Le GIEC / IPCC vient de publier le Résumé pour décideurs de son quatrième rapport sur le changement climatique (AR4). Nous commençons la critique de ce texte, chapitre par chapitre. Ces articles sont susceptibles d’être mis à jour, en fonction de nos lectures ou des critiques que vous pourrez apporter dans la fonction commentaire et qui seront, le cas échéant, intégrées dans le texte.

A retenir
• Le dioxyde de carbone (CO2) est confirmé dans son rôle de principal forçage anthropique positif. Le GIEC souligne l’augmentation récente des taux de concentration atmosphérique, mais ne signale pas la stagnation du taux d’émission per capita.

• L’évolution récente du méthane atmosphérique (stagnation de la concentration) reste incomprise. Elle n’a pas été répercutée dans les scénarios d’émission (SRES), qui sont en conséquence déjà faux pour 2000-2010.

• Les incertitudes demeurent importantes sur la plupart des forçages radiatifs.

• La principale incertitude concerne toujours les aérosols (forçage négatif), avec un facteur 6,75 dans la fourchette complète d’estimation.

• Le forçage solaire a été révisé à la baisse (divisé par trois) et atteint une valeur presque négligeable (0,1W/m²), alors même que les modèles reconnaissent que l’on ne peut expliquer sans lui une partie du réchauffement moderne. Cela pose des questions soit sur l’estimation de ce forçage, soit sur la sensibilité climatique spécifique au soleil.

• Le GIEC persiste à utiliser la métrique principale du bilan énergétique au sommet de l’atmosphère (somme des forçages TOA) alors que les températures mesurées au sol sont également sous l’influence directe du bilan énergétique de surface, et des différents échanges au sein de la couche limite.

• Cette partie du Résumé pour décideurs (et du Rapport) n’apporte pas d’informations fondamentalement nouvelles depuis 2001. L’insistance sur les progrès des modèles et des observations depuis 2001 dissimule la persistance d’incertitudes assez importantes sur les éléments-clé du bilan énergétique et climatique. Donc sur la part du réchauffement climatique récent attribuable aux gaz à effet de serre.

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GIEC : La concentration atmosphérique de dioxyde de carbone (CO2) est passée de 280 ppm (1750) à 379 ppm (2005), aboutissant à un taux de concentration atmosphérique supérieur à celui des 650.000 dernières années. La hausse des dix dernières années (1995-2005) est de 1,9 ppm/an, supérieure à celle de la moyenne depuis le début des mesures (1,4 ppm/an).

Commentaire :

• Il convient de noter que la hausse des émissions CO2 rapportée au nombre d’habitants (per capita) semble avoir atteint un plafond au début des années 1980, plafond que n’a pas remis en cause le développement rapide des pays émergents dans cet intervalle (figure ci-dessous). Cette observation permet quelqu’optimisme sur l’avenir, puisque la part relative des énergies nucléaires et renouvelables est appelée à croître dans le mix énergétique. Cela n’empêchera pas bien sûr la progression en terme absolu du CO2 atmosphérique. Mais cela autorise à douter du réalisme des scénarios d’émission (SRES) les plus pessimistes utilisés par le GIEC. (Source CDIAC, Marland 2006)

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GIEC : La concentration atmosphérique de méthane (CH4) est passée de 715 ppb (1750) à 1774 ppb (2005), aboutissant à un taux de concentration atmosphérique supérieur à celui des 650.000 dernières années. Le taux de croissance a diminué depuis le début des années 1990, ce qui est consistant avec des émissions totales (anthropiques et naturelles) constantes au cours de cette période.

Commentaire :

• Cette stagnation des concentrations de méthane est actuellement incomprise par les chercheurs et représente une surprise.

• Les scénarios d’émissions du GIEC (SRES) prévoient tous une hausse du méthane, même les plus optimistes. Ces scénarios sont donc déjà faux pour la décennie en cours et totalement incertains pour le siècle en cours. Ainsi, les scénarios prévoyaient tous une concentration de 1816 à 1964 ppb pour 2010, chiffres que l'on n'atteindra sans doute pas.

• Le CH4 est un gaz à effet de serre 22 fois plus puissant que le CO2 et représente environ 20% du forçage anthropique attendu en 2100. Si le méthane en venait à se stabiliser durablement ou à ne progresser que modérément, les projections de température 2100 seraient donc à revoir entièrement.

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GIEC : La compréhension des influences anthropiques sur le réchauffement et le refroidissement du climat s’est améliorée depuis l’AR3, amenant à conclure avec un très haut niveau de confiance (9 chances sur 10) que l’effet moyen global des activités humaines a été un réchauffement, avec un forçage radiatif de 1,6 W/m2 (0,6-2,4). (Ci-dessous : tableau des forçages)

Commentaires :

• Le forçage radiatif désigne la manière dont un agent modifie le bilan énergétique de la Terre mesuré au sommet de l’atmosphère (à la tropopause). Exemple : les gaz à effet de serre absorbent le rayonnement IR émis par la surface de la Terre et ré-emettent (forçage positif) ; les aérosols tendent à refléchir le rayonnement entrant du soleil vers l’espace et à augmenter la profondeur optique des nuages (forçage négatif).

• Le forçage radiatif ne se mesure pas directement, mais doit être calculé par des modèles radiatifs de l’atmopshère appuyés sur des observations (assez partielles, même aujourd’hui). Il en résulte des incertitudes plus ou moins importantes sur chaque forçage. Il faut aussi préciser que l’effet d’un agent dépend en partie des autres. Par exemple, dans une couche atmosphérique déjà saturée en gaz à effet de serre (vapeur d’eau près de la surface), l’ajout de CO2 ne représente pas le même forçage que sur une couche où les gaz à effet de serre sont moins concentrés (haute troposphère). La compréhension scientifique des forçages reste donc faible à modérée pour la majorité d’entre eux (colonne de droite du tableau).

• Depuis l’AR3 2001, le forçage négatif des aérosols a été plutôt revu à la baisse. Mais l’incertitude reste extrêmement élevée comme en témoignent les valeurs complètes de la fourchette : -0,4-2,7 W/m² (un facteur 6,75). Par ailleurs, on ne dispose pas de bilans globaux annuels réalistes des émissions d’aérosols, en raison de la diversité de leurs sources et de leur faible temps de résidence dans l’atmosphère (quelques heures à dix jours). Cette double incertitude sur les émissions et sur le forçage amène à une conclusion simple : l’estimation de la part relative du forçage positif des gaz à effet de serre dans le bilan radiatif total, donc de leur place dans le réchauffement moderne, est hautement spéculative et ne peut sérieusement se voir attribuée un haut niveau de confiance. Il existe d’ailleurs un facteur 4 d’incertitude dans le forçage anthropique total (0,6-2,4 W/m²).

• Mentionnons au passage que l’effet refroidissant total des aérosols naturels et anthropiques en ciel clair est estimé par le GIEC à -5,3 W/m² (SD-2.4.2.1). Cela représente plus de quatre fois le forçage du CO2. On comprend que des variations annuelles ou décennales de ces aérosols peuvent avoir des effets importants sur les températures de surface. C’est le cas pour les trente dernières années, comme nous le préciserons lorsque nous aborderons l’évolution des températures récentes et leur attribution à l’homme.

• Les variations d’usage des sols sont limitées dans ce calcul radiatif à des variations d’albedo (réflexion du rayonnement solaire vers l’espace) et estimées à -0,2 W/m² (-0,4-0,0) pour toute l’ère moderne. D’une part, la compréhension que nous en avons est très faible, car cela suppose d’évaluer l’ensemble des changements 1750-2000 (extension relative des forêts et des zones agricoles, extension relative des superficies urbaines et de l’ensemble des constructions, irrigations). D’autre part et surtout, les modifications d’usage des sols ont des effets locaux, régionaux et globaux importants en raison de la modification du bilan énergétique en surface, et non au sommet de l’atmosphère comme le calcule le GIEC (Pielke 2005, Feddema 2005, Pielke 2007). Or, l’évolution des températures de surface du globe, mesurée par les stations météorologiques, dépend de manière non négligeable de l’évolution de ce bilan énergétique de surface et des échanges au sein de la couche limite. Le NRC avait souligné récemment, dans un rapport important, la nécessité de repenser globalement le concept de forçage radiatif (NRC 2005) : il n’a pas été suivi par le GIEC sur ce point. Il en résulte que le GIEC rapporte deux grandeurs (évolutions des forçages TOA, évolution des températures de surface) dont la seconde ne reflète que partiellement la première.

• Le forçage solaire (irradiance totale) a été divisé par trois depuis l’AR3 2001 et est établi à 0,12 W/m² (0,06-0,30). Nous reviendrons en détail sur ce point important, pour lequel nous consultons actuellement un certain nombre de spécialistes. Cette baisse du forçage solaire pose de très intéressantes questions théoriques. Il est en effet assez solidement établi par la littérature de comparaisons intermodèles que le réchauffement moderne 1750-2000, et plus particulièrement celui de la première partie du XX^e siècle (1915-1945) ne peut pas s’expliquer sans une composante importante de variabilité naturelle (par exemple Min et Hense 2006). Si l’irradiance solaire totale n’a que très faiblement changé (0,12 W/m²), cela signifie soit qu’il existe d’autres mécanismes d’influence (par exemple, l’irradiance spectrale UV actuellement étudiée en stratosphère), soit que la sensibilité climatique aux variations solaires est forte.

Nota : les mentions SD renvoient au Second Draft du rapport complet du GIEC, suivies des chiffres des chapitres et paragraphes concernés.

Références
Feddema J.J. et al. (2005), The importance of land-cover change in simulating future climates, Science, 310, 1674-1678.
Marland G. et al. (2006), Global CO2 Emissions from Fossil-Fuel Burning, Manufacture, and Gas Flaring: 1751-2003, Carbon Dioxide Information Analysis Center.
Min, S.-K., A. Hense (2006), A Bayesian assessment of climate change using multi-model ensembles. Part I: Global mean surface temperature, J. Climate, 19, 3237-3256
NRC (National Research Council) (2005), Radiative Forcing of Climate Change: Expanding the Concept and Addressing Uncertainties, National Academies Press, Wahington.
Pielke Sr. R.A. (2005), Land use and climate change, Science, 310, 1625-1626
Pielke Sr. R.A., et al. (2007), Unresolved issues with the assessment of multi-decadal global land surface temperature trends, J. Geophys. Res., sous presse.

Dernière mise à jour : 02-02-07