Modélisation des
changements climatiques
Aujourd'hui, les modèles climatiques permettent d'aller beaucoup
plus loin que la théorie de l’effet de serre du 19ème siècle . Ces
modèles simulent de façon réaliste l'augmentation des températures
observées depuis plus d'un siècle, et permettent d'affirmer que
la hausse de ces dernières dizaines d'années est attribuable à
l'effet des activités humaines. Ainsi, l'accroissement de la concentration
atmosphérique en CO2en est la principale cause, mais il y a
également l’accroissement de la concentration des autres gaz à
effet de serre (CH4, CFC, N2O...), l’augmentation de la concentration
des aérosols (dispersions dans l’air de particules, tels les aérosols
sulfatés, les suies...), et la modification de l'utilisation des sols
(déforestation, irrigation...), comme l’indique le schéma 3.
Ce schéma donne un aperçu des températures moyennes à la surface
de la Terre entre 1850 et 2006. Le modèle climatique utilisé
permet de tester des hypothèses concernant l’impact de la concentration
de CO2sur le climat.
Deux scénarios sont envisagés :
• Dans le premier, seules les perturbations naturelles sont prises
en compte (irruptions volcaniques, rayonnement solaire, etc.).
Or ces causes ne sont pas suffisantes pour expliquer les tendances
climatiques observées à l’échelle mondiale.
• Dans le deuxième, le modèle intègre la concentration de CO2
dans les phénomènes explicatifs. On observe un accroissement
considérable de la quantité de gaz à effet de serre depuis 1950,
et surtout depuis 1980. Les évolutions de température de cette
période forcent à admettre qu’elles ne sont pas dues uniquement
aux évolutions naturelles. Ainsi, il n’est plus possible d’expliquer
les phénomènes de variation climatique sans prendre en compte
la concentration de CO2et les implications que peut avoir
l’activité humaine.
Schéma 3 / Évolutions récentes du climat :
le rôle des activités humaines
Anomalie de température à la surface de la Terre, observée
et calculée en prenant en compte uniquement les
perturbations naturelles (éruptions volcaniques, activité
solaire...)
Anomalie de température de la surface de la Terre observée
et calculée en prenant en compte les mêmes perturbations
naturelles et l'accroissement observé de la quantité de
gaz à effet de serre et des aérosols anthropiques
Schéma 4 / Émissions et
concentrations de CO2:
utilisation de scénarios
Changements
climatiques futurs
Prévoir le climat futur nécessite de savoir comment celui-ci répond
aux différentes perturbations mais aussi quels seront ces
dérèglements à l’avenir.
Pour les prochains siècles, les émissions de gaz à effet de serre
dépendront notamment de la production d'énergie, de l'évolution
de la population, de la croissance économique dans les différentes
régions du monde, des évolutions technologiques... Plusieurs
scénarios ont été élaborés, couvrant un large éventail de possibilités.
Pour chacun de ces scénarios, les modèles climatiques permettent
de calculer l'évolution du climat qui en résulte.
Retenons en particulier le scénario représenté par les courbes A2,
sur les schémas 4 et 5.
Si les émissions de CO2continuent de croître au même rythme
que l’on connaît actuellement, la conséquence sera une hausse
considérable des températures de l’ordre de 4 °C en un siècle !
Schéma 5 / Variations de la température
moyenne de surface de la Terre
En résumé, si aucune action de très grande envergure n'est entreprise
rapidement pour réduire les émissions de gaz à effet de serre, les
projections prévoient un accroissement de la température moyenne
de la Terre de 3 à 5°C d’ici à la fin du 21ème siècle.
Les deux modèles des écoles françaises (IPSL et Météo France) anticipent,
d’une manière commune, une hausse globale de la température pour
l’an 2100, plus forte sur l’hémisphère Nord que Sud et sur les continents
plutôt que sur les océans.
Les précipitations sont un phénomène plus difficile à cerner du fait des
différences fortes et contrastées entre les régions. Cependant, les résultats
des deux modèles sont comparables dans leurs grandes tendances,
à savoir qu’une hausse des pluies touchera davantage les régions
équatoriales et de hautes altitudes, et qu’une baisse des pluies concernera
avant tout les régions subtropicales.
Au niveau de la France, la région méditerranéenne est sur la voie de
s’assécher alors que le Nord devient de plus en plus humide. Plus particuliè-
rement en France, on observe, dans le Nord, une hausse des précipitations
durant l’hiver et, dans le Sud, une hausse de la sécheresse en été.
1,0
0,5
0
-0,5
-1,0
1850 1900 1950 2000
1,0
0,5
0
-0,5
-1,0
25
20
15
10
5
1300
1200
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
A1B
A1T
A1Fl
A2
B1
B2
IS92a
Scénarios
1850 1900 1950 2000
2000 2020 2040 2060 2080 2100
modèle
observation
modèle
observation
Émissions de CO2
Concentrations de CO2
Variation de température (°C)
Année Année
Année
A1B
A1T
A1Fl
A2
B1
B2
IS92a
Scénarios
Année
2000 2020 2040 2060 2080 2100
A1B
A1T
A1Fl
A2
B1
B2
IS92a
Scénarios
Année
Variation de température (°C)
Émission de CO2(en GI C/yr)
Année
Concentration de CO2(ppm)
Perturbations Naturelles Ensemble des perturbations
Source: GIEC 2001
Source : GIEC 2001
Source : GIEC 2001
Variation de température (°C)
6
5
4
3
2
1
0
2000 2020 2040 2060 2080 2100
Ces segments/barres
montrent les estimations
en 2100 de certains modèles
A1B
A1T
A1Fl
A2
B1
B2
IS92e haute
IS92e
IS92e basse
(méthode TAR)