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24 décembre 2009 4 24 /12 /décembre /2009 17:59

Article court pour expliquer en quelques mots la notion de rétroaction et les conséquences de cette notion sur la difficulté de modéliser le climat futur de manière simple, et qui explique en partie le pourquoi de la limite de 2°C d'augmentation que l'on espère ne pas dépasser du fait du réchauffement climatique.

Michael Maier Atalanta Fugiens Emblem 14

Commençons de manière simple.

Lorsque nous brûlons de combustibles fossiles, nous émettons du CO2, le principal gaz à effet de serre, ce qui induit une hausse de la concentration atmosphérique de ce gaz, une augmentation de l'effet de serre, et une hausse des températures. Mon raisonnement est ici linéaire, je suis partie de la combustion des combustibles fossiles, je suis arrivé à la hausse des températures. Tout serait très simple si l'on s'arrêtait à ce stade.

Ajoutons maintenant les rétroactions. On a une rétroaction lorsque l'état final de notre système (nous considérons ici la température), donc l'effet, a lui-même une influence sur l'une de ses causes (boucle de rétroaction) ou sur un autre paramètre qui joue dans son évolution. Le problème de la modélisation du climat, c'est que nous sommes en présence de nombreuses rétroactions qui influent sur l'état d'équilibre final du système. Petit liste non exhaustive :

-  la hausse de la concentration de CO2 dans l'atmosphère induit une croissance plus rapide et importante de la végétation, croissance qui tend à piéger une partie du CO2 atmosphérique.
-  la hausse des températures induit une évaporation plus importante des masses d'eau terrestre. Les nuages formés empêchent une partie des rayonnements solaires d'arriver à la surface de la terre, mais parallèlement la concentration d'eau dans l'atmosphère augmente, l'eau étant elle-même un puissant gaz à effet de serre
-  la hausse des températures des océans diminue leur capacité à piéger le CO2 (la solubilité de ce gaz dans l'eau diminue avec la température), la hausse de la température des océans les conduit donc à relâcher du CO2 ce qui augmente de nouveau l'effet de serre (...)
-  la diminution de la surface des calottes polaires réduit la part des rayonnements solaires réfléchis par la glace, ce qui conduit alors à une hausse de la température de l'eau et à une fonte plus importante de la glace (...)

Globalement, toutes les rétroactions applicables au système "climat" correspondent à une part très importante de la hausse des températures prédites. Il est donc nécessaire pour modéliser le climat de maitriser parfaitement la physique ou la chimie de ces rétroactions, ce qui induit des difficultés supplémentaires à la modélisation.

Cette notion de rétroaction permet, enfin, de comprendre pourquoi la limite de 2°C d'augmentation de la moyenne des températures terrestres a été conseillée. Nous avons vu dans ma liste d'exemples de rétroactions qu'il existe des rétroactions positives, c'est à dire des rétroactions qui tendent à amplifier le phénomène réchauffement climatique. C'est le cas de toutes celles pour lesquelles, de manière caricaturale, la hausse des températures influe sur un paramètre qui a sont tour contribue à amplifier la hausse des températures. Dans un cas extrême, l'état du système peut diverger : il n'y a plus d'état stable, et la hausse s'amplifie continuellement jusqu'à changer profondément la nature du système "terre". Pour faire une comparaison simple, c'est ce qui se passe avec un compte bancaire rémunéré à un certain pourcentage et pour lequel aucun retrait d'argent n'est jamais effectué : les intérêts se cumulent au capital, génèrent également des intérêts, et ainsi de suite, si bien que le montant déposé sur le compte croît exponentiellement.

C'est cette divergence (peu probable si nous limitons effectivement la hausse des températures, loin d'être impossible si nous les "laissons filer") qu'il convient à tout prix d'éviter. Et nous sommes quasiment certains, au vu des modélisations actuelles, qu'une divergence du système est extrêmement peu probable avec une hausse de 2°C. Nous en sommes moins certains avec une hausse plus importante.


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Published by D. - dans général
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