Chroniques du réchauffement climatique

Au vu des tendances récentes concernant la lutte contre les émissions de gaz à effet de serre (échec de la conférence de Copenhague et des sommets qui ont suivi, engagements internationaux décevants, forte hausse de la consommation mondiale de charbon et construction de centrales géantes, ...), il est très probable que la prédiction d'un océan arctique libre de glace se confirme à plus ou moins moyen terme, avec les conséquences écologiques que l'on peut imaginer (et la possibilité nouvelle d'exploiter de nouveaux champs pétroliers...). A titre d'illustration, la figure de droite montre l'extension moyenne de la banquise au mois de septembre, déterminée par des observations satellites. La diminution de la surface de glace est de 12% par période de 10 ans...

 

Dans les milieux scientifiques, la question n'est plus vraiment "l'arctique se retrouvera-t-il libre de glace ?" mais "quand et selon quel mécanisme ?". Le principal point discuté est celui de l'existence ou non d'un point critique au delà duquel le basculement serait irréversible. Le raisonnement sous-tendant l'existence de ce point étant de manière simplifiée "moins il y a de glace, moins le rayonnement solaire est réfléchi, plus la température de l'eau augmente, et moins il y a de glace, et ainsi de suite..." (grosso modo, passage d'un état d'équilibre à un état divergent sous l'effet des rétroactions). Cette question est plus importante qu'il n'y paraît. En effet si un point critique existe et est dépassé, tout retour en arrière devient mécaniquement (presque) impossible même avec une action forte sur nos émissions de gaz à effet de serre. Réciproquement si un tel point critique n'existe pas, la glace doit pouvoir se reconstituer rapidement si les conditions redeviennent plus favorables.

 

Dans un article publié il y a un moins dans Geophysical Research Letters (lien vers l'article), une équipe allemande du Max Planck Institute for Meteorology présente les résultats de nouvelles simulations qui tendent à montrer qu'il n'y aurait pas de point critique pour l'arctique. Dans leur modélisation, les auteurs ont utilisé un scénario de hausse des températures conduisant à un arctique libre de glace en septembre en 2070, et y ont ajouté une perturbation : une disparition totale dès début juillet tous les 20 ans. En cas d'existence d'un point critique, cette perturbation devrait être suffisante pour que la glace ne puisse pas se reconstituer d'une année à l'autre (la glace se reconstituant au printemps étant trop fine pour passer l'été). Dans leur simulation, l'effet de la perturbation est annulé en quelques années avec un retour à une situation "normale" et donc une reconstitution de la banquise. Le point clef est l'hiver, et la nuit polaire, durant lequel l'océan perd suffisamment de chaleur pour que la glace qui se reconstitue au printemps puisse tenir jusqu'à début septembre, et puisse regagner en épaisseur d'une année à l'autre.

 

Très clairement, les auteurs ne disent pas du tout que la banquise ne va pas disparaître. Juste qu'elle est capable de surmonter une disparition précoce durant un été (ils insistent sur ce point). Néanmoins, il s'agit pour une fois d'une étude apportant un point de vue un peu plus optimiste quant à la possibilité, au moins pour l'arctique, que l'évolution actuelle ne soit pas irréversible, à condition bien sûr d'agir rapidement.

 

 

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Depuis quelques années, la question du signe de la rétroaction exercée par les nuages sur le réchauffement est âprement disputée. En simplifiant, il s'agit de déterminer si l'augmentation de la quantité de nuages due au réchauffement climatique (à cause de l'augmentation de l'évaporation des masses d'eaux terrestres), va elle-même s'opposer au réchauffement (les nuages "bloquent" une partie du rayonnement solaire avant qu'il n'atteigne la surface terrestre) ou l'amplifier (l'eau est un gaz à effet de serre très puissant, la molécule d'eau absorbant exactement dans la gamme de longueurs d'onde de rayonnements réémise par la terre). Ces derniers mois, deux chercheurs différents ont apporté des arguments issus d'observations plaidant pour la première réponse, mais les modèles tendent plutôt à indiquer la seconde (l'opinion majoritaire dans la communauté scientifique pencherait plutôt pour le résultat des modèles, actuellement).

 

Une publication scientifique a été publiée la semaine dernière dans la revue Science, qui fait pencher la balance dans la deuxième direction. Son auteur, Andrew Dressler, a été la rétroaction exercée par les nuages sur les variations naturelles de températures dues à El Niño (hausse des températures) et La niña (baisse des températures). Pour son étude, il a utilisé des données satellites des rayonnements réémis par la terre vers l'espace, et des relevés de la température de la surface terrestre, en essayant au mieux d'éliminer les autres sources de rétroactions possibles (comme la concentration de vapeur d'eau dans l'atmosphère). L'originalité de son étude est qu'elle tient compte de toute la surface du globe, et pas uniquement des zones restreintes comme dans les études précédentes.

 

La conclusion de son étude est que la rétroaction de court terme (sur cette période de 10 ans) due aux nuages seraient comprise entre -0,2 W.m^-2.K^-1 et +1,28 W.m².K^-1 (une rétroaction de 1 W.m^-2.K^-1 signifie que si la température moyenne de la terre augmente de 1°C, le forçage radiative (ou "énergie supplémentaire piégée par l'effet de serre") augmente de 1W pour chaque m² de surface terrestre). Même s'il n'est donc pas impossible que cette rétroaction soit faiblement négative (ce qui tendrait faiblement à contrebalancer le réchauffement), il est beaucoup plus probable qu'elle soit nettement positive. Et même si elle s'avérait négative, le forçage radiatif correspondant serait beaucoup trop faible pour contrecarrer les effets de l'augmentation de la concentrations de gaz à effet de serre dans l'atmosphère (à titre de comparaison, l' CO₂ induisait à lui seul en 2005 un forçage radiatif de +1,68 W.m^-2 par rapport à l'époque pré-industrielle).

 

La conclusion de l'auteur (prudente : son étude n'a été effectuée que sur des relevés correspondant à une période de 10 ans, et il faudra des décennies pour avoir des observations satellitaires permettant des travaux de plus long terme), est que même si son étude ne permet pas de conclure à 100%, elle donne de bons arguments quant à la qualité des modèles utilisés pour simuler le climat et les divers rétroactions qui peuvent entrer en jeu, puisque les principaux modèles "tombent" tous dans l'intervalle qu'il obtient.

 

 

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L'EIA (U.S. Energy Information Administration) est un organisme américain indépendant qui publie régulièrement des statistiques sur tous les domaines touchant de près ou de loin l'énergie, donc un "World Energy Outlook" annuel qui compile les grandes tendances mondiales et propose des projections à moyen terme.

Evidemment, ces projections supposent qu'aucun changement majeur n'interviendra dans nos modes de vie, aucune crise de très grande ampleur, et pas de catastrophe à grande échelle. Elles donnent cependant un bon aperçu de ce que peut réserver l'avenir si l'humanité suit un scénario "moyen".

 

Parmi les projections proposées figurent l'évolution "probable" des émissions de CO₂ liées à l'énergie à l'horizon 2035 (en supposant évidemment l'absence de rupture majeure dans nos comportements, mais c'est une hypothèse qui peut semble raisonnable au vu de l'échec de Copenhague, et récemment de la baisse des ambitions de l'Europe dans la définition de ses objectifs de réduction d'émissions de gaz à effet de serre).

 

 

 

 

 

 

 

Selon cette projection, les émissions de CO₂ liées à l'énergie augmenteraient de 43% d'ici à 2035 par rapport à leur niveau de 2007, avec la majeure partie de cette augmentation qui aurait lieu dans les pays hors-OCDE. Elles atteindraient alors 43 millions de tonne de CO₂ en 2035 soit l'équivalent de ce que nous émettons actuellement... si l'on prend en compte la totalité des gaz à effet de serre et pas le seul CO₂.

 

 

 

 

 

Si l'on entre un tout petit peu dans les détails des facteurs qui conduiraient à cette augmentation, l'EIA suppose :

 

* Une diminution importante (40%) de l'intensité énergétique, c'est à dire de l'énergie nécessaire à la production d'une quantité donnée de richesse

 

* une quasi stagnation de l'intensité carbone, c'est à dire de la quantité de CO₂ émise pour produite une quantité donnée d'énergie

 

* une augmentation d'un peu moins de 30% de la population mondiale, en ligne avec les projections de l'ONU

 

* une augmentation du PIB mondial par habitant d'un facteur 2, soit une hausse d'environ 2.3% par an, hypothèse tout à fait réaliste.

 

Comme deux de ces facteurs ne peuvent "moralement" par être influencés, les deux seuls leviers sur lesquels il est possible de jouer sont l'intensité énergétique et l'intensité carbone. A condition de ne pas attendre 2035 pour agir...

 

 

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objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre

 

 

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Depuis plusieurs années, les observations satellites mettent en évidence une diminution de la surface minimale de la banquise arctique (cette surface est minimale en été, lorsque les températures sont les plus élevées). Cette diminution est illustrée par l'image de droite, issue d'observations de la NASA.

En 2007, année où cette surface a atteint un minimum record, les bateaux ont pu pour la première fois contourner le Canada par le nord sans sortir des eaux internationales, soit suivant la configuration géologique une distance des côtes d'eau moins 200 milles nautiques (370 km environ).

Au-delà des aspects écologiques (disparition de l'habitat de l'ours blanc, bouleversement des zones de reproductions d'animaux marins), cette diminution pourrait également avoir des conséquences géopolitiques : possibilité de contourner le Canada par le nord sans avoir besoin de demander une quelconque autorisation, désaffection du canal de Panama, ...



Au vu des prévisions de hausse des températures d'ici à la fin du siècle (carte de gauche), les zones arctiques pourraient faire partie des zones les plus violemment affectées.
Jusqu'ici, les prévisions des climatologues faisaient état d'une possible disparition totale de la banquise arctique l'été d'ici à 2100. Une étude parue cette semaine dans la revue scientifique Geophysical Research Letters montre que la dégradation pourrait être plus rapide que prévue, avec 25% de chance d'avoir une disparition totale de la banquise en fin d'été en 2028, et une fin annoncée en 2037. Le rythme de disparition de la banquise serait en effet trois fois plus rapide que ce qui était cru jusqu'ici.

Contrairement à ce qu'on pourrait penser au premier abord, une disparition de la banquise n'aurait aucune conséquence sur le niveau des océans. On peut faire facilement l'expérience suivant : placer un glaçon dans un verre d'eau, lorsque le glaçon fond, le niveau de l'eau n'évolue pas. Cependant, cette disparition aurait de nombreuses conséquences graves :

• évolution locale de la salinité de l'eau, ce qui aurait certainement une influence sur les courants marins
• graves conséquences sur la biosphère (poissons, mammifères, ...) du fait de la transformation de leur milieu de vie
• la disparition de la banquise serait certainement accompagnée d'une diminuation importante de la surface des glaciers de Groenland, ce qui cette fois entraînerait une hausse du niveau des océans

Mais la conséquence la plus grave serait sans doute un effet "boule de neige" sur le réchauffement climatique. En effet, la glace réfléchit beaucoup plus les rayonnements solaires que ne le fait l'eau. Une diminutation de la surface de glace entraînerait donc une diminution de la fraction de rayonnements solaires réfléchis, et donc une augmentation des rayonnements solaires absorbés par l'eau, ce qui entraînerait une hausse de la température de l'eau, une fonte accrue des glaces, et ainsi de suite...

Devant de tels signaux d'alarme, il est donc plus que jamais urgent d'agir.


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