Réchauffement climatique : vers la disparition des nuages et 13 °C de plus ?

Environnement

Trois climatologues californiens ont découvert une instabilité du climat de la Terre passée jusqu'ici inaperçue. Si l'humanité continue ses émissions de gaz carbonique sans frein, à l'horizon 2100, une brusque disparition de la couverture nuageuse au-dessus des océans fera bondir les températures. Celle de la Terre en moyenne gagnerait alors 13 °C de plus. Ce qui sera dévastateur.

Les membres du Giec (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat) ont étudié quatre scénarios RCP (Representative Concentration Pathway), quatre hypothèses de trajectoire des émissions de gaz carbonique, et leur conséquence sur la valeur qu'aura ce que l'on appelle le forçage radiatif en 2100, et cela, avec des simulations sur superordinateurs. Ce forçage influe fortement sur le climat car il correspond, globalement, à l'énergie absorbée par unité de surface par l'atmosphère terrestre du fait du rayonnement du Soleil et, bien sûr, en relation avec l'effet de serre causé par le taux de gaz carbonique dans l'atmosphère.

Ainsi, le premier, le scénario RCP2.6 correspond à un forçage de +2,6 W/m2 ; puis le scénario RCP4.5, à +4,5 W/m2 ; et les scénarios RCP6 et RCP8.53 avec des valeurs encore plus élevées. Compte tenu des incertitudes sur les modèles climatiques, ces scénarios donnent respectivement des températures moyennes globales pour la Terre qui seront, en 2100, quelque part entre 1,4 et 3,1 °C pour RCP6, et entre 2,6 et 4,8 °C pour RCP8.5, celui-ci étant le scénario « business-as-usual », c'est-à-dire, celui où rien n'est fait, ou presque, pour stopper le réchauffement climatique.

Nous aimerions, idéalement, que cette température ne dépasse pas les 2 °C : le climat serait encore relativement stable. Mais il aurait déjà des conséquences dramatiques pour l'humanité. Dans le cadre du scénario RCP8.5, nous serions confrontés à une catastrophe humanitaire jamais vue encore dans l'Histoire avec, peut-être, une disparition d'Homo sapiens.

D'ici à 2100, tous les continents seront impactés par le réchauffement climatique. Suivez en animation les principales conséquences région par région, avec un focus sur deux phénomènes : El Niño et le Gulf Stream. © CEA Recherche

La Terre sera-t-elle une étuve en 2100 ?

Les réactions d'effroi sont donc compréhensibles et justifiées lorsque l'on prend connaissance du résultat principal d'une simulation portant sur l'état de la couverture nuageuse au-dessus des océans, passé un certain seuil en gaz carbonique. Un article l'exposant vient d'être publié dans Nature Geoscience par une équipe de trois climatologues états-uniens, membres du célèbre Caltech où enseignait Richard Feynman

Selon les chercheurs, passé un taux de 1.200 ppm de CO2 dans l'atmosphère, un point critique est atteint dans le système dynamique qu'est l'atmosphère, qui fait donc disparaître les stratocumulus. Or, ceux-ci réfléchissent une partie de la lumière solaire et sont donc responsables d'une composante négative du forçage radiatif. En clair, plus d'énergie sera injectée dans l'atmosphère et les températures, déjà atteintes en raison de ce taux de gaz carbonique, grimperont brutalement de 8 °C en moyenne, et de 10 °C, au niveau des régions subtropicales.

Or, le scénario RCP8.5 correspond à un taux de C02 comparable en 2100, ou pour le moins, peu de temps après ; cela signifie que si les émissions continuent sans inflexion significative, les prédictions sinistres des chercheurs californiens se vérifieront à ce moment-là. La température moyenne globale sera, non pas de 5, mais bien de 13 °C. Ce résultat est d'autant plus terrifiant que les simulations indiquent qu'il faudrait redescendre à un taux de 300 ppm pour que la couverture nuageuse se reforme.

Ce taux est actuellement de 410 ppm environ... On mesure à quel point revenir en arrière rapidement est une utopie et pourquoi il n'est donc pas possible de se passer d'étude sur la géoingénierie si l'on n'arrivait pas à réduire suffisamment à temps les émissions de CO2.On mesure aussi combien la mise en place d'une stratégie d'émission négative a besoin, elle aussi, de temps pour être efficace. Faut-il, pour autant, désespérer et faire son deuil du futur de l'humanité ? Certainement pas.

Une clé pour comprendre les climats passés

La bataille pour les 1,5 °C est très probablement perdue, celle pour les 2 °C se présente mal ; nous allons, plus probablement, vers les 3 °C de plus globalement par rapport à 1900. L'humanité semble tout de même se diriger vers une réduction de ses émissions, il est donc peu plausible que le scénario, avec plus 1.200 ppm, devienne une réalité mais plutôt qu'il situe, quelque part, en dessous des 900 ppm, même si ces chiffres restent flous. En tout état de cause, le point de basculement envisagé ne devrait pas être atteint.

Une chose est certaine : la prise en compte de l'effet des nuages, par les simulations climatiques, n'est toujours pas aussi bonne qu'on le voudrait. Plusieurs chercheurs pointent déjà du doigt les limitations du modèle utilisé par les climatologues californiens qui, eux-mêmes, reconnaissent qu'il s'agit d'un résultat préliminaire -- le seuil exact du taux de gaz carbonique à atteindre est en débat ainsi que l'extension géographique de la disparition de la couverture nuageuse, par exemple. Mais cela illustre bien le fait que des systèmes décrits par des équations non-linéaires, comme c'est le cas en climatologie, peuvent avoir des comportements surprenants et inattendus en sautant brutalement dans un état où les expériences, faites dans des régimes où ces équations peuvent être approximées par des équations linéaires, ne permettent pas d'imaginer son apparition.

On peut penser aussi qu'un phénomène similaire a fortement contribué au brusque réchauffement qui s'est produit au moment du fameux maximum thermique du Paléocène-Éocène (Paleocene-Eocene Thermal Maximum, ou PETM) lorsque le taux de CO2 atmosphérique était de 2.000 ppm -- il fallait 4.000 ppm dans les modèles climatiques précédents pour expliquer le réchauffement. Beaucoup de travail reste à faire. Et sans qu'il soit encore nécessaire de paniquer, voilà un avertissement à prendre au sérieux. Un monde, même avec 2 °C à 3 °C de plus, n'est un monde dans lequel nous aimerions vivre, tant les « désagréments » seront déjà importants pour les écosystèmes et l'Homme.

Ce qu'il faut retenir
  • Le climat est gouverné par des équations non-linaires complexes qui peuvent contenir des phénomènes surprenants et inattendus. Des ordinateurs sont nécessaires pour les débusquer.
  • Trois climatologues californiens pensent avoir découvert l'un de ces phénomènes dans des simulations numériques. Passé un taux d'environ 1.200 ppm de gaz carbonique dans l'atmosphère, les stratocumulus au-dessus des océans devraient disparaître.
  • Comme cette couverture nuageuse refroidit la Terre en réfléchissant les rayons du Soleil, les température devraient grimper brutalement à l'horizon 2100 si rien n'est fait pour réduire et stopper nos émissions. Aux 5 °C déjà produits par le CO2, devraient s'ajouter 8 °C de plus.
  • Il y a des raisons d'espérer que nous n'atteindrons pas 1.200 ppm. Si l'on peut émettre des critiques sur le résultat des chercheurs, l'avertissement est à prendre sérieusement en compte.

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