévoit n’importe quel scénario de changement climatique actuellement envisagé.

Figure TS 26 — Résultats du modèle simple : les projections de la température moyenne mondiale varient lorsque la concentration de CO2 se stabilise suivant les profils WRE (voir Chapitre 9 Section 9.3.3). Par comparaison, les résultats fondés sur les profils S du Deuxième rapport d’évaluation sont indiqués en vert (S1000 n’est pas disponible). Ces résultats sont la moyenne obtenue à l’aide d’un modèle de climat simple réglé sur sept MCGAO. Le scénario de base est le scénario A1B, spécifié seulement jusqu’en 2100. Après 2100, on suppose que les émissions de gaz autres que le CO2 restent constantes à leurs niveaux du scénario A1B pour 2100. Les projections sont étiquetées selon le niveau de stabilisation du CO2. Les lignes en trait discontinu après 2100 indiquent une plus grande incertitude dans les résultats du modèle de climat simple au-delà de 2100. Les points noirs indiquent l’année de stabilisation du CO2. L’année de stabilisation pour le profil WRE1000 est 2375. [Basée sur la Figure 9.16]

Figure TS 27 — Réponse de la nappe glaciaire du Groenland à trois scénarios de réchauffement climatique pendant le troisième millénaire exprimée en variations équivalentes du niveau moyen mondial de la mer. Les étiquettes de la courbe indiquent l’élévation annuelle moyenne de la température au-dessus du Groenland d’ici à l’an 3000 de notre ère, telle qu’elle est prédite par un modèle climatique et océanique bidimensionnel, causée par l’accroissement des concentrations de gaz à effet de serre jusqu’en 2130 et leur stabilisation après cela. A noter que les températures projetées au dessus du Groenland sont généralement plus élevées que les températures moyennes mondiales dans un rapport de 1,2 à 3,1 pour l’ensemble des modèles utilisés au Chapitre 11. [Basée sur la Figure 11.16]