Aller au contenu

« Sensibilité climatique » : différence entre les versions

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Navigation interactive dans l’historique
← Modification précédenteModification suivante →
Contenu supprimé Contenu ajouté
VisuelWikicode
Si vous aviez été patient, je m'en serais occupé ; en l'état, je posais le contenu avant de faire la mise en forme. La suppression pure est simple est la pire des solutions. Je savais que wikipedia était gérée par des chiens de garde bas de plafond écrivant souvent des choses fausses ou approximatives ; j'en ai la confirmation.
Balises : Annulation Révoqué R3R
C'est fou la célérité avec laquelle vous avez supprimé mes contributions ! Comment pouvez-vous évaluer de la pertinence d'une contribution (somme toute encore provisoire) en moins de dix minutes ? Vous n'avez réussi qu'à m'écoeurer de votre "encyclopédie libre" (pour qui ?). C'est tout sauf du travail collaboratif, patient, respectueux et donc intelligent. Si ce n'est que votre chasse gardée, ouvrez un blog mais ne prétendez pas écrire un article scientifique !
Balises : Annulation Révoqué
Ligne 1 : Ligne 1 :
La '''sensibilité climatique''' caractérise l'évolution de la température de l'[[atmosphère terrestre]] en réponse à un [[forçage radiatif]] donné. C'est un paramètre de la modélisation du [[réchauffement climatique]]. La sensibilité du climat au {{fchim|CO|2}} est souvent exprimée comme la variation de température en [[degré Celsius|degrés Celsius]] associée à un doublement de la concentration de [[Dioxyde de carbone#CO2 dans l'atmosphère terrestre|dioxyde de carbone dans l'atmosphère terrestre]].
La '''sensibilité climatique''' caractérise l'évolution de la température de l'[[atmosphère terrestre]] en réponse à un [[forçage radiatif]] donné. La sensibilité du climat au {{fchim|CO|2}} est souvent exprimée comme la variation de température en [[degré Celsius|degrés Celsius]] associée à un doublement de la concentration de [[Dioxyde de carbone#CO2 dans l'atmosphère terrestre|dioxyde de carbone dans l'atmosphère terrestre]].


La sensibilité climatique ne prend cependant pas en compte les rétroactions du [[cycle du carbone]]. La réponse à l'équilibre du système peut donc être encore plus importante que ne l'indique la sensibilité du système Terre. Depuis la fin des années 2000 des études tentent d'aborder le problème d'un autre point de vue pour résoudre cette difficulté.
La sensibilité climatique ne prend cependant pas en compte les rétroactions du [[cycle du carbone]]. La réponse à l'équilibre du système peut donc être encore plus importante que ne l'indique la sensibilité du système Terre. Depuis la fin des années 2000 des études tentent d'aborder le problème d'un autre point de vue pour résoudre cette difficulté.


Bien que la sensibilité du climat soit généralement utilisée dans le contexte du [[forçage radiatif]] par le [[dioxyde de carbone]], elle est considérée comme étant une propriété générale du [[système climatique]] : le changement de température de surface à la suite d'un changement d'une unité de forçage radiatif, est ainsi exprimée en [[degré Celsius|°C]] par ({{nb|W/m2}}) (la [[densité surfacique de puissance]]).
Bien que la sensibilité du climat soit généralement utilisée dans le contexte du [[forçage radiatif]] par le [[dioxyde de carbone]], elle est considérée comme étant une propriété générale du [[système climatique]] : le changement de température de surface à la suite d'un changement d'une unité de forçage radiatif, est ainsi exprimée en [[degré Celsius|°C]] par ({{nb|W/m2}}) (la [[densité surfacique de puissance]]) ; néanmoins, c'est le paramètre de rétroaction climatique λ (en W/m<sup>2</sup>/K) qui s'impose dans la littérature comme paramètre déterminant de l'estimation de la sensibilité climatique.


Pour un [[modèle climatique]] global couplé atmosphère-océan, la sensibilité du climat est une [[propriété émergente]] : ce n'est pas un paramètre du modèle, mais la résultante d'une combinaison de facteurs physiques et de paramètres du modèle.
Pour un [[modèle climatique]] global couplé atmosphère-océan, la sensibilité du climat est une [[propriété émergente]] : ce n'est pas un paramètre du modèle, mais la résultante d'une combinaison de facteurs physiques et de paramètres du modèle.


Il est également possible d'estimer la sensibilité du climat à partir d'observations, notamment [[paléoclimat]]ologiques, mais cela est difficile en raison des incertitudes sur les forçages et sur l'histoire des températures.
Il est également possible d'estimer la sensibilité du climat à partir d'observations, notamment [[paléoclimat]]ologiques, mais cela est difficile en raison des incertitudes sur les forçages et sur l'histoire des températures.

== Bilan d'énergie ==
Le point de départ de la détermination de la sensibilité climatique est l'équation du bilan d'énergie N = F + λ T où N est le déséquilibre énergétique planétaire, F le forçage radiatif, λ le paramètre de rétroaction climatique, T l'anomalie de température. La sensibilité climatique d'équilibre (notée ECS, ''Equilibrium climate sensitivity'') est l'anomalie de température atteinte à l'équilibre (i.e. pour le retour à N=0) après application d'un forçage radiatif donné, en l'occurrence associé au doublement de la concentration atmosphérique de dioxyde de carbone noté F<sub>2x</sub>. Il vient ainsi que ECS = - F<sub>2x</sub> / λ. Le système climatique étant stable, la réponse de la température au forçage radiatif tend à faire revenir le déséquilibre énergétique planétaire à 0 ; le paramètre λ est donc nécessairement négatif.


== Forçage radiatif ==
== Forçage radiatif ==
{{Article détaillé|Forçage radiatif}}
{{Article détaillé|Forçage radiatif}}
En [[climatologie]], le [[forçage radiatif]] est défini comme la différence entre l'énergie radiative reçue et l'énergie radiative émise par un système climatique donné. Un forçage radiatif positif tend à réchauffer le système (plus d'énergie reçue qu'émise), alors qu'un forçage radiatif négatif correspond à un refroidissement (plus d'énergie perdue que reçue). Le forçage radiatif est généralement mesuré en {{nb|W/m2}} ([[densité surfacique de puissance]]). Des équivalences (notamment exprimées en nombre d'[[explosion atomique|explosions de bombes atomiques]] à la seconde), ont cependant été développées pour la communication au grand public par les scientifiques. Le forçage anthropique actuel est équivalent à l'énergie développée par l'explosion d'environ quatre à cinq bombes d'Hiroshima par seconde<ref>{{lien web |url=https://www.youtube.com/watch?v=fWInyaMWBY8 |titre=James Hansen: Why I must speak out about climate change |jour=7 |mois=3 |année=2012}}</ref> [sachant que 1 kt TNT (kilotonne de TNT) = 4,184 TJ (térajoules ou {{nb|e=12|J}}) et qu'une bombe d'Hiroshima = ~15 [[Trinitrotoluène#Unité de puissance explosive|kt TNT]] = ~62,76 TJ ; donc 4 à 5 bombes par seconde correspondent à une puissance comprise entre 251 et 314 TW (térawatts ou {{nb|e=12|W}}) ; la surface de la Terre étant de 5,1 10<sup>14</sup> {{m2}}, la [[densité surfacique de puissance]] correspondante est donc comprise entre {{nb|0,492 et 0,616 W/m2}}]. En unité SI, le déséquilibre est connu avec une marge d'erreur assez importante<!-- Précisez ! -->, qui est due en partie à l'évolution rapide des forçages (notamment des aérosols). Ainsi le forçage se situe sans doute aux alentours de +{{nb|0,6 W/m2}}, plus précisément, +{{nb|0,58 ± 0,15 W/m2}}<ref>{{article |langue=en |nom1=Hansen |prénom1=James |nom2=Sato |prénom2=M. |année=2011 |titre=Earth’s energy imbalance and implications |périodique=Physics Today |volume=11 |numéro=24 |url=http://www.atmos-chem-phys.net/11/13421/2011/acp-11-13421-2011.pdf |éditeur=[[Atmospheric Chemistry and Physics]] |doi=10.5194/acp-11-13421-2011}}</ref>.
En [[climatologie]], le [[forçage radiatif]] est défini comme l'effet d'un phénomène physique sur le flux radiatif net au sommet de l'atmosphère avant toute réponse de la température de surface. Un forçage radiatif positif tend à réchauffer le système (plus d'énergie reçue qu'émise), alors qu'un forçage radiatif négatif correspond à un refroidissement (plus d'énergie perdue que reçue). Le forçage radiatif est généralement mesuré en {{nb|W/m2}} ([[densité surfacique de puissance]]). Des équivalences (notamment exprimées en nombre d'[[explosion atomique|explosions de bombes atomiques]] à la seconde), ont cependant été développées pour la communication au grand public par les scientifiques. Le forçage anthropique actuel est équivalent à l'énergie développée par l'explosion d'environ quatre à cinq bombes d'Hiroshima par seconde<ref>{{lien web |url=https://www.youtube.com/watch?v=fWInyaMWBY8 |titre=James Hansen: Why I must speak out about climate change |jour=7 |mois=3 |année=2012}}</ref> [sachant que 1 kt TNT (kilotonne de TNT) = 4,184 TJ (térajoules ou {{nb|e=12|J}}) et qu'une bombe d'Hiroshima = ~15 [[Trinitrotoluène#Unité de puissance explosive|kt TNT]] = ~62,76 TJ ; donc 4 à 5 bombes par seconde correspondent à une puissance comprise entre 251 et 314 TW (térawatts ou {{nb|e=12|W}}) ; la surface de la Terre étant de 5,1 10<sup>14</sup> {{m2}}, la [[densité surfacique de puissance]] correspondante est donc comprise entre {{nb|0,492 et 0,616 W/m2}}]. En unité SI, le déséquilibre est connu avec une marge d'erreur assez importante<!-- Précisez ! -->, qui est due en partie à l'évolution rapide des forçages (notamment des aérosols). Ainsi le forçage se situe sans doute aux alentours de +{{nb|0,6 W/m2}}, plus précisément, +{{nb|0,58 ± 0,15 W/m2}}<ref>{{article |langue=en |nom1=Hansen |prénom1=James |nom2=Sato |prénom2=M. |année=2011 |titre=Earth’s energy imbalance and implications |périodique=Physics Today |volume=11 |numéro=24 |url=http://www.atmos-chem-phys.net/11/13421/2011/acp-11-13421-2011.pdf |éditeur=[[Atmospheric Chemistry and Physics]] |doi=10.5194/acp-11-13421-2011}}</ref>.


Le forçage radiatif anthropique est souvent pris en première approximation comme étant seulement dû au forçage par la concentration de {{CO2|lien=dioxyde de carbone}}. En effet, les [[aérosol]]s, qui génèrent un forçage négatif (−{{nb|1,6 ± 0,3 W/m2}}), équilibrent de manière approximative le forçage positif provoqué par les autres [[gaz à effet de serre]] ([[méthane|{{fchim|CH|4}}]], [[Protoxyde d'azote|{{fchim|N|2|O}}]], etc.).
Le forçage radiatif anthropique est souvent pris en première approximation comme étant seulement dû au forçage par la concentration de {{CO2|lien=dioxyde de carbone}}. En effet, les [[aérosol]]s, qui génèrent un forçage négatif (−{{nb|1,6 ± 0,3 W/m2}}), équilibrent de manière approximative le forçage positif provoqué par les autres [[gaz à effet de serre]] ([[méthane|{{fchim|CH|4}}]], [[Protoxyde d'azote|{{fchim|N|2|O}}]], etc.).
Ligne 56 : Ligne 59 :
=== Estimations par les modèles ===
=== Estimations par les modèles ===
{{...}}
{{...}}
Deux méthodes sont employées pour estimer l'ECS avec les modèles de climat. La première consiste à simuler le doublement (ou toute autre élévation instantanée) de la concentration de CO<sub>2</sub>, et à laisser le modèle évoluer librement jusqu'à atteindre l'équilibre énergétique et la stabilisation de la température ; celle atteinte est l'ECS. Cette approche est celle suivie dans le cadre du projet Longrunmip.

La deuxième méthode est dite "méthode de Gregory (2004)". Elle consiste à simuler le quadruplement instantané CO<sub>2</sub> atmosphérique et à laisser le modèle évoluer pendant 150 ans. La régression du déséquilibre énergétique N par l'anomalie de température T donne accès à deux paramètre : le forçage radiatif associé au quadruplement, noté F<sub>4x</sub> , est l'ordonnée à l'origine de la droite de régression, et le paramètre de rétroaction climatique λ en est la pente. Le forçage radiatif associé au doublement de CO<sub>2</sub> , noté F<sub>2x</sub>, est considéré comme la moitié de F<sub>4x</sub>, et l'ECS est la moitié de l'abscisse à laquelle la droite de régression croise l'axe N=0. Cette méthode fait figure de standard d'évaluation de la sensibilité climatique des modèles de climat. Néanmoins, les rétroactions lentes de durée caractéristique supérieure à 150 ans ne sont pas considérées dans cette expérience ; ainsi l'ECS estimée par cette méthode est inférieure à l'ECS estimée par les simulations longues. Au-delà de 150 ans, λ est de moins en moins négatif et de plus en plus proche de 0.


== Mesures ==
== Mesures ==

Version du 12 juin 2023 à 16:23

La sensibilité climatique caractérise l'évolution de la température de l'atmosphère terrestre en réponse à un forçage radiatif donné. La sensibilité du climat au CO2 est souvent exprimée comme la variation de température en degrés Celsius associée à un doublement de la concentration de dioxyde de carbone dans l'atmosphère terrestre.

La sensibilité climatique ne prend cependant pas en compte les rétroactions du cycle du carbone. La réponse à l'équilibre du système peut donc être encore plus importante que ne l'indique la sensibilité du système Terre. Depuis la fin des années 2000 des études tentent d'aborder le problème d'un autre point de vue pour résoudre cette difficulté.

Bien que la sensibilité du climat soit généralement utilisée dans le contexte du forçage radiatif par le dioxyde de carbone, elle est considérée comme étant une propriété générale du système climatique : le changement de température de surface à la suite d'un changement d'une unité de forçage radiatif, est ainsi exprimée en °C par (W/m2) (la densité surfacique de puissance) ; néanmoins, c'est le paramètre de rétroaction climatique λ (en W/m2/K) qui s'impose dans la littérature comme paramètre déterminant de l'estimation de la sensibilité climatique.

Pour un modèle climatique global couplé atmosphère-océan, la sensibilité du climat est une propriété émergente : ce n'est pas un paramètre du modèle, mais la résultante d'une combinaison de facteurs physiques et de paramètres du modèle.

Il est également possible d'estimer la sensibilité du climat à partir d'observations, notamment paléoclimatologiques, mais cela est difficile en raison des incertitudes sur les forçages et sur l'histoire des températures.

Bilan d'énergie

Le point de départ de la détermination de la sensibilité climatique est l'équation du bilan d'énergie N = F + λ T où N est le déséquilibre énergétique planétaire, F le forçage radiatif, λ le paramètre de rétroaction climatique, T l'anomalie de température. La sensibilité climatique d'équilibre (notée ECS, Equilibrium climate sensitivity) est l'anomalie de température atteinte à l'équilibre (i.e. pour le retour à N=0) après application d'un forçage radiatif donné, en l'occurrence associé au doublement de la concentration atmosphérique de dioxyde de carbone noté F2x. Il vient ainsi que ECS = - F2x / λ. Le système climatique étant stable, la réponse de la température au forçage radiatif tend à faire revenir le déséquilibre énergétique planétaire à 0 ; le paramètre λ est donc nécessairement négatif.

Forçage radiatif

Article détaillé : Forçage radiatif.

En climatologie, le forçage radiatif est défini comme l'effet d'un phénomène physique sur le flux radiatif net au sommet de l'atmosphère avant toute réponse de la température de surface. Un forçage radiatif positif tend à réchauffer le système (plus d'énergie reçue qu'émise), alors qu'un forçage radiatif négatif correspond à un refroidissement (plus d'énergie perdue que reçue). Le forçage radiatif est généralement mesuré en W/m2 (densité surfacique de puissance). Des équivalences (notamment exprimées en nombre d'explosions de bombes atomiques à la seconde), ont cependant été développées pour la communication au grand public par les scientifiques. Le forçage anthropique actuel est équivalent à l'énergie développée par l'explosion d'environ quatre à cinq bombes d'Hiroshima par seconde[1] [sachant que 1 kt TNT (kilotonne de TNT) = 4,184 TJ (térajoules ou 1012 J) et qu'une bombe d'Hiroshima = ~15 kt TNT = ~62,76 TJ ; donc 4 à 5 bombes par seconde correspondent à une puissance comprise entre 251 et 314 TW (térawatts ou 1012 W) ; la surface de la Terre étant de 5,1 1014 m2, la densité surfacique de puissance correspondante est donc comprise entre 0,492 et 0,616 W/m2]. En unité SI, le déséquilibre est connu avec une marge d'erreur assez importante, qui est due en partie à l'évolution rapide des forçages (notamment des aérosols). Ainsi le forçage se situe sans doute aux alentours de +0,6 W/m2, plus précisément, +0,58 ± 0,15 W/m2[2].

Le forçage radiatif anthropique est souvent pris en première approximation comme étant seulement dû au forçage par la concentration de CO2. En effet, les aérosols, qui génèrent un forçage négatif (−1,6 ± 0,3 W/m2), équilibrent de manière approximative le forçage positif provoqué par les autres gaz à effet de serre (CH4, N2O, etc.).

Rétroactions

La réponse brute à un doublement de la concentration de CO2 dans l'atmosphère est de 1,2 °C. Des rétroactions modifient cependant cette valeur.

Rétroactions rapides

Rétroaction de la vapeur d'eau

La teneur en vapeur d'eau évolue avec le réchauffement. En effet, un air plus chaud peut contenir plus d'humidité. Cette évolution se fait avec une humidité relative fixe, donc une humidité absolue croissante.

Rétroaction des nuages

Elle est très probablement positive[3].

Gradient thermique

Il augmente dans les régions polaires et diminue dans les régions tropicales, à la suite de la formation du point chaud dans la troposphère tropicale.

Rétroaction lentes

Modification de l'albédo

Les calottes glaciaires et les surfaces enneigées ont un albédo élevé, si elles se rétractent le sol plus sombre sera exposé aux rayonnements solaires. De même, l'évolution de la végétation et/ou des surfaces de déserts modifie l'albédo de la Terre.

Perturbation du cycle du carbone

Cette rétroaction n'entre pas en compte dans le calcul de la sensibilité climatique. Cependant, il est probable que sous la contrainte du réchauffement climatique, le cycle du carbone devienne une source de carbone, amplifiant alors un peu plus le réchauffement initial[4].

Détermination empirique

Calcul à l'aide des données de l'ère industrielle

Rahmstorf (2008)[5] fournit un exemple informel de la façon dont la sensibilité climatique pourrait être estimée de façon empirique, méthode légèrement modifiée ci-après.

Notons la sensibilité, c'est-à-dire l'augmentation à l'équilibre de la température moyenne mondiale, y compris les effets des rétroactions dues au forçage maintenu à la suite d'un doublement du CO2 (pris à +3,7 W/m2), par x °C.

Si la Terre devait faire l'expérience d'un changement de température à l'équilibre de ΔT (°C) en raison d'un forçage soutenu de ΔF (W/m2), alors on peut dire que

x / (ΔT) = (3,7 W/m2) / (ΔF), c'est-à-dire que x = ΔT × (3,7 W/m2) / ΔF.

L'augmentation de la température mondiale depuis le début de l'ère industrielle (prise en 1750) est d'environ +0,8 °C, et le forçage radiatif dû au CO2 et d'autres gaz à effet de serre à long terme (principalement le méthane CH4, l'oxyde nitreux (ou protoxyde d'azote) N2O, et les chlorofluorocarbures) émis depuis ce temps, est d'environ +2,6 W/m2. Négliger les autres forçages et considérer l'augmentation de la température comme étant une augmentation à l'équilibre aboutirait à une sensibilité d'environ +1,1 °C.

Cependant, ΔF contient également des contributions dues aux aérosols (−1 W/m2), et d'autres influences moindres, notamment solaire, qui s'annulent approximativement, ce qui porte le forçage total sur la période industrielle à +1,6 W/m2 selon les meilleures estimations, mais avec une forte incertitude. En outre, le fait que le système climatique n'est pas à l'équilibre doit être pris en compte, ce qui est fait en soustrayant le taux d'absorption thermique planétaire H au forçage, c'est-à-dire, x = ΔT × (3,7 W/m2) / (ΔF – H). En prenant un taux d'absorption thermique planétaire comme égal au taux d'absorption thermique de l'océan, estimé par les mesures ARGO à 0,6 W/m2, on obtient une valeur de x de +3 °C.

Les chiffres sont cependant très incertains, et permettent plutôt de vérifier en première approximation que l'évolution actuelle est cohérente avec ce qu'il est connu du système climatique, le fait de tomber sur la valeur exacte étant plus un hasard qu'autre chose.

Calcul en utilisant les données de l'époque glaciaire

Cette section est vide, insuffisamment détaillée ou incomplète. Votre aide est la bienvenue ! Comment faire ?

Estimations par les modèles

Cette section est vide, insuffisamment détaillée ou incomplète. Votre aide est la bienvenue ! Comment faire ?

Deux méthodes sont employées pour estimer l'ECS avec les modèles de climat. La première consiste à simuler le doublement (ou toute autre élévation instantanée) de la concentration de CO2, et à laisser le modèle évoluer librement jusqu'à atteindre l'équilibre énergétique et la stabilisation de la température ; celle atteinte est l'ECS. Cette approche est celle suivie dans le cadre du projet Longrunmip.

La deuxième méthode est dite "méthode de Gregory (2004)". Elle consiste à simuler le quadruplement instantané CO2 atmosphérique et à laisser le modèle évoluer pendant 150 ans. La régression du déséquilibre énergétique N par l'anomalie de température T donne accès à deux paramètre : le forçage radiatif associé au quadruplement, noté F4x , est l'ordonnée à l'origine de la droite de régression, et le paramètre de rétroaction climatique λ en est la pente. Le forçage radiatif associé au doublement de CO2 , noté F2x, est considéré comme la moitié de F4x, et l'ECS est la moitié de l'abscisse à laquelle la droite de régression croise l'axe N=0. Cette méthode fait figure de standard d'évaluation de la sensibilité climatique des modèles de climat. Néanmoins, les rétroactions lentes de durée caractéristique supérieure à 150 ans ne sont pas considérées dans cette expérience ; ainsi l'ECS estimée par cette méthode est inférieure à l'ECS estimée par les simulations longues. Au-delà de 150 ans, λ est de moins en moins négatif et de plus en plus proche de 0.

Mesures

Réponse climatique transitoire

La réponse climatique transitoire (en anglais, transient climate response, TCR) est la sensibilité à court terme du système climatique à un doublement de la concentration en carbone dans l'atmosphère. Plus précisément, il s'agit de la hausse des températures au moment précis du doublement de la concentration atmosphérique en CO2 après une hausse annuelle de 1 % de celle-ci, soit 70 ans après le début de la hausse[6],[7],[8]. La TCR mesure ainsi le réchauffement lorsque le bilan énergétique de la planète n'est pas encore équilibré, et notamment alors que les océans absorbent une partie du réchauffement avant d'atteindre leur état d'équilibre, réduisant momentanément l'ampleur de la hausse des températures de surface[8].

La réponse climatique transitoire aux émissions cumulées de dioxyde de carbone (TCRE), quant à elle, est une mesure qui tient compte du cycle du carbone (et ses rétroactions) puisqu'elle considère la répartition du carbone entre atmosphère et différents puits. Elle mesure ainsi le réchauffement moyen induit par une émission donnée de CO2 (et non une concentration de CO2 dans l'atmosphère, comme le fait la TCR)[9],[10].

Sensibilité climatique à l'équilibre

La sensibilité climatique à l'équilibre (en anglais equilibrium climate sensitivity, ECS) est l'augmentation de la température de surface à long terme qui devrait résulter d'un doublement de la concentration de CO2. Elle prend en compte les rétroactions lentes, et représente donc une situation d'équilibre à long terme (à échelle humaine de temps, c'est-à-dire plusieurs dizaines de milliers d'années)[11],[12],[13].

Elle est opérante lorsque la concentration de CO2 a cessé d'augmenter, et que la plupart des rétroactions ont eu le temps de faire leur plein effet. Atteindre une température d'équilibre peut prendre des siècles voire des millénaires. L'ECS est plus élevé que la TCRE en raison des effets tampons à court terme des océans[6]. Des modèles informatiques sont utilisés pour estimer l'ECS[14]. Une estimation complète signifie que la modélisation de l'ensemble de la période pendant laquelle des rétroactions importantes continuent de modifier les températures mondiales dans le modèle, telles que l'équilibrage complet des températures océaniques, nécessite l'exécution d'un modèle informatique qui couvre des milliers d'années. Il existe cependant des méthodes moins gourmandes en calcul[15].

La valeur de l'ECS est établie à +0.75 °C/(W/m2) dans les années 1970 par le Comité d'évaluation des effets du dioxyde de carbone sur le climat dirigé par Jule Gregory Charney[16],[17]. Elle correspond à un réchauffement de +3 °C en réponse au doublement de la concentration de CO2[6]. Elle est peu variable en fonction des conditions initiales. En cas de forçage plus important, elle tend à augmenter de 20 % environ.

Longtemps considérée de 3 °C, l'ECS est estimée en 2012 à 4 °C ou 5 °C environ pour l'époque courante, mais pourrait monter jusqu'à 6 °C dans le futur[18],[19],[20],[21]. L'écart avec les prévisions des décennies précédentes vient du fait que le rôle des nuages avait été sous-estimé[22].

En , une étude publiée dans Reviews of Geophysics resserre l'estimation entre 1,5 °C et 4,5 °C avec une confiance de 66 %, ou bien entre 2,3 °C et 4,7 °C avec une confiance de 90 %. Elle s'appuie sur trois volets, l'étude du réchauffement actuel de +1,1 °C qui exclut de fait un réchauffement trop faible, une compréhension des effets réchauffants des nuages qui semble moins important dans les parties de l'atmosphère plus chaudes que la moyenne qu'anticipé, et sur l'étude de deux périodes historiques : il y a 20 000 ans, au plus fort de la dernière période glaciaire, et une période chaude il y a 3 millions d'années, la dernière fois que les niveaux de CO2 dans l'atmosphère étaient similaires à ceux d'aujourd'hui. L'équipe travaille avec les statistiques bayésiennes qui permettent aux incertitudes à chaque étape d'alimenter le résultat final[23].

En août 2021, le sixième rapport d'évaluation du GIEC établit la meilleure estimation à 3 °C avec une fourchette probable de 2,5 °C à 4 °C, resserrée par rapport à la fourchette du cinquième rapport qui se situait de 1,5 °C à 4,5 °C[24].

Les longues échelles de temps impliquées avec l'ECS en font sans doute une mesure moins pertinente pour les décisions politiques concernant le changement climatique.[réf. souhaitée]

Sensibilité du système terrestre

Par définition, la sensibilité climatique à l'équilibre (ECS) n'inclut pas les rétroactions qui mettent des millénaires à émerger, telles que les changements à long terme de l'albédo de la Terre en raison des changements des calottes glaciaires et de la végétation ou la réponse lente du réchauffement des océans profonds. Aussi, l'ECS ne reflète pas le réchauffement futur réel qui se produirait si le CO2 était stabilisé au double des valeurs préindustrielles[25].

La sensibilité du système terrestre (ESS) intègre les effets de ces boucles de rétroaction plus lentes, telles que le changement de l'albédo de la Terre dû à la fonte des grandes calottes glaciaires continentales, qui couvraient une grande partie de l'hémisphère nord pendant le dernier maximum glaciaire et qui couvrent toujours le Groenland et l'Antarctique. Les changements d'albédo résultant de changements dans la végétation, ainsi que les changements dans la circulation océanique, sont également inclus[26],[27]. Les boucles de rétroaction à plus long terme rendent l'ESS plus important que l'ECS, potentiellement le double de l'ECS. Les données de l'histoire géologique de la Terre sont utilisées pour estimer l'ESS. Les différences entre les conditions climatiques modernes et anciennes signifient que les estimations de la future sensibilité du système terrestre sont très incertaines[28]. Comme pour l'ECS et le TCR, le cycle du carbone n'est pas inclus dans la définition de l'ESS, mais tous les autres éléments du système climatique sont inclus[29].

Forçage et émissions anthropiques

Pour prévenir une évolution catastrophique du climat (disparition des calottes glaciaires notamment), la sensibilité du système Terre doit être considérée. De ce point de vue, la valeur cible du forçage radiatif est à peu près équivalente à celle d'une concentration de 350 ppm en volume de CO2. Étant donné le caractère inédit de la rapidité et de l'ampleur du forçage anthropique, il est cependant difficile de savoir quelle est la tolérance du système à un dépassement de cette valeur (l'atmosphère contient déjà plus de 400 ppm de CO2, en hausse rapide)[30]. Actuellement, en raison de l'ampleur du forçage anthropique, le système réagit bien plus rapidement que prévu. Pour prévenir une évolution qui pourrait avoir des impacts fortement négatifs sur notre civilisation, la sensibilité de Charney doit être considérée. En effet, elle déterminera le réchauffement sur le siècle en cours. De ce point de vue, la valeur cible du forçage radiatif est à peu près équivalente à celle d'une concentration de 450 ppm en volume de CO2. Étant donné la persistance des émissions anthropiques[31], il devient très improbable d'éviter ce seuil[32]. Pour pouvoir prendre en compte les rétroactions du cycle du carbone, une autre méthode, considérant le cumul des émissions de CO2, a été développée, la réponse climatique transitoire aux émissions cumulées de dioxyde de carbone (TCRE). Avec cette approche, le seuil de +2 °C, souvent considéré comme une valeur cible dans le rapports du GIEC, est probablement déjà virtuellement dépassé en tenant compte des rétroactions du cycle du carbone[33].

Références

  1. ↑ « James Hansen: Why I must speak out about climate change »,
  2. ↑ (en) James Hansen et M. Sato, « Earth’s energy imbalance and implications », Physics Today, Atmospheric Chemistry and Physics, vol. 11, no 24,‎ (DOI 10.5194/acp-11-13421-2011, lire en ligne)
  3. ↑ Dessler, 2010
  4. ↑ MacDougall A.H, Avis C.A & Weaver AJ (2012) Significant contribution to climate warming from the permafrost carbon feedback | Nature Geoscience |5, 719–721 | 09 septembre |doi:10.1038/ngeo1573|
  5. ↑ Stefan Rahmstorf, « Anthropogenic Climate Change: Revisiting the Facts »,
  6. ↑ a b et c (en) Zeke Hausfather, « Explainer: How scientists estimate ‘climate sensitivity’ », sur carbonbrief.org, Carbon Brief, .
  7. ↑ (en) « What is ‘climate sensitivity’? », sur metoffice.gov.uk, Met Office (consulté le ).
  8. ↑ a et b Marie-Antoinette Mélières et Chloé Maréchal, Climats : Passé, présent, futur, Belin éditeur, (ISBN 978-2-410-01735-9), p. 103-104
  9. ↑ (en) « Special Report: Global Warming of 1.5 ºC : Glossary », GIEC, (consulté le ).
  10. ↑ (en) Andrew H. MacDougall, « The Transient Response to Cumulative CO2 Emissions: a Review », Current Climate Change Reports,‎ (DOI 10.1007/s40641-015-0030-6).
  11. ↑ Hansen, 2007[réf. non conforme].
  12. ↑ Hansen, 2012[réf. non conforme].
  13. ↑ « Earth System Sensitivity | METEO 469: From Meteorology to Mitigation: Understanding Global Warming », sur www.e-education.psu.edu (consulté le ).
  14. ↑ GIEC, IPCC SR15 2018, , « Annex I: Glossary ».
  15. ↑ « A new method for diagnosing radiative forcing and climate sensitivity », Geophysical Research Letters, vol. 31, no 3,‎ , p. L03205 (DOI 10.1029/2003GL018747, Bibcode 2004GeoRL..31.3205G).
  16. ↑ (en) Jule Gregory Charney, Carbon dioxide and climate: A scientific assessment, Académie nationale des sciences, (lire en ligne [archive du ]).
  17. ↑ (en) Dana Nuccitelli, « How sensitive is our climate? », sur Skeptical Science, .
  18. ↑ (en) James E. Hansen et Makiko Sato, « Climate Sensitivity Estimated From Earth's Climate History », Goddard Institute for Space Studies et The Earth Institute (en), .
  19. ↑ (en) Daniel J. Lunt, Alan M. Haywood, Gavin A. Schmidt, Ulrich Salzmann, Paul J. Valdes et Harry J. Dowsett, « Earth system sensitivity inferred from Pliocene modelling and data », Nature Geoscience,‎ (DOI 10.1038/NGEO706).
  20. ↑ (en-US) Marlowe Hood, « Earth warming more quickly than thought, new climate models show », sur phys.org, (consulté le ).
  21. ↑ Aline Robert, « Des chercheurs français prévoient un réchauffement climatique plus accentué », sur euractiv.com, (consulté le ).
  22. ↑ (en) "Climate worst-case scenarios may not go far enough, cloud data shows", The Guardian, 13 juin 2020.
  23. ↑ (en) Paul Voosen, « After 40 years, researchers finally see Earth’s climate destiny more clearly », sur sciencemag.org, AAAS, (consulté le ).
  24. ↑ GIEC, « Résumé pour décideurs », sur IPCC, (consulté le ).
  25. ↑ (en) Knutti, Rugenstein et Knutti, « Beyond equilibrium climate sensitivity », Nature Geoscience, vol. 10, no 10,‎ , p. 727–736 (ISSN 1752-0908, DOI 10.1038/ngeo3017, Bibcode 2017NatGe..10..727K).
  26. ↑ (en) Previdi M, Liepert BG, Peteet D, Hansen J, Beerling DJ, Broccoli AJ, Frolking S, Galloway JN, Heimann M, Le Quéré C et Levitus S, « Climate sensitivity in the Anthropocene », Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, vol. 139, no 674,‎ , p. 1121–1131 (DOI 10.1002/qj.2165, Bibcode 2013QJRMS.139.1121P).
  27. ↑ (en) Feng, Bette L., Brady et Rosenbloom, Increasing Earth System Sensitivity in mid-Pliocene simulations from CCSM4 to CESM2, (DOI 10.1002/essoar.10501546.1).
  28. ↑ (en) Gavin Schmidt, « Target CO2 » [archive du ], sur realclimate.org, RealClimate, .
  29. ↑ (en) Gavin Schmidt, « On sensitivity: Part I », sur realclimate.org, RealClimate, .
  30. ↑ Hansen, 2008[réf. non conforme]
  31. ↑ IEA[réf. non conforme]
  32. ↑ (en) Kevin Anderson et Alice Bows, « Beyond ‘dangerous’ climate change: emission scenarios for a new world », Philosophical Transactions of the Royal Society A., vol. 369, no 1934,‎ (DOI 10.1098/rsta.2010.0290, lire en ligne)
  33. ↑ « http://www.iac.ethz.ch/people/knuttir/papers/meinshausen09nat.pdf »(Archive.org • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire ?)

Annexes

Bibliographie

Article connexe

Lien externe

Ce document provient de « https://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Sensibilité_climatique&oldid=205123143 ».