Par Audrey Resutek et Erwan Monier, Programme conjoint du MIT sur la science et la politique en matière de changements planétaires. Show
 Dans le cadre du Programme conjoint du MIT sur la science et la politique en matière de changements planétaires, des chercheurs ont étudié quatre grands facteurs qui contribuent à la variabilité des estimations relatives aux changements climatiques régionaux aux États‑Unis, en vue de déterminer ceux d’entre eux qui créent le plus d’incertitude pour la simulation de l’évolution du climat. Ils sont parvenus à la conclusion que la plus grande source d’incertitude pour la modélisation du climat est aussi la seule sur laquelle nous ayons le pouvoir d’agir, à savoir les politiques visant à limiter les émissions de gaz à effet de serre. Dans ce contexte, le terme «incertitude» ne veut pas dire qu’il n’existe pas de consensus scientifique sur le fait que le climat évolue, mais renvoie au fait que l’utilisation d’hypothèses différentes pour les variables d’entrée des modèles climatiques – par exemple le volume des émissions de gaz à effet de serre au cours des cent prochaines années, ou la sensibilité du climat aux variations des niveaux de dioxyde de carbone dans l’atmosphère – conduit à des estimations variables. Dans l’ensemble, ces estimations indiquent que la Terre sera plus chaude et plus humide au cours des cent prochaines années, mais il n’existe pas de consensus universel sur l’ampleur des changements climatiques à venir. En réalité, les estimations n’indiquant qu’une seule valeur en ce qui concerne l’évolution des températures et des précipitations peuvent s’avérer trompeuses, précisément parce qu’elles ne reflètent pas
cette incertitude. Il est plus judicieux d’envisager les estimations des changements climatiques comme des intervalles de valeurs possibles. Dans le cas du réchauffement, par exemple, ces valeurs définissent une courbe en cloche, dont le sommet correspond à l’évolution des températures la plus probable. Plus on s’éloigne de ce sommet le long de la courbe, plus la probabilité que l’évolution des températures soit conforme aux valeurs correspondantes est faible. Les hausses de température extrêmes
correspondant aux extrémités de la courbe, bien que peu probables, sont néanmoins possibles, et il est utile d’en tenir compte dans la mesure où elles représentent les cas les plus défavorables. Exemple d’intervalle de valeurs pour l’évolution des températures. PDF (%) = FDP (%) Least Extreme Warming = Réchauffement le moins extrême Most Extreme Warming = Réchauffement le plus extrême Most Likely Warming = Réchauffement le plus probable La plus grande source d’incertitudeL’étude du MIT, publiée au printemps dernier dans un numéro spécial de la revue Climatic Change, visait à comprendre la manière dont différentes sources d’incertitude influencent les estimations des changements climatiques régionaux aux États‑Unis. En d’autres termes, le but était d’étudier l’influence de certains facteurs sur la variabilité des estimations. Il en ressort que le manque d’informations sur les futures politiques en matière de climat constitue la plus grande source d’incertitude pour les cent ans à venir, aussi bien en ce qui concerne l’évolution des températures que celle des précipitations. Les politiques climatiques créent de l’incertitude lorsque les chercheurs essaient de prévoir les incidences de la réglementation sur les futures émissions de gaz à effet de serre, ce qui se traduit par des niveaux d’émissions variables à l’échelle mondiale. L’absence d’informations précises sur les futures politiques en matière d’émissions, notamment en ce qui concerne l’ampleur des réductions et le moment où elles interviendront, rend difficiles les estimations des changements climatiques, en particulier dans certaines régions. Par exemple, les chercheurs du MIT ont constaté que la hausse des températures dans les États du Nord-Ouest bordés par le Pacifique et la Nouvelle-Angleterre pouvait varier de 1°C à 6°C en fonction des politiques suivies. D’après les calculs, si une politique visant à limiter les émissions de gaz à effet de serre est mise en place, aucune région ne devrait connaître une hausse des températures supérieure à 3,5°C. Les chercheurs du MIT ont utilisé un modèle d’évaluation intégré, appelé IGSM 2, afin d’étudier les effets de différentes politiques en matière de climat. Ce modèle informatique génère en parallèle une simulation de l’économie mondiale et une simulation du climat, ce qui permet d’étudier l’influence des politiques climatiques sur les activités à l’origine des émissions de gaz à effet de serre, telles que la production d’électricité, les transports, l’industrie et l’évolution de l’utilisation des sols. Le modèle calcule ensuite les incidences de l’évolution des émissions sur le climat. Les modèles comme celui-ci sont particulièrement utiles pour étudier les effets des politiques climatiques, car ils utilisent un cadre de modélisation unique pour refléter de façon cohérente les interactions entre le climat et des facteurs économiques tels que la croissance démographique, le développement économique et l’évolution de la consommation d’énergie et de l’utilisation des sols. Ils peuvent aussi servir à étudier la relation inverse, à savoir l’incidence des changements climatiques sur l’activité économique, notamment en vue de déterminer les régions et les secteurs économiques les plus à risque. Pour choisir les politiques climatiques utilisées dans l’étude, les chercheurs se sont fondés sur un projet intitulé Climate Change Impacts and Risk Analysis («Analyse des incidences et des risques des changements climatiques», CIRA), auquel ils ont participé sous la direction de l’Agence de protection de l’environnement (EPA) des États‑Unis, et qui visait à étudier les avantages de la limitation des émissions de gaz à effet de serre. L’EPA souhaitait savoir dans quelle mesure le fait de réduire les émissions de gaz à effet de serre permettrait d’atténuer les incidences des changements climatiques dans les différentes régions du pays. La stabilisation des émissions est-elle l’approche la plus avantageuse compte tenu des coûts liés à l’application des politiques? Une réduction plus radicale des émissions de carbone serait-elle encore plus bénéfique ou ne ferait-elle qu’augmenter les coûts d’application? Afin d’étudier les scénarios définis par l’EPA, les chercheurs ont
intégré dans le modèle IGSM2 trois scénarios d’émissions correspondant chacun à une politique climatique donnée. Dans le premier, rien n’est fait pour réduire les émissions de gaz à effet de serre dans le monde; dans le deuxième, les émissions mondiales sont stabilisées au moyen d’une taxe carbone; alors que dans le troisième, les émissions sont soumises à des restrictions encore plus strictes. Ces politiques, décrites en détail dans un second article3 de Climatic
Change, ont ensuite été associées aux autres sources d’incertitude afin de générer plus de cent simulations des changements climatiques d’ici à 2115. Simulation de l’évolution des températures au cours des cent prochaines années en fonction de différentes sources d’incertitude: a) conditions initiales différentes représentant la variabilité naturelle, b) sensibilités climatiques différentes, c) choix de politique et d) modèles climatiques différents (Monier et al. 2014). a) DIFFERENT INITIAL CONDITIONS = a) CONDITIONS INITIALES DIFFÉRENTES INITIAL CONDITION 1 = CONDITIONS INITIALES 1 INITIAL CONDITION 2 = CONDITIONS INITIALES 2 INITIAL CONDITION 3= CONDITIONS INITIALES 3 INITIAL CONDITION 4 = CONDITIONS INITIALES 4 INITIAL CONDITION 5 = CONDITIONS INITIALES 5 0.4 = 0 ,4 0.8 = 0,8 1.2 = 1,2 1.6 = 1,6 2.4 = 2,4 b) DIFFERENT CLIMATE SENSITIVITIES = b) SENSIBILITÉS CLIMATIQUES DIFFÉRENTES CS=2.0°C = SC=2,0 °C CS=3.0°C = SC=3,0 °C CS=4.5°C = SC=4,5 °C CS=5.0°C = SC=5,0 °C 0.5 = 0,5 1.5 = 1,5 2.5 = 2,5 3.5 = 3,5 c) DIFFERENT POLICIES = c) DIFFÉRENTES POLITIQUES REF = RÉF. POL4.5 = POL4,5 POL3.7 = POL3,7 d) DIFFERENT MODELS = d) DIFFÉRENTS MODÈLES NCAR_CCSM3.0 = NCAR_CCSM3.0 BCCR_BCM2.0 = BCCR_BCM2.0 MIROC3.2_MEDRES = MIROC3.2_MEDRES MULTI-MODEL MEAN = MOYENNE MULTI- MODÈLES 0.4 = 0,4 0.8 = 0,8 1.2 = 1,2 1.6 = 1,6 2.4 = 2,4 Autres sources d’incertitudeSi la politique climatique choisie est la plus grande source d’incertitude pour la simulation de l’évolution du climat d’ici à la fin du siècle, ce facteur a nettement moins d’influence sur les prévisions à très court terme. En effet, une fois libérés dans l’atmosphère, les gaz à effet de serre y restent pendant des dizaines, voire des centaines d’années. Par conséquent, lorsqu’une politique climatique est mise en place, les émissions antérieures continuent d’influencer le climat pendant plusieurs décennies. En raison de ce délai de latence, d’autres sources d’incertitude, comme la manière dont le climat réagit aux modifications des niveaux de gaz à effet de serre – ce qu’on appelle la sensibilité climatique – ou encore la variabilité naturelle du climat, créent davantage d’incertitude pour les simulations à court terme. La variabilité naturelle constitue un facteur d’incertitude important pour les simulations des changements climatiques régionaux, au moins jusque 2050. Le climat de la Terre est un système complexe qui met en jeu de nombreux processus interdépendants, dont certains, comme la circulation des courants dans l’océan profond, mettent des milliers d’années à s’accomplir. De plus, le climat varie naturellement d’une année à l’autre et il est donc normal que certaines années soient exceptionnellement chaudes ou froides. Les processus climatiques et la variabilité interannuelle du climat sont de nature chaotique, ce qui les rend difficiles à prévoir et complique la modélisation du climat. Lors d’une simulation, de légères erreurs au niveau des conditions initiales, par exemple la température, l’humidité ou le vent, peuvent modifier entièrement l’évolution du système climatique. Ce phénomène n’est pas sans rappeler le célèbre principe de l’«effet papillon», qui veut que le battement d’ailes d’un papillon en un point de la planète puisse provoquer un ouragan des semaines plus tard à des milliers de kilomètres. Pour contourner ce problème, les climatologues font tourner plusieurs fois le même modèle avec des conditions initiales différentes, ce qui leur permet de repérer la variabilité naturelle du climat et de quantifier l’incertitude qu’elle crée. L’utilisation de différentes conditions initiales conduit à des divergences surprenantes au niveau des résultats des simulations régionales, notamment sur le plan des régimes de précipitation. Elle peut même donner lieu à des prévisions contradictoires pour ce qui est de déterminer si une région sera plus sèche ou plus humide. Pour les simulations concernant les États du Nord‑Ouest bordés par le Pacifique, par exemple, les chercheurs ont utilisé cinq jeux de conditions initiales, dont deux ont conduit à un climat beaucoup plus sec d’ici à 2100, deux autres à un climat relativement plus sec, et l’un à une hausse des précipitations. L’incertitude concernant l’évolution des précipitations régionales vient également de la tendance de chaque modèle climatique à aller dans le sens d’un assèchement ou d’une humidification du climat. Par exemple, les simulations des précipitations pour le sud-est des États‑Unis varient considérablement en fonction du modèle climatique utilisé. Dans l’ensemble, les quatre sources d’incertitude influencent à peu près à part égales les prévisions de l’évolution des précipitations. Augmentation des phénomènes météorologiques extrêmesDans le cadre du projet CIRA, les chercheurs du MIT ont utilisé la même méthode afin d’étudier l’influence des différentes sources d’incertitude sur les projections relatives aux phénomènes météorologiques extrêmes4. Les changements climatiques sont souvent évalués en fonction de l’évolution des températures et précipitations moyennes. Cette approche, si elle est judicieuse pour étudier l’évolution générale du climat, peut avoir pour effet de masquer les changements relatifs aux phénomènes météorologiques extrêmes, comme les vagues de froid et de chaleur et les fortes chutes de pluie et de neige. Ces changements, peut-être plus encore que l’évolution générale du climat, peuvent avoir de grandes conséquences sur la santé, la demande énergétique et l’agriculture. Les estimations des changements climatiques régionaux aux États‑Unis varient selon le scénario utilisé. Toutefois, une tendance nette se dégage: les habitants du pays doivent s’attendre à des épisodes de forte chaleur et de précipitations abondantes plus marqués et plus fréquents. Leur intensité exacte dépendra davantage de la politique climatique mise en place que des autres sources d’incertitude. D’après les conclusions des chercheurs, la hausse du nombre de jours de forte chaleur s’accompagnera d’une diminution du nombre de jours de grand froid, si bien que les zones du pays exemptes de gel tout au long de l’année seront plus nombreuses. Si ces tendances diffèrent d’une région à l’autre selon la représentation de la sensibilité et de la variabilité naturelle du climat, la politique climatique reste le principal facteur de variabilité des estimations des changements climatiques régionaux. Ces découvertes montrent qu’aucune source d’incertitude propre à la modélisation climatique n’influence davantage les simulations que le niveau des émissions liées à l’activité humaine au cours des cent prochaines années. Ce constat nous permet de mesurer combien il est important, si nous voulons éviter les effets les plus graves des changements climatiques, de mettre en place une politique mondiale visant à stabiliser la concentration atmosphérique de gaz à effet de serre. 1 Monier, E., X. Gao, J.R. Scott, A.P. Sokolov et C.A. Schlosser, «A framework for modeling uncertainty in regional climate change», Climatic Change, 2014, publié d’abord en ligne, doi: 10.1007/s10584-014-1112-5. Quelles sont les 4 conséquences du changement climatique ?intensification des précipitations (fortes pluies et grêle) augmentation des cyclones tropicaux violents. augmentation des périodes d'aridité et de sécheresse. recul de la glace de la mer Arctique et de la couverture neigeuse.
Comment les changements climatiques affectent la qualité de l'environnement ?Les impacts sur l'environnement sont multiples, importants et de plus en plus fréquents : sécheresses, fonte des glaciers et de la glace de mer, élévation du niveau des océans, tempêtes tropicales. Ils affectent l'ensemble de la population mondiale et la biodiversité planétaire.
Quelles sont les causes et les conséquences des changements climatiques ?Une augmentation des gaz à effet de serre suite aux activités de l'homme piège une partie de ce rayonnement, ce qui provoque une hausse de la température des surfaces jusqu'à trouver un nouvel équilibre. C'est la cause principale du réchauffement climatique observé ces dernières décennies.
Quelles seront les conséquences les plus graves du changement climatique pour les humains ?Les températures élevées augmentent également la concentration d'ozone, ce qui peut endommager le tissu pulmonaire et causer des complications chez les asthmatiques et les personnes souffrant de maladies respiratoires.
|
Comment les changements climatiques peuvent
Articles Similaires
droits d'auteur © 2024 cemle Inc.
