Consensus Scientifique sur Changement Climatique

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GIEC (2013)
Changement Climatique Mise à jour GIEC 2013
Contexte - "Changement climatique
2013: Les éléments scientifiques" («
Climate change 2013 : The Physical
Basis ») est une évaluation exhaustive
des aspects physiques du changement
climatique, qui met l'accent sur les
éléments pertinents permettant de
comprendre le passé, d'analyser le
présent, et de prévoir l'évolution future
du climat .
Le rapport couvre les observations de
l'évolution de toutes les composantes
du système climatique et évalue l' état
actuel des connaissances sur ses
différents aspects.
Des mesures directes à l'aide
d'instruments du climat global ont
commencé à être entreprises au milieu
du 19ème siècle, et la reconstruction du
climat utilisant des indicateurs indirects
tels que les anneaux de croissance des
arbres ou les analyses du contenu de
couches sédimentaire permet d'étendre
cette connaissance bien plus loin dans
le passé.
La présente évaluation utilise un nouvel
ensemble de nouvelles simulations des
impacts futurs du changement
climatique, à partir d'une gamme de
différentes hypothèses de scénarios
possibles d'évolution des émissions.
Résumé & Détails:
GreenFacts
1. Comment le GIEC traite-t-il les
incertitudes ?........................................3
Observations
2. Quels ont été les changements observés dans
le climat dans les derniers siècles ? .........4
Facteurs
3. D'où provient le changement climatique ?
...........................................................5
Comprendre
4. Comment étudions-nous l'évolution du
système climatique ?.............................6
Projections
5. Quels changements dans le système
climatique sont prévus pour l'avenir ?.......7
Incertitudes
6. Quelles sont les principales incertitudes
concernant le changement climatique ? ...9
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Ce Dossier est un résumé fidèle du rapport scientifique de consensus
produit en 2013 par le Groupe d'Experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat (GIEC) :
"Climate Change 2013: Technical Summary"
Le Dossier complet est disponible sur : http://www.greenfacts.org/fr/changement-climatique-re5-bases-scientifiques/
Ce document PDF contient le Niveau 1 d’un Dossier GreenFacts. Les Dossiers GreenFacts sont publiés en
plusieurs langues sous forme de questions-réponses et présentés selon la structure originale et conviviale
de GreenFacts à trois niveaux de détail croissant :
•
•
•
Chaque question trouve une réponse courte au Niveau 1.
Ces réponses sont développées en plus amples détails au Niveau 2.
Le Niveau 3 n’est autre que le document source, le rapport de consensus scientifique reconnu
internationalement et fidèlement résumé dans le Niveau 2 et plus encore dans le Niveau 1.
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1. Comment le GIEC traite-t-il les incertitudes ?
Bien que l'ensemble des connaissances sur
le système climatique augmente de plus
en plus, et donc aussi la confiance dans les
projections effectuées, la science du climat
présente encore beaucoup d'incertitudes.
Une partie intégrante du rapport
d'évaluation du GIEC 5 (en anglais "AR5")
est l'utilisation de formulations spécifiques
de l'incertitude, propres à refléter avec
précision la force de chaque énoncé.
Le cas échéant, les conclusions sont
formulées comme des faits établis, mais
lorsqu'une qualification d'un énoncé s'avère
nécessaire, deux systèmes seront utilisés.
Le premier évalue par un degré d'accord
le niveau de confiance dans la validité
de l'énoncé, sur la base du type, de la
quantité, de la qualité et de la cohérence
de l'énoncé (par exemple les données, la
compréhension des mécanismes, la théorie,
les modèles, des avis d'experts). Ce degré
d'accord va d' "accord faible"- preuves
limitées, à "accord fort" - preuves robustes.
Le second évalue le niveau de
vraisemblance d'un énoncé en exprimant
sous forme de probabilité les mesures
quantifiées de l'incertitude.
Guide de navigation pour ce dossier
Lorsque des évaluations de confiance ou
de vraisemblance sont utilisées dans le présent résumé, elles sont
indiquées en italique.
Table 1.2 - Termes utilisés pour parler de la probabilité d'un événement
Terme*
Probabilité de l'événement
Pratiquement certain
probable à 99–100%
Très probable
probable à 90–100%
Probable
probable à 66–100%
Aussi probable que non
probable à 33–66%
Peu probable
probable à 0–33%
Très peu probable
probable à 0–10%
Exceptionnellement peu probable
probable à 0–1%
* Des termes additionnels (extremement probable: probable à 95–100%, plus probable que non: >50–100%,
et extremement peu probable: probable à 0–5%) peuvent aussi être utilisés lorsque nécéssaire.
Box TS.1 - Treatment of
Uncertainty [en]
[voir Annexe 1, p. 10]
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2. Quels ont été les changements observés dans le climat dans les derniers
siècles ?
2.1 Il est certain que la température de surface moyenne globale de la Terre a augmenté
depuis qu'elle a commencé à être mesurée et enregistrée. Ce réchauffement a été d'environ
0,85 ° C de 1880 à 2012 avec une augmentation d'environ 0,72 ° C de 1951 à 2012.
Chacune des trois dernières décennies ayant été successivement la plus chaude jamais
enregistrée . Elles ont aussi très probablement été les plus chaudes des 800 dernières
années et probablement les plus chaudes des 1400 dernières années, même si le taux de
réchauffement au cours des 15 dernières années est plus faible que ce qu'il a été depuis
les années 1950.
Il est pratiquement certain que l'océan (au-dessus d'une profondeur de 700 m) s'est
réchauffé au cours du 20ème siècle, probable que l'océan se soit réchauffé entre moins 700
et moins 2000 m, probable que l'océan se soit réchauffé de moins 3000 m jusqu'au fond,
mais aucune tendance significative n'a été observée entre moins 2000 m et moins 3000 m
de profondeur.
Depuis vers 1970 au moins, la planète est en déséquilibre énergétique, avec plus d'énergie
provenant du soleil entrant dans l'atmosphère qu'en sortant (c'est ce qu'on appelle le «
forçage radiatif »), le réchauffement des océans représentant la plus grande partie (93 %)
de l'augmentation de la capture d'énergie.
2.2 A l'échelle mondiale, il n'est pas clair si on a eu des
changements dans les précipitations et la couverture nuageuse, en
partie parce que les données sont insuffisantes. L'humidité de la
basse atmosphère a très probablement augmenté depuis les années
1970, mais il n'est pas clair quels changements dans les
précipitations en auraient résulté.
Figure TS.1 : Indicateurs du
2.3 Des changements ont été observés dans les propriétés de
changement climatique [en]
l'océan (son réchauffement, des changements dans sa salinité, une
[voir Annexe 2, p. 11]
augmentation de sa teneur en carbone et de son acidité, une
diminution de sa concentration en oxygène) au cours des quarante dernières années. Les
tendances observées de ces changements sont en accord avec l'explication par une réponse
au changement climatique.
2.4 Il y a un très haut niveau de confiance que la couverture de glace de l'Arctique a
diminué au cours de la période 1979-2012. En revanche, il est très probable que la
couverture de glace de l'Antarctique a augmenté entre 1979 et 2012, du fait d'une diminution
du pourcentage d'eau libre dans la banquise. Il y a un haut niveau de confiance que certaines
parties de la banquise antarctique subissent des changements importants.
Il y a un très haut niveau de confiance que les glaciers terrestres ont diminué dans le monde
entier au cours des dernières décennies, et qu'ils vont continuer à fondre. Le pergélisol (en
anglais : Permafrost) s'est également été réchauffe partout dans le monde. Dans
l'hémisphère Nord, la couverture neigeuse a diminué.
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2.5 Il est pratiquement certain que le taux d'augmentation globale
moyen du niveau de la mer s'est accéléré, des taux relativement
faibles de l'ordre de quelques dixièmes de mm par an durant les
millénaires passés aux taux actuels de l'ordre du plusieurs mm par
an. Plus précisément, le niveau moyen de la mer a augmenté de
0,19 [0,17 à 0,21] m sur la période 1901-2010. Le taux actuel
d'augmentation du niveau moyen de la mer est, avec un niveau de
confiance moyen, anormalement élevé par comparaison avec les
deux derniers millénaires.
2.6 Il est très probable que le nombre de jours et de nuits froids
a diminué et que le nombre de jours et de nuits chauds a augmenté
à l'échelle mondiale. Globalement, la durée et la fréquence des
périodes et vagues de chaleur ont augmenté depuis le milieu du
20e siècle. Il est probable que, depuis 1950, le nombre de fortes
précipitations terrestres a augmenté dans plus de régions qu'il n'a
a diminué. Il est pratiquement certain que la fréquence et l'intensité
des tempêtes dans l'Atlantique Nord a augmenté depuis les années
1970, bien que les raisons de cette augmentation soient débattues.
Les changements dans la fréquence des épisodes de sécheresse et
d'inondations sont plus variables d'une région à l'autre.
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Figure TFE.2.2 Elévation du
niveau de la mer [en]
[voir Annexe 8, p. 18]
Figure RT.4 : Emissions
anthropiques de CO2 [en]
[voir Annexe 6, p. 16]
2.7 En 2011, les concentrations atmosphériques de gaz à effet de
serre, dioxyde de carbone (CO2), méthane (CH4) et oxyde nitreux (N2O ), s'écartent vers
le haut de la gamme de concentrations mesurées dans les carottes de glace, et leur taux
d'augmentation dépasse aussi ce qui est connu par les analyses des carottes de glace. La
principale source de CO2 est la combustion de combustibles fossiles et la production de
ciment. Environ la moitié du CO2 se retrouve dans l'atmosphère, le reste est absorbé par
les plantes ou par les océans.
3. D'où provient le changement climatique ?
3.1 Le changement climatiques est dû à un déséquilibre entre l'énergie reçue par la terre
et l'énergie qui est rayonnée vers l'espace (ce déséquilibre est appelé «forçage radiatif»).
3.2 Depuis le début de l'ère industrielle, c'est-à-dire depuis 1750, les forçages solaire et
volcanique sont les deux contributeurs naturels dominants au changement climatique
mondial. Il y a un niveau de confiance élevé que le forçage solaire soit beaucoup plus faible
que le forçage causé par les gaz à effet de serre. L'impact des particules volcaniques est
maintenant bien compris, et un important forçage négatif a lieu durant plusieurs années
après les grandes éruptions volcaniques telles celle du Mont Pinatubo en 1991.
3.3 L'activité humaine conduit à une modification dans la composition de l'atmosphère,
soit directement (via les émissions de gaz ou de particules), soit indirectement (par
l'intermédiaire de la chimie atmosphérique). Les émissions anthropogéniques ont entraîné
des changements dans les concentrations de gaz à effet de serre au cours de l'ère industrielle
(depuis 1750). Au cours des 15 dernières années, le CO2 a été le principal contributeur à
l'effet de serre, les principaux autres étant le méthane, l'oxyde nitreux et les hydrocarbures
halogénés. La contribution de chaque gaz est généralement exprimée en termes de "potentiel
de réchauffement global" (PRG) ou de "potentiel de changement de température global"
(GTP). D'une part, le GWP compare le potentiel de réchauffement d'un gaz à effet de serre
à celui du dioxyde de carbone, et est exprimé en une quantité équivalente de CO2. Le GTP,
d'autre part, vise à estimer la variation de température provoquée par un gaz spécifique,
et inclut la réaction du système climatique.
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Les aérosols sont minuscules gouttelettes liquides ou des particules
(comme la poussière de volcans) en suspension dans l'atmosphère.
Dans l'ensemble, les aérosols provoquent un refroidissement de
l'atmosphère, mais avec une grande marge d'incertitude. Il y a un
haut niveau de confiance, cependant, que les aérosols ont compensé
une partie substantielle du forçage dû aux gaz à effet de serre. Il
existe des preuves robustes que des changements anthropogéniques
d'utilisation des terres comme la déforestation, ont affecté l'albédo
(la réflectivité du rayonnement solaire), différent dans une forêt
verte et plus sombre que dans un champ plus pâle, par exemple,
et par conséquent le bilan énergétique. Les traînées persistantes
produites par les avions à haute altitude contribuent également au
réchauffement.
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Figure RT.6 Equilibre
énergétique du système
climatique depuis 1750 [en]
[voir Annexe 7, p. 17]
3.4 Les mécanismes de rétroaction jouent également un rôle important dans la détermination
du (futur) changement climatique. Par exemple :
•
La rétroaction de la neige, de la glace et de l'albédo : plus il fait chaud, moins
il y a de neige, et le sol est alors plus sombre et plus chaud.
•
Il pourrait aussi y avoir des rétroactions de la couverture nuageuse, quoiqu'il y
ait encore de grandes incertitudes quant à leur importance et leur influence.
4. Comment étudions-nous l'évolution du système climatique ?
4.1 Pour comprendre les résultats du système climatique, nous combinons observations,
études théoriques de mécanismes et de processus de rétroaction, et simulations à partir
de modélisations. Par rapport au 4ème Rapport d'évaluation publié en 2007, des observations
plus détaillées et des modèles climatiques améliorés permettent désormais l'attribution des
changements climatiques observés à des influences humaines dans de plus nombreuses
composantes du système climatique.
Il est extrêmement probable que les activités humaines sont responsables de plus de la
moitié de l'augmentation observée de la température de surface moyenne globale de 1951
à 2010, les gaz à effet de serre contribuant à un réchauffement compris entre 0,5 ° C et
1,3 ° C au cours de cette période.
4.2 La température de surface moyenne globale (GMST) observée a montré une
augmentation beaucoup plus faible au cours des 15 dernières années qu'au cours des 30
à 60 dernières années. Les changements dans le forçage radiatif d'une décennie à l'autre
montrent que pour la période 1998-2011 le forçage a représenté les deux tiers de ce qu'il
avait été pour la période 1984-1998. Globalement, il est très probable qu'au cours de cette
période, le système climatique a continué à accumuler de l'énergie, par exemple sous la
forme d'une augmentation de la chaleur de l'océan, bien que, certaines données faisant
état d'un ralentissement tandis que d'autres pas, la conclusion reste incertaine.
4.3 La façon la plus convaincante d'établir la crédibilité des modèles utilisés dans la science
du changement climatique est sans doute la vérification de leurs projections. Il apparaît
que les résultats des projections quant à l'évolution des émissions de CO2, de la température
de surface moyenne globale et du niveau moyen de la mer prévues par les précédents
rapports d'évaluation du GIEC sont en général en accord avec les tendances observées.
4.4 Différents paramètres océaniques ont été mesurés et modélisés en fonction de leur
réponse au changement climatique. Il est très probable que l'influence humaine a apporté
une contribution substantielle au réchauffement de la couche supérieure de l'océan (jusqu'à
moins 700 m) qui a été observé depuis les années 1970. Ce réchauffement a à son tour
contribué à une élévation du niveau global de la mer par dilatation thermique. Il est estimé
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que la plus grande partie de l'énergie ajoutée au système climatique a été absorbée par
les océans. De même, les changements dans la salinité, la teneur en oxygène et l'acidité
peuvent aussi être attribués à l'influence humaine.
4.5 Les réductions de la couverture de glace de l'Arctique et de la
couverture de neige dans l'hémisphère Nord, et la réduction
généralisée des glaciers (recul) - et l'augmentation de la fonte de
surface au Groenland sont autant de preuves de changements
globaux concernant la neige et la glace liés à l'augmentation du
forçage radiatif d'origine anthropogénique.
Figure TFE.3 Observations
4.6 En ce qui concerne la possibilité de changements irréversibles,
par rapport aux projections
le rythme et l'ampleur du changement climatique global sont
précédentes [en]
[voir Annexe 9, p. 19]
déterminés par le forçage radiatif, les rétroactions climatiques et
le stockage de l'énergie par le système climatique. Pour certains
éléments du système climatique, il existe un point où un changement brusque pourrait se
produire une fois un certain seuil atteint. Ces brusques changements peuvent être
irréversibles - ce qui signifie qu'il faut beaucoup plus de temps au système pour revenir à
son état initial qu'il n'en faut pour basculer vers un nouvel état - transitions vers différents
états du système climatique.
Par exemple :
•
Des changements dans la circulation méridienne océanique atlantique (en anglais,
AMOC) pourraient produire de brusques changements climatiques à l'échelle
mondiale et sur le climat de l'Europe et de l'Amérique du Nord.
•
Avec un climat plus chaud, la fonte du pergélisol (en anglais : Permafrost )
pourrait conduire à la libération de carbone accumulé dans les sols gelés,
conduisant à une augmentation des concentrations du CO2 atmosphérique et
du méthane, provoquant un réchauffement supplémentaire.
•
Comme la croissance des couches de glace est un processus très lent, toute
augmentation de la perte de glace, par fusion ou suite à des coulées de glace,
serait irréversible.
5. Quels changements dans le système climatique sont prévus pour
l'avenir ?
5.1 Des projections des changements dans le système climatique sont effectuées en utilisant
une gamme de modèles climatiques qui simulent des modifications fondées sur un ensemble
de scénarios de forçages anthropogéniques. Un nouvel ensemble de scénarios, les Parcours
de concentration représentatifs (en anglais, PRC), a été utilisé pour les simulations des
modèles climatiques réalisées pour cette évaluation; ces scénarios comprennent
généralement des composantes économiques, démographiques, d'énergie et des éléments
simples du climat. Les scénarios utilisés dans cette évaluation afin d'explorer ce que ces
émissions pourraient devenir ont différents ---> xxx en termes de forçage radiatif d'ici
2100, allant d'un scénario "forte atténuation" à un scénario de croissance continue des
émissions.
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5.2 Entre 2012 et 2100, en fonction du scénario choisi, les résultats
de Modélisation du système terrestre (en anglais, ESM) conduisent
à des émissions de combustibles fossiles cumulées allant de 270 à
1 685 gigatonnes de carbone.
5.3 En l'absence d'importantes éruptions volcaniques, qui
causeraient un refroidissement significatif mais temporaire, et en
supposant qu'il n'y ait aucun futur changement significatif à long
Figure TS.19 Les émissions
de combustibles fossiles
terme de l'irradiance solaire, il est probable que la température de
pour les quatre scénarios
surface moyenne globale sera supérieure de 0,3 ° C à 0,7 ° C dans
RCP [en] [voir Annexe
4, p. 14]
la période 2016-2035 à ce qu'elle a été dans la période 1986-2005
(niveau de confiance moyen). Les températures moyennes mondiales continuent à augmenter
au cours du 21e siècle selon tous les scénarios. A partir d'environ le milieu du 21ème siècle,
le taux de réchauffement de la planète commence à être plus fortement dépendant du
scénario : l'augmentation moyenne globale probable de la température de surface va de
0,3 à 4.8 ° C.
Les températures de l'océan vont très probablement continuer à
augmenter au cours du 21e siècle. Dans certaines régions d'ici la
fin du siècle le réchauffement projeté des océans pourrait dépasser
0,5 ° C à 2,5 ° C dans les 100 premiers mètres et 0,3 ° C à 0,7 °
C à une profondeur d'environ 1 km. Le niveau de la mer sont aussi
pourrait continuer à augmenter de 0,26 à 0,81 m d'ici la fin du
21ème siècle. Il est pratiquement certain que l'élévation du niveau
de la mer continuera au-delà de 2100, et se poursuivre pendant
des siècles, voire des millénaires.
Un océan Arctique pratiquement libre de glace (étendue de la
banquise inférieure à 1.000.000 km2) au mois de en Septembre
est probable avant le milieu du siècle, selon le scénario conduisant
au niveau le plus élevé d'émissions, avec un niveau de confiance
moyen. Il est très probable que la couverture de glace de
l'Antarctique continuera à diminuer et à s'amincir, et que la
couverture de neige au printemps aux hautes latitudes
septentrionales et le pergélisol superficiel décroîtront, avec
l'augmentation de la surface moyenne globale.
Figure TS.14 - Synthèse des
projections à court terme
de la température mondiale
moyenne de l'air [en]
[voir Annexe 3, p. 12]
5.4 En ce qui concerne le potentiel pour stabiliser le climat, cette
Figure TS.22 - Projections
du niveau moyen de la mer
stabilisation peut signifier en pratique :
[en] [voir Annexe 5, p. 15]
•
Stabiliser les concentrations de gaz à effet de serre dans
l'atmosphère à un niveau qui empêcherait toute perturbation anthropogénique
dangereuse du système climatique, ce qui est l'objectif ultime de la
Convention-cadre des Nations Unies sur le changement climatiques (CCNUCC)
;
•
Limiter l'augmentation de la température mondiale, ce qui a fait l'objet de
récentes discussions politiques, la plus largement discutée étant de 2 ° C
au-dessus des niveaux préindustriels ;
•
Ramener le niveau de CO2 dans l'atmosphère au-dessous de 350 ppm.
Une des approches pour atteindre la stabilisation du climat est la géo-ingénierie, définie
comme l'intervention délibérée à grande échelle dans le système de la Terre dans le but
de lutter contre les effets indésirables du changement climatique sur la planète, telles que
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la capture et le stockage du carbone à grande échelle, ou la gestion du rayonnement solaire
par l'injection d'aérosols dans l'atmosphère.
5.5 Évaluer les changements dans les événements climatiques extrêmes pose des défis
uniques, non seulement à cause de la rareté de ces événements, mais parce qu'ils se
produisent toujours en conjonction avec des conditions de rupture. A court et à long terme,
les projections résultant des divers scénarios confirment une très probable tendance à
l'augmentation des épisodes de fortes précipitations, mais avec de grandes variations
régionales. En ce qui concerne les événements extrêmes tels qu'inondations, sécheresses
et cyclones, il subsiste encore beaucoup d'incertitudes lorsqu'il s'agit d'établir une tendance
au changement ou d'établir des projections.
6. Quelles sont les principales incertitudes concernant le changement
climatique ?
L'influence humaine a été détectée dans presque toutes les grands composants évalués du
système climatique. Pris dans leur ensemble, les résultats combinés augmentent le niveau
global de confiance dans l'attribution des changements climatiques observés, et réduisent
les incertitudes découlant d'une évaluation fondée sur une variable climatique unique. La
cohérence des changements observés avec des simulations de forçage anthropogénique et
naturel dans le système physique est remarquable. Toutefois, il reste une série d'incertitudes.
La compréhension des causes et des moyens de caractérisation des incertitudes dans les
projections à long terme de grande envergure du changement climatique n'a pas beaucoup
changé depuis le rapport précédent, mais de nouvelles expériences et études ont continué
à oeuvrer pour une caractérisation plus complète et rigoureuse.
6.1 La capacité des modèles climatiques à simuler la température de surface s'est améliorée
à bien des égards, mais il reste un certain nombre d'incertitudes quand il s'agit de certains
éléments spécifiques des changements observés dans le système climatique.
6.2 Les incertitudes quant au processus d'interaction des aérosols avec les nuages restent
le principal contributeur à l'incertitude sur le changement climatique d'origine humaine.
6.3 Pour certains aspects du système climatique, notamment la sécheresse, l'activité
cyclonique, le réchauffement de l'Antarctique, l'étendue de la banquise polaire, le bilan
massique des glaciers, la confiance reste faible dans l'attribution des changements à
l'influence humaine en raison des incertitudes liées à la modélisation et du faible accord
entre les études scientifiques.
6.4 Il y a également plusieurs domaines dans lesquels les projections du changement
climatique restent difficiles: les projections des changements climatiques mondiaux et
régionaux et les précipitations, un déplacement vers les pôles de la position et de la force
des trajectoires des tempêtes dans l'hémisphère Nord, les tendances en matière de fréquence
des cyclones tropicaux et de leur intensité au 21e siècle, les changements dans l'humidité
et le ruissellement de surface du sol, et l'ampleur des émissions de carbone dans
l'atmosphère due à la décongélation émissions de pergélisol et des émissions de méthane
provenant de sources naturelles telles que les zones humides ou les hydrates de gaz.
•
Il y a également un niveau de confiance moyen sur la façon dont les banquises
polaires auront une incidence sur le niveau de la mer au cours du 21ème siècle,
un faible niveau de confiance dans les projections des modèles d'élévation du
niveau de la mer, et aucun consensus dans la communauté scientifique quant
à leur fiabilité.
•
Enfin, il y a un faible niveau de confiance envers de nombreux aspects de
changements climatiques régionaux.
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Annexe
Annex 1:
Box TS.1 - Treatment of Uncertainty
Box TS.1, Figure 1 - A depiction of evidence and agreement statements and their relationship to confidence. Confidence increases
toward the top right corner as suggested by the increasing strength of shading. Generally, evidence is most robust when there are
multiple, consistent independent lines of high quality.
Source: IPCC Climate Change 2013: Technical Summary [see http://www.climatechange2013.org/images/report/
WG1AR5_TS_FINAL.pdf], p.36
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Annex 2:
Figure TS.1 - Multiple complementary indicators of a changing global climate
Figure TS.1 - Multiple complementary indicators of a changing global climate. Each line represents an independently derived
estimate of change in the climate element. The times series presented are assessed in Chapters 2, 3 and 4. In each panel all data
sets have been normalized to a common period of record. A full detailing of which source data sets go into which panel is given
in Chapter 2 Supplementary Material Section 2.SM.5 and in the respective chapters. Further detail regarding the related Figure
SPM.3 is given in the TS Supplementary Material. {FAQ 2.1, Figure 1; 2.4, 2.5, 3.2, 3.7, 4.5.2, 4.5.3}
Source: IPCC Climate Change 2013: Technical Summary [see http://www.climatechange2013.org/images/report/
WG1AR5_TS_FINAL.pdf], p.38
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Annex 3:
Figure TS.14 - Synthesis of near-term projections of global mean surface
air temperature
Figure TS.14 - Synthesis of near-term projections of global mean surface air temperature (GMST). (a) Projections of annual mean
GMST 1986–2050 (anomalies relative to 1986–2005) under all RCPs from CMIP5 models (grey and coloured lines, one ensemble
member per model), with four observational estimates (Hadley Centre/Climatic Research Unit gridded surface temperature data
set 4 (HadCRUT4), European Centre for Medium Range Weather Forecasts (ECMWF) interim re-analysis of the global atmosphere
and surface conditions (ERA-Interim), Goddard Institute for Space Studies Surface Temperature Analysis (GISTEMP), National
Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)) for the period 1986–2012 (black lines). (b) As (a) but showing the 5 to 95%
range of annual mean CMIP5 projections (using one ensemble member per model) for all RCPs using a reference period of
1986–2005 (light grey shade) and all RCPs using a reference period of 2006–2012, together with the observed anomaly for
(2006–2012) minus (1986–2005) of 0.16°C (dark grey shade). The percentiles for 2006 onwards have been smoothed with a
5-year running mean for clarity. The maximum and minimum values from CMIP5 using all ensemble members and the 1986–2005
reference period are shown by the grey lines (also smoothed). Black lines show annual mean observational estimates. The red
shaded region shows the indicative likely range for annual mean GMST during the period 2016–2035 based on the ‘ALL RCPs
Assessed’ likely range for the 20-year mean GMST anomaly for 2016–2035, which is shown as a black bar in both (b) and (c) (see
text for details). The temperature scale relative to 1850-1900 mean climate on the right-hand side assumes a warming of GMST
prior to 1986–2005 of 0.61°C estimated from HadCRUT4. (c) A synthesis of projections for the mean GMST anomaly for 2016–2035
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relative to 1986–2005. The box and whiskers represent the 66% and 90% ranges. Shown are: unconstrained SRES CMIP3 and
RCP CMIP5 projections; observationally constrained projections for the SRES A1B and, the RCP4.5 and 8.5 scenarios; unconstrained
projections for all four RCP scenarios using two reference periods as in (b) (light grey and dark grey shades), consistent with (b);
90% range estimated using CMIP5 trends for the period 2012–2035 and the observed GMST anomaly for 2012; an overall likely
(>66%) assessed range for all RCP scenarios. The dots for the CMIP5 estimates show the maximum and minimum values using
all ensemble members. The medians (or maximum likelihood estimate; green filled bar) are indicated by a grey band. (Adapted
from Figure 11.25.) See Section 11.3.6 for details. {Figure 11.25}
Source: IPCC Climate Change 2013: Technical Summary [see http://www.climatechange2013.org/images/report/
WG1AR5_TS_FINAL.pdf], p.87
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Annex 4:
Figure TS.19 - Compatible fossil fuel emissions simulated by the CMIP5
models for the four RCP scenarios
Figure TS.19 - Compatible fossil fuel emissions simulated by the CMIP5 models for the four RCP scenarios. (Top) Time series of
annual emission (PgC yr–1). Dashed lines represent the historical estimates and RCP emissions calculated by the Integrated
Assessment Models (IAMs) used to define the RCP scenarios, solid lines and plumes show results from CMIP5 Earth System
Models (ESMs, model mean, with one standard deviation shaded). (Bottom) Cumulative emissions for the historical period
(1860–2005) and 21st century (defined in CMIP5 as 2006–2100) for historical estimates and RCP scenarios. Left bars are cumulative
emissions from the IAMs, right bars are the CMIP5 ESMs multi-model mean estimate and dots denote individual ESM results.
From the CMIP5 ESMs results, total carbon in the land-atmosphere–ocean system can be tracked and changes in this total must
equal fossil fuel emissions to the system. Hence the compatible emissions are given by cumulative emissions = ΔCA + ΔCL +
ΔCO , while emission rate = d/dt [CA +CL + CO], where CA, CL, CO are carbon stored in atmosphere, land and ocean respectively.
Other sources and sinks of CO2 such as from volcanism, sedimentation or rock weathering, which are very small on centennial
time scales are not considered here. {Box 6.4; Figure 6.25}
Source: IPCC Climate Change 2013: Technical Summary [see http://www.climatechange2013.org/images/report/
WG1AR5_TS_FINAL.pdf], p.94
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Annex 5:
Figure TS.22 - Projections from process-based models of global mean sea
level
Figure TS.22 - Projections from process-based models of global mean sea level (GMSL) rise relative to 1986–2005 for the four
RCP scenarios. The solid lines show the median projections, the dashed lines show the likely ranges for RCP4.5 and RCP6.0,
and the shading the likely ranges for RCP2.6 and RCP8.5. The time means for 2081–2100 are shown as coloured vertical bars.
See Sections 13.5.1 and 13.5.3 and Supplementary Material for methods. Based on current understanding, only the collapse of
the marinebased sectors of the Antarctic ice sheet, if initiated, could cause GMSL to rise substantially above the likely range during
the 21st century. This potential additional contribution cannot be precisely quantified but there is medium confidence that it would
not exceed several tenths of a metre during the 21st century. Further detail regarding the related Figure SPM.9 is given in the TS
Supplementary Material. {Table 13.5; Figures 13.10, 13.11}
Source: IPCC Climate Change 2013: Technical Summary [see http://www.climatechange2013.org/images/report/
WG1AR5_TS_FINAL.pdf], p.100
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Annex 6:
Figure TS.4 - Annual anthropogenic CO2 emissions
Figure TS.4 - Annual anthropogenic CO2 emissions and their partitioning among the atmosphere, land and ocean (PgC yr–1) from
1750 to 2011. (Top) Fossil fuel and cement CO2 emissions by category, estimated by the Carbon Dioxide Information Analysis
Center (CDIAC). (Bottom) Fossil fuel and cement CO2 emissions as above. CO2 emissions from net land use change, mainly
deforestation, are based on land cover change data (see Table 6.2). The atmospheric CO2 growth rate prior to 1959 is based on
a spline fit to ice core observations and a synthesis of atmospheric measurements from 1959. The fit to ice core observations does
not capture the large interannual variability in atmospheric CO2 and is represented with a dashed line. The ocean CO2 sink is
from a combination of models and observations. The residual land sink (term in green in the figure) is computed from the residual
of the other terms. The emissions and their partitioning include only the fluxes that have changed since 1750, and not the natural
CO2 fluxes (e.g., atmospheric CO2 uptake from weathering, outgassing of CO2 from lakes and rivers and outgassing of CO2 by
the ocean from carbon delivered by rivers; see Figure 6.1) between the atmosphere, land and ocean reservoirs that existed before
that time and still exist today. The uncertainties in the various terms are discussed in Chapter 6 and reported in Table 6.1 for
decadal mean values. {Figure 6.8}
Source: IPCC Climate Change 2013: Technical Summary [see http://www.climatechange2013.org/images/report/
WG1AR5_TS_FINAL.pdf], p.51
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Annex 7:
Figure TS.6 - Radiative forcing and Effective radiative forcing of climate
change during the Industrial Era
Figure TS.6 - Radiative forcing (RF) and Effective radiative forcing (ERF) of climate change during the Industrial Era. (Top) Forcing
by concentration change between 1750 and 2011 with associated uncertainty range (solid bars are ERF, hatched bars are RF,
green diamonds and associated uncertainties are for RF assessed in AR4). (Bottom) Probability density functions (PDFs) for the
ERF, for the aerosol, greenhouse gas (GHG) and total. The green lines show the AR4 RF 90% confidence intervals and can be
compared with the red, blue and black lines which show the AR5 ERF 90% confidence intervals (although RF and ERF differ,
especially for aerosols). The ERF from surface albedo changes and combined contrails and contrail-induced cirrus is included in
the total anthropogenic forcing, but not shown as a separate PDF. For some forcing mechanisms (ozone, land use, solar) the RF
is assumed to be representative of the ERF but an additional uncertainty of 17% is added in quadrature to the RF uncertainty.
{Figures 8.15, 8.16}
Source: IPCC Climate Change 2013: Technical Summary [see http://www.climatechange2013.org/images/report/
WG1AR5_TS_FINAL.pdf], p.54
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Annex 8:
TFE.2, Figure 2 - Compilation of paleo sea level data
TFE.2, Figure 2 - Compilation of paleo sea level data (purple), tide gauge data (blue, red and green), altimeter data (light blue)
and central estimates and likely ranges for projections of global mean sea level rise from the combination of CMIP5 and
process-based models for RCP2.6 (blue) and RCP8.5 (red) scenarios, all relative to pre-industrial values. {Figures 13.3, 13.11,
13.27}
Source: IPCC Climate Change 2013: Technical Summary [see http://www.climatechange2013.org/images/report/
WG1AR5_TS_FINAL.pdf], p.49
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Annex 9:
TFE.3, Figure 1 - Observed globally and annually averaged CO2
concentrations in parts per million since 1950 compared with projections
from the previous IPCC assessments. Observed global annual CO2
concentrations are shown in dark blue.
TFE.3, Figure 1 - (Top left) Observed globally and annually averaged CO2 concentrations in parts per million (ppm) since 1950
compared with projections from the previous IPCC assessments. Observed global annual CO2 concentrations are shown in dark
blue. The shading shows the largest model projected range of global annual CO2 concentrations from 1950 to 2035 from FAR
(First Assessment Report; Figure A.3 in the Summary for Policymakers (SPM) of IPCC 1990), SAR (Second Assessment Report;
Figure 5b in the TS of IPCC 1996), TAR (Third Assessment Report; Appendix II of IPCC 2001), and for the IPCC Special Report
on Emission Scenarios (SRES) A2, A1B and B1 scenarios presented in the AR4 (Fourth Assessment Report; Figure 10.26). The
publication years of the assessment reports are shown. (Top right) Same observed globally averaged CO2 concentrations and
the projections from this report. Only RCP8.5 has a range of values because the emission-driven senarios were carried out only
for this RCP. For the other RCPs the best estimate is given. (Middle left) Estimated changes in the observed globally and annually
averaged surface temperature anomaly relative to 1961–1990 (in °C) since 1950 compared with the range of projections from the
previous IPCC assessments. Values are harmonized to start from the same value at 1990. Observed global annual temperature
anomaly, relative to 1961–1990, from three data sets is shown as squares and smoothed time series as solid lines from the Hadley
Centre/Climatic Research Unit gridded surface temperature data set 4 (HadCRUT4; bright green), Merged Land–Ocean Surface
Temperature Analysis (MLOST; warm mustard) and Goddard Institute for Space Studies Surface Temperature Analysis (GISTEMP;
dark blue) data sets. The coloured shading shows the projected range of global annual mean near surface temperature change
from 1990 to 2035 for models used in FAR (Figure 6.11), SAR (Figure 19 in the TS of IPCC 1996), TAR (full range of TAR, Figure
9.13(b)). TAR results are based on the simple climate model analyses presented in this assessment and not on the individual full
three-dimensional climate model simulations. For the AR4 results are presented as single model runs of the CMIP3 ensemble for
the historical period from 1950 to 2000 (light grey lines) and for three SRES scenarios (A2, A1B and B1) from 2001 to 2035. For
the three SRES scenarios the bars show the CMIP3 ensemble mean and the likely range given by –40 % to +60% of the mean
as assessed in Chapter 10 of AR4. (Middle right) Projections of annual mean global mean surface air temperature (GMST) for
1950–2035 (anomalies relative to 1961–1990) under different RCPs from CMIP5 models (light grey and coloured lines, one
ensemble member per model), and observational estimates the same as the middle left panel. The grey shaded region shows the
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indicative likely range for annual mean GMST during the period 2016–2035 for all RCPs (see Figure TS.14 for more details). The
grey bar shows this same indicative likely range for the year 2035. (Bottom left) Estimated changes in the observed global annual
mean sea level (GMSL) since 1950. Different estimates of changes in global annual sea level anomalies from tide gauge data
(dark blue, warm mustard, dark green) and based on annual averages of altimeter data (light blue ) starting in 1993 (the values
have been aligned to fit the 1993 value of the tide gauge data). Squares indicate annual mean values, solid lines smoothed values.
The shading shows the largest model projected range of global annual sea level rise from 1950 to 2035 for FAR (Figures 9.6 and
9.7), SAR (Figure 21 in TS of IPCC, 1996), TAR (Appendix II of IPCC, 2001) and based on the CMIP3 model results available at
the time of AR4 using the SRES A1B scenario. Note that in the AR4 no full range was given for the sea level projections for this
period. Therefore, the figure shows results that have been published subsequent to the AR4. The bars at the right hand side of
each graph show the full range given for 2035 for each assessment report. (Bottom right) Same observational estimate as bottom
left. The bars are the likely ranges (medium confidence) for global mean sea level rise at 2035 with respect to 1961–1990 following
the four RCPs. Appendix 1.A provides details on the data and calculations used to create these figures. See Chapters 1, 11 and
13 for more details. {Figures 1.4, 1.5, 1.10, 11.9, 11.19, 11.25, 13.11}
Source: IPCC Climate Change 2013: Technical Summary [see http://www.climatechange2013.org/images/report/
WG1AR5_TS_FINAL.pdf], p.64