Il faut donc diviser ces chiffres par 3.67, si l'on veut se rapporter aux repères habituels.

Ce qui donne, entre parenthèses, une idée de l'ampleur de la tâche et, à mon sens, de la quasi impossibilité pratique de limiter la température à 2°C.

(traduction approchée de l'original)

La température globale moyenne  devrait augmenter de 2 à 7°C au-dessus de la température préindustrielle, d'ici 2100. Cette large gamme est principalement due à l'incertitude sur les émissions futures.

Il y a une très forte probabilité de réchauffement supérieur à 2°C, à moins que les émissions, après être passées par un pic ne commencent à baisser rapidement en 2020.

Le réchauffement va s'accélérer si les rétroactions positives du cycle du carbone diminuent de manière significative l'efficacité des terres et des océans à absorber nos émissions de CO2.

Plusieurs indicateurs suivent actuellement de très  près, ou même sont au-dessus, les projections les plus pessimistes de l'ensemble des modèles de l'AR4.

 
Projections climatiques

Il n'y a pas eu de nouvelle série coordonnée de projections numériques depuis l'AR4.

Par contre, de nombreuses nouvelles recherches au cours des dernières années se sont focalisées sur la préparation de la prochaine série de simulations de l'AR5, et sur une évaluation continue des modèles de l'AR4.

Cela inclut de nouvelles analyses du taux observé des changements climatiques par rapport aux projections de l'AR4 (par exemple, Rahmstorf 2007; Stroeve et al. 2007), et de nouveaux calculs qui utilisent les simulations existantes en y intégrant les rétroactions couplées de carbone et d'autres processus (par exemple Zickfeld et al. 2009; Allen et al. 2009).

Tandis que les modèles montrent une bonne faculté de simulation du climat moyen actuel, certains changements récents  observés, notamment l'élévation du niveau de la mer et la fonte de la banquise arctique se produisent à un rythme plus rapide que prévu par l'AR4.
C'est une cause de préoccupation car elle laisse supposer que certaines rétroactions et certains processus amplificateurs, tels que la fonte des glaces terrestres, se produisent plus vite que prévu précédemment.

Les dernières estimations de la température globale moyenne jusqu'en 2100 sont présentés dans la figure 21.

Le large éventail des enveloppes des projections est principalement attribuable à l'incertitude dans les scénarios d'émissions futures.

A  l'extrémité haute de la fourchette, c'est à dire en mode BAU ("Business As Usual") pendant les décennies à venir, le réchauffement moyen mondial est estimé atteindre des valeurs allant de 4 à 7 ° C d'ici 2100, se verrouillant ainsi dans des changements climatiques profondément néfastes à toute la civilisation humaine et à tous les principaux écosystèmes de la planète.

A l'extrémité inférieure des émissions, qui nécessiterait des réductions durables dans l'utilisation des carburants fossiles et une préservation active des forêts du monde, le réchauffement global moyen devrait s'établir à 2-3°C d'ici la fin du siècle.

Bien qu'étant clairement meilleur que l'hypothèse haute, un réchauffement global moyen de seulement 1,5-2,0°C apporte encore un risque important d'effets néfastes sur les écosystèmes et la société humaine.
Par exemple, 2°C  pourraient réchauffer suffisamment le Groenland pour faire fondre finalement une grande partie de son inlandsis (Oppenheimer et Alley 2005), et augmenter le niveau de la mer de plus de six mètres faisant ainsi se déplacer des centaines de millions de personnes dans le monde. 

Malgré la certitude d'une tendance à long terme au réchauffement, en réponse aux gaz à effet de serre, il n'est pas prévu que le réchauffement sera monotone et suivra les émissions au jour le jour.

La variabilité naturelle, le cycle solaire de 11 ans,  ainsi que des éruptions volcaniques sporadiques, génèrent des variations à court terme en surimpression sur le long terme (Lean et Rind 2009).

Même sous une tendance forte au réchauffement d'environ 4°C sur le siècle, nous nous attendons encore à voir des périodes, d'une durée de l'ordre de 10 ans, d'absence de tendance, voire de refroidissement modeste (Easterling et Wehner 2009).

De telles périodes, ne signifient donc pas la fin du réchauffement climatique - les émissions doivent cesser d'augmenter et commencer à décliner, bien avant que cela se produise.

En fait, le pic de la température mondiale pourrait ne pas être atteint plusieurs siècles après le pic des émissions (par exemple, Allen et al. 2009). Même après que les émissions se seront complètement arrêtées, les températures atmosphériques ne seront pas susceptibles de beaucoup diminuer pendant de nombreux siècles et millénaires (Matthews et Caldeira 2008; Solomon et al. 2009; Eby et al. 2009) en raison de la longue durée de vie du CO2 dans l'atmosphère. En outre, les réductions des pluies de saison sèche dans plusieurs régions devraient devenir irréversibles (Solomon et al. 2009). 

Atténuation ("mitigation") du réchauffement climatique

Si le réchauffement climatique peut être arrêté, il ne peut pas être facilement inversé en raison de la longue durée de vie du dioxyde de carbone dans l'atmosphère (Solomon et al. 2009; Eby et al. 2009). Même un millier d'années après avoir atteint le niveau zéro d'émissions, les températures resteront élevées, susceptibles de se refroidir de quelques dixièmes de degrés seulement en dessous du pic de température.

Les décisions d'aujourd'hui ont donc des conséquences profondes et pratiquement irréversibles  pour les générations à venir, à moins qu'on puisse trouver des méthodes pour extraire le CO2 de l'atmosphère en quantités massives et à des coûts abordables.
La probabilité que l'on trouve ces méthodes ne semble toutefois pas très grande.

La température à laquelle le réchauffement climatique va enfin s'arrêter, dépend principalement de la quantité totale de CO2 rejetée dans l' atmosphère depuis l'industrialisation (Meinshausen et al. 2009,Allen et al. 2009, Zickfeld et al. 2009). Ceci est à nouveau du à la longue durée de vie du CO2 atmosphérique.

Par conséquent, si on veut arrêter le réchauffement, il faut diminuer les émissions mondiales de CO2 jusqu'à zéro.

Plus tôt on arrête les émissions, plus le réchauffement final sera réduit. 

D'un point de vue scientifique, le cumul de CO2 émis serait l'élément naturel d'un accord politique sur le climat.
Un tel cumul global pourrait alors être distribué entre les pays, par exemple sur la base de principes d'équité (WBGU 2009). 

Le but le plus largement soutenu politiquement, est de limiter le réchauffement climatique à, au plus, 2°C au-dessus du niveau préindustriel.

Beaucoup de nations ont publiquement reconnu l'importance de cette limite des 2 ° C.
En outre, le groupe des pays les moins avancés, ainsi que les 43 petits Etats insulaires (AOSIS), lancent un appel pour limiter le réchauffement global à seulement 1,5°C.

Le rapport de synthèse du "congrès sur le climat de Copenhague" (Richardson et al. 2009), la plus importante conférence de science climatique en 2009, conclut que "des élévations de température au dessus de 2°C seront très difficilement supportables pour les sociétés contemporaines, et seront susceptibles de causer des ruptures majeures sociétales et environnementales sur le reste du siècle et au-delà. " 

Un certain nombre d'études scientifiques récentes ont étudié en détail les trajectoires d'émissions mondiales compatibles avec un réchauffement planétaire à 2°C.

La réponse doit être donnée en termes de probabilités, afin de refléter l'incertitude qui subsiste dans la réponse du climat au CO2 élevé, et l'incertitude sur la stabilité du carbone stocké dans les sols et les systèmes océaniques.
Meinshausen et al. (2009) ont constaté que, si un total de 1000 gigatonnes de CO2 sont émis pour la période 2000-2050, la probabilité de dépasser la limite de 2 degrés de réchauffement est d'environ 25%. Sur la période 2000-2009, environ 350 gigatonnes ont déjà été émises, ce qui laisse seulement un budget de 650 gigatonnes pour 2010-2050.

Au taux d'émission actuel ce budget sera épuisé dans 20 ans. 

Une conséquence importante d'émissions en pleine croissance et de la nécessité d'un budget limité, est que tout retard dans la réalisation du pic d'émissions, augmente considérablement la rapidité et l'ampleur des réductions des émissions à réaliser (voir la figure 22 et aussi England et al. 2009).

Dans la figure 22, les émissions de la trajectoire exemplaire verte, on arrive à 4 Gt CO2 en l'an 2050, ce qui, avec une population projetée mondiale d'environ 9 milliards, permettrait l'émission de moins d'une demi tonne par personne et par an.

Alors que le chiffre exact va fortement dépendre de la voie empruntée, la  baisse nécessaire des émissions, combinée avec une population en plein essor, signifie que d'ici 2050, les émissions annuelles de CO2 par habitant devront être probablement inférieures à 1 tonne.

Bien que le CO2 provoque le plus important forçage climatique d'origine anthropique, d'autres gaz à effet de serre,  et les aérosols, jouent également un rôle non négligeable.

Réussir à limiter les forçages autres que celui du CO2, créerait donc plus de latitude dans le budget de CO2 autorisé.

Des études ont montré que des options attrayantes, pour une atténuation particulièrement rapide et rentable des changements climatiques, concernent la diminution de la pollution par le noir de carbone (suie), et l'ozone, dans la troposphère (Wallack et Ramanathan 2009).

À la différence du CO2, ce sont des substances à courte durée de vie, et donc susceptibles de répondre rapidement à des actions volontaires de réduction.

La reconstitution des climats du passé révèle que les réchauffements récents observés dans l'Arctique, et dans l'hémisphère Nord en général, sont atypiques dans le contexte de la variabilité climatique naturelle des 2000 dernières années.

Les nouveaux enregistrements des carottes glaciaires confirment l'importance des gaz à effet de serre pour des températures sur Terre, et montrent que les niveaux de CO2 sont plus élevés aujourd'hui qu'ils ne l'ont jamais été pendant les derniers 800.000 ans.

Reconstruction des deux derniers millénaires

La connaissance du climat des siècles passés peut nous aider à comprendre les changements climatiques naturels et à inscrire le changement climatique moderne dans leur contexte.

Il y a eu un certain nombre d'études visant à reconstruire les tendances de la température  hémisphérique et globale au cours du dernier millénaire (par exemple, Mann et al. 1998; Esper et al. 2002; Moberg et al. 2005).

Elles montrent toutes que la température récente de l'hémisphère nord est anormale, au moins pour le dernier millénaire, et probablement depuis plus longtemps (Jansen et al. 2007).

La première de ces reconstructions est  connue sous le nom de "crosse de hockey" (Mann et al. 1998, 1999).

Quelques aspects de cette reconstruction ont été ultérieurement critiqués, par exemple sur la question de savoir si le 20ème siècle a été le plus chaud à l'échelle hémisphérique moyenne (Soon et Baliunas 2003), ou si la reconstruction est reproductible, ou vérifiable (McIntyre et McKitrick 2003), ou pourrait être sensible à la méthode utilisée pour extraire des informations à partir des dossiers d'anneaux de croissance d'arbres (McIntyre et McKitrick 2005a, b).

Alors que ces critiques ont été rejetées dans les travaux ultérieurs (par exemple, Rutherford et al. 2005; Wahl et Ammann 2006, 2007, Jansen et al. 2007), le Conseil National de Recherches des Etats-unis (NRC) a convoqué un comité chargé d'examiner l'état de la science de la reconstruction du climat du dernier millénaire.
Le rapport du NRC publié en 2006, a appuyé les conclusions initiales de Mann et al. (1998, 1999) et a fait des recommendations pour continuer à progresser dans ce domaine (NRC,2006). 

Mann et al. (2008) ont appliqué les recommandations du NRC lors d'une nouvelle reconstruction des températures hémisphérique et globale pour les deux derniers millénaires, en utilisant un set de données plus étendu pour les changements décennaux à séculaires, les dernières données instrumentales, et en utilisant des méthodes complémentaires qui ont été testées minutieusement au travers de simulations modélisées.

Leurs résultats prolongent les études précédentes et concluent que l'augmentation récente de la température de surface de l'hémisphère nord est probablement anormale dans le long terme. (figure 19). 

Kaufman et al. (2009) ont conclu, de façon indépendante, que le réchauffement récent de l'Arctique est sans précédent depuis au moins 2000 ans (figure 20) et qu'il a inversé la tendance au refroidissement long terme induite par les paramètres orbitaux.

La température pendant l'Optimum Médiéval, entre l'an 900 et 1100, a pu rivaliser avec celle de l'époque moderne pour certaines  régions comme le Pacifique tropical occidental (Oppo et al. 2009), et quelques régions voisines de l'Atlantique Nord (Mann et al. sous presse).

Cependant, de tels réchauffements régionaux semblent refléter une redistribution de la chaleur par des changements de circulation atmosphérique, et sont généralement compensés par des refroidissements ailleurs (par exemple à l'Est et au centre du Pacifique tropical) pour engendrer des températures globales qui sont finalement inférieures à celles des dernières décennies.

Les enregistrements des GES dans les carottes glaciaires.

Les changements antérieurs de concentration en dioxyde de carbone atmosphérique (CO2) et en méthane (CH4), peuvent être déterminés en mesurant la composition de l'air piégé dans les carottes de glace et par les analyses de la densité des stomates des feuilles et des analyses géochimiques des carottes de sédiments marins.
Les enregistrements du Dôme Concordia (Dôme C) pour le CO2 et le CH4, issus des carottes de glace extraites par forage  par le projet européen pour le carottage dans l'Antarctique (EPICA), ont été publiés en 2004 et 2005.

Elles ont permis d'explorer, respectivement, les 440.000 et 650.000 dernières années (EPICA membres de la communauté 2004; Siegenthaler et al. 2005).

En 2008, l'enregistrement a été étendu à 800.000 ans (Lüthi et al. 2008; Loulergue et al. 2008). Les enregistrements révèlent que l'augmentation récente des gaz à effet de serre (~ 385ppm pour le CO2) est au moins 40% plus élevée qu'à n'importe quel moment des 800.000 dernières années.

Il faudrait retourner plus de 3 millions d'années en arrière, et peut-être même jusqu'à 15 millions d'années, aux Pliocène et Miocène, pour trouver l'équivalent des niveaux de gaz à effet de serre actuels (Haywood et al. 2007; Raymo et al. 1996; Kürschner et al. 1996; Tripati et al. 2009).

De fortes corrélations des teneurs en CH4 et CO2 avec la température, sont présentes tout au long des 800000 ans (Lüthi et al. 2008; Loulergue et al. 2008).
Le réchauffement commence habituellement avant les hausses de CO2 atmosphérique.

Cette constatation est conforme au fait que les variations de CO2 naturelles constituent une rétroaction dans le cycle glaciaire/interglaciaire, plutôt qu'une cause primaire (Shackleton, 2000); ce qui a été récemment expliqué en détail à l'aide de modèles climatiques (Ganopolski et Roche 2009).
Les changements des paramètres orbitaux de la Terre autour du Soleil sont le stimulateur des cycles glaciaires/interglaciaires (Hays et al. 1976; Berger 1978), mais ces changements plutôt subtils doivent être amplifiés par les rétroactions climatiques  afin d'expliquer les grandes différences de température globale et de volume de glace, ainsi que la brutalité relative des transitions, entre périodes glaciaires et interglaciaires (Berger et al. 1998; Clark et al. 1999).

Paléo contraintes sur le climat et sur la sensibilité climatique du système terrestre

Une des questions clés pour la recherche climatique est de déterminer quelle est la sensibilité du climat en réponse à un changement donné du bilan radiatif de notre planète.

Cela est souvent décrit par le terme de "sensibilité climatique", définie comme la température d'équilibre de la surface en réponse à un doublement du CO2 atmosphérique.
L'AR4 fait un résumé des recherches visant à caractériser l'incertitude sur la sensibilité du climat (par exemple Andronova et Schlesinger, 2001; Frame et al. 2005; Annan et Hargreaves 2006) en déclarant que « la sensibilité du climat est susceptible de résider dans la fourchette de 2 à 4.5°C, avec une valeur la plus probable d'environ 3 ° C ".

Des études plus récentes ont souscrit à cette évaluation (par exemple Knutti et Hegerl 2008). Ces estimations de la sensibilité climatique ont également été utilisées pour déterminer les impacts possibles, tant environnementaux que socio-économiques, de divers scénarios de stabilisation du CO2, ou de niveaux d'émissions de gaz à effet de serre, compatibles avec la stabilisation de la température moyenne mondiale en dessous d'une certaine valeur (par exemple Meinshausen et al. 2009; section "Atténuation du réchauffement climatique").

Le climat ne change t'il pas sans cesse, même sans interférence humaine?

Bien sûr. Mais les changements climatiques du passé ne doivent pas être un prétexte à la "complaisance": en effet, ils nous disent que le climat de la Terre est très sensible aux variations de forçage.

Deux conclusions principales peuvent être tirées de l'histoire du climat:

Le climat a toujours réagi très fortement à toute perturbation du bilan radiatif de la Terre.

Ceci suggère que la même chose se reproduit avec la modification du bilan radiatif par des concentrations croissantes de gaz à effet de serre.

En fait, les données des changements climatiques dans l'histoire de la Terre ont été utilisées pour quantifier la modification de la température d'équilibre globale en fonction d'un changement du bilan radiatif (afin, par exemple, de déterminer la sensibilité climatique)

Les données confirment que notre système climatique est aussi sensible que nos modèles climatiques le suggèrent, et peut-être encore plus.

Les impacts des changements climatiques du passé ont été sévères. La dernière grande glaciation, où il a fait globalement 4 à 7 ° C plus froid que maintenant, a complètement transformé la surface de la Terre et ses écosystèmes, et le niveau de la mer était inférieur de 120 mètres.

Quand il faisait  2-3 ° C plus chaud que maintenant, durant le Pliocène, il y a 3 millions d'années, le niveau de la mer était de 25 à 35 m plus élevé que l'actuel, en raison de la présence de plus petits inlandsis.

Malgré les grands changements climatiques , le réchauffement actuel de la planète se détache vraiment.

Les reconstructions récentes suggèrent qu'au cours des deux derniers millénaires, la température globale n'a jamais varié de plus de 0,5 ° C en un siècle (Mann et al. 2008 et références citées).

Ne sommes-nous pas  juste dans une phase de réchauffement naturel, la récupération, en somme, du Petit Age Glaciaire?

Non. La "récupération" du climat n'est pas un concept scientifique, puisque le climat ne réagit pas comme un pendule qui bascule vers l'arrière après avoir été poussé en avant.

Au contraire, le climat réagit comme un pot d'eau sur le poêle: il ne peut se réchauffer que si on ajoute de la chaleur, selon une des lois les plus fondamentales de la physique: la conservation de l'énergie.

Le bilan thermique de la Terre (son bilan radiatif) est bien compris.

Le plus grand changement dans l'équilibre radiatif, au cours des 50 dernières années, durant lesquelles les trois quarts de réchauffement de la planète ont eu lieu, est du à l'augmentation des concentrations de gaz à effet de serre d'origine humaine.
Les facteurs naturels ont eu un effet de léger refroidissement au cours de cette période.

La température globale n'est, aujourd'hui, pas seulement plus élevée que dans la période des 16ème-19ème siècles, parfois surnommée le Petit Age Glaciaire (ou PAG, bien que ce terme soit quelque peu trompeur dans la mesure où ce phénomène essentiellement régional a peu en commun avec les périodes réellement glaciaires).
La  température est en fait globalement plus élevée maintenant qu'à tout moment des 2000 dernières années - et même plus élevée que durant l'Optimum médiéval au Moyen-âge.

C'est un point sur lequel toutes les reconstructions climatiques par différents groupes de chercheurs, utilisant différentes données et méthodes, sont en accord.

Dans l'histoire du climat, le CO2 ne varie t'il pas uniquement avec la température plutôt que par d'autres voies?

Cela fonctionne dans les deux sens: l'effet de serre du CO2 affecte les températures, tandis que les variations de température affectent les concentrations de CO2, suite à la réponse du cycle du carbone.

C'est ce que les scientifiques appellent une boucle de rétroaction.

Si la température globale change, le cycle du carbone réagit (généralement avec un retard de plusieurs siècles).

Cela peut être observé pendant les cycles de glaciation, causés par des variations d'orbite de la Terre (cycles de Milankovich), des 3 derniers millions d'années.

La rétroaction du CO2 a amplifié et globalisé les changements climatiques dus aux variations orbitales: sans diminution des concentrations en CO2, et donc sans la diminution de l'effet de serre induite, la pleine mesure des âges de glace ne peut être expliquée, ni le fait que les glaciations se soient produites dans les deux hémisphères.

Les détails de la relation décalée dans le temps entre température et  CO2, dans les carottes glaciaires de l'Antarctique, ont récemment été reproduits dans les modèles climatiques (Ganopolski  et Roche 2009) et ils sont entièrement compatibles avec le rôle majeur du CO2 dans le changement climatique.

Lors du réchauffement , à la fin des périodes glaciaires, le CO2 a été libéré des océans - tout le contraire de ce que nous observons aujourd'hui, où le CO2 augmente à la fois dans l'océan et l'atmosphère.

Si la concentration de CO2 dans l'atmosphère change, alors la température suit en raison de l'effet de serre.C'est ce qui se passe maintenant alors que les êtres humains émettent du CO2 à partir de sources fossiles.

Mais cela est arrivé aussi de nombreuses fois dans l'histoire de la Terre.

Les concentrations de CO2 ont changé au fil des millions d'années en raison de changements du cycle naturel du carbone associés à la tectonique des plaques (dérive des continents), et le climat a suivi les variations de CO2 (par exemple le refroidissement progressif vers un climat glaciaire au cours des 50 derniers millions d'années).
Un dégazage rapide de carbone, qui n'est pas sans rappeler celui que les humains réalisent aujourd'hui, a également eu lieu au moins une fois dans l'histoire du climat, ainsi que les données des sédiments de 55 millions années le montrent. Ce maximum thermique du Paléocène-Eocène, a entraîné un réchauffement d'environ 5°C, une acidification des océans, et une période d'extinction massive des espèces.

Cette période peut constituer un sévère avertissement.

En préambule à ce 7ème chapitre, voici un petit schéma permettant de représenter, de façon imagée et simplifiée, les différents termes et processus dont il est question dans ce chapitre.

le terme anglais "tipping point" a été traduit par "point de bascule".

(traduction approchée de l'original)

Il y a plusieurs éléments dans le système climatique qui pourraient passer par un point de bascule au cours de ce siècle, à la suite des activités humaines, conduisant à un changement abrupt et/ou irréversible.

1 ° C de réchauffement global (au dessus de la moyenne 1980-1999) comporte des risques modérément importants de passer par des points bascule, et 3 ° C donneraient des risques importants ou graves.

Il y a des chances que nous puissions détecter l’approche d’un point de bascule, mais si nous attendons le début de la transition, il risque d’être trop tard.

Qu'est-ce qu'un point de bascule (tipping point)?

C’est un seuil critique où l'état futur d’un système peut être qualitativement altéré par un petit changement de forçage (Lenton et al. 2008; Schellnhuber 2009).

Un élément de bascule est une partie du système terrestre (au moins à l’échelle sous continentale) qui a un point de bascule (Lenton et al. 2008).

Les éléments de bascule à traiter de façon politique (qui nécessitent une action) sont ceux qui pourraient être forcés par les activités humaines au cours de ce siècle.

Le changement climatique brutal correspond à la catégorie de points de bascule dont le franchissement provoque un changement climatique plus rapide que sa cause.

 Les passages de points de bascule incluent également des transitions qui sont plus lentes que leurs causes.

Dans les deux cas, la vitesse de transition est déterminée par le système lui-même et les changements d'état peuvent être réversibles ou irréversibles.

Réversibles signifie que lorsque le forçage est inversé le système récupère son état d'origine, soit brutalement, soit progressivement.

Irréversibles lorsqu’il faut un forçage inverse (nettement) plus important pour que le système récupère
La réversibilité théorique ne signifie pas que des changements soient réversibles dans la pratique.

Un élément de bascule peut réagir avec retard à un forçage anthropique et lorsqu’il commence à être observé le changement d’état est déjà inévitable.

Y a t-il des points de bascule dans le système climatique terrestre ?

Il existe un certain nombre de points de bascule dont la connaissance est basée sur la compréhension de la dynamique non linéaire du système climatique terrestre, et révélés par les changements climatiques abrupts du passé ainsi que par les modèles (Pitman et Stouffer, 2007; Schellnhuber 2009).

Certains modèles prévoient le passage de points de bascule et des observations récentes montrent que des changements brusques sont déjà en cours en Arctique.

Un travail récent  a identifié une liste de neuf éléments de bascule potentiels "policy-relevant" (nécessitant une action  pour y pallier) qui pourraient franchir un point de bascule au cours de ce siècle et subir une transition au cours de ce millénaire dans le cadre du changement climatique prévu (Lenton et al. 2008).Ils sont indiqués avec d'autres candidats à la figure 18.

Quels sont les points de bascule les plus préoccupants et comment cela a t'il été estimé?  

Ce sont ceux qui sont les plus proches (moins évitables) et ceux qui ont les impacts les plus négatifs.

En général, plus une transition est rapide et irréversible et plus importants sont ses impacts. En outre, comme les interactions issues du basculement d'un élément peuvent provoquer le basculement d'un autre, toute rétroaction positive (dans le sens amplificatrice) globale peut renforcer notre attention.

La proximité de certains points de bascule a été évaluée par le biais d'opinions d'experts (Lenton et al. 2008; Kriegler et al. 2009).

La proximité, la vitesse et la réversibilité sont également évaluées à travers une analyse documentaire (Lenton et al. 2008), mais il y a besoin d'un examen plus détaillé des incidences.

Voyons maintenant les régions les plus concernées.

 
Arctique: L'inlandsis du Groenland (GIS) peut être proche d'un point de bascule dans les zones où est déjà engagée une réduction de la plaque de glace (Lenton et al. 2008; Kriegler et al. 2009). Une amplification impressionnante de fonte saisonnière a été observée en 2007, associée à une fonte estivale record de la banquise (Mote, 2007).
Une fois engagée, la transition vers un plus petit inlandsis aura une  réversibilité faible, même s'il est probable que cela prenne plusieurs siècles (ce n'est donc pas une transition  brusque). Les impacts, via l'élévation du niveau de la mer, finiront par être importants et globaux, mais dépendront du rythme du retrait de l'inlandsis.

Antarctique: L'inlandsis de l'Antarctique occidental (WAIS) est actuellement considéré comme plus éloigné d'un point de bascule que celui du Groenland  mais cela reste plus incertain.(Lenton et al. 2008; Kriegler et al. 2009).

La WAIS a un potentiel pour une transition plus rapide et donc pour de plus gros impacts.

La perte de plates-formes glaciaires autour de la péninsule Antarctique, tels que Larsen B, suivie par l'accélération des glaciers, dont elles étaient le contrefort, met en évidence un mécanisme qui pourrait menacer certaines parties de la WAIS.

On pense que la principale plaque glaciaire de l'Antarctique Est (EAIS) est plus stable que la WAIS. Cependant, il existe des indices de changements ayant lieu le long de son secteur maritime, qui draine plus de glace que l'ensemble de l'Antarctique occidental.

Amazonie: La forêt amazonienne a subi une sécheresse généralisée en 2005, ce qui a fait passer la région de puits à source (0,6 à 0,8 Gt de carbone par an) de carbone (Phillips et al. 2009).

Si l'allongement de la saison sèche par forçage anthropique se  poursuit (Vecchi et al. 2006), et si les sécheresses sont plus fréquentes et graves (Cox et al. 2008), le système pourrait atteindre un point de bascule entraînant le dépérissement de 80% de la forêt tropicale (Cox et al. 2004; Scholze et al. 2006; Salazar et al. 2007; Cook et Vizy 2008), et son remplacement par la savane.

Cela pourrait prendre quelques décennies, aurait une réversibilité faible, de grandes répercussions régionales, et des effets induits loin de la zone.

Un dépérissement généralisé est attendu si l'augmentation de température dépasse 4°C (Kriegler 2009), et il pourrait être engagé à une température globale inférieure, bien avant qu'il commence à être observé (Jones et al. 2009).

Afrique de l'Ouest: Le Sahel et la mousson d' Afrique de l'Ouest (WAM) ont connu des changements rapides mais réversibles dans le passé, y compris la sécheresse dévastatrice de la fin des années soixante et pendant les années quatre-vingt.

Les prévisions d'un affaiblissement futur de la circulation thermohaline de l'Atlantique contribuant à des conditions type "Niño", et à un fort réchauffement dans le golfe de Guinée (Cook et Vizy 2006), pourraient perturber l'apparition saisonnière de la WAM (Chang et al. 2008) et son déplacement vers le nord  (Hagos 2007) dans le Sahel.

S'il y avait effondrement de la WAM, cela pourrait conduire à l'humidification de certaines parties du Sahel  par aspiration d'air humide de l'Atlantique vers l'ouest de la région (Cook et Vizy 2006; Patricola et Cook, 2008), dont le reverdissement  serait un exemple rare d'un point de bascule positif.

Inde: La mousson d'été indienne est probablement déjà en train d'être perturbée (Ramanathan et al. 2005; Meehl et al. 2008) par un nuage brun qui s'étend sur le sous-continent et, dans une moindre mesure, l'Océan Indien.

Cette brume est composée d'un mélange de suies, qui absorbent la lumière solaire, et de sulfates qui la réfléchissent.

Elle provoque un réchauffement de l'atmosphère au détriment de la surface, ce qui affaiblit l'établissement saisonnier d'un gradient de température terre-océan, qui est essentiel dans le déclenchement de la mousson (Ramanathan, 2005).

Dans certaines projections, le forçage du nuage brun  pourrait conduire à un doublement de la fréquence des sécheresses (Ramanathan, 2005), avec un impact important.

Cette transition serait cependant hautement réversible.

Plusieurs autres candidats "éléments de bascule", et plusieurs mécanismes, pourraient devenir des préoccupations majeures, par exemple, la perte de carbone des permafrosts.

Récemment, il a été suggéré qu'une région de permafrost connue sous le nom Yedoma, qui stocke environ 500 GT C (Zimov et al. 2006), pourrait subir un basculement irréversible provoqué par une production de chaleur interne issue de processus biochimiques (Khvorostyanov et al. 2008a, 2008b). Toutefois, on estime ce point de bascule relativement éloigné.

relations entre points de bascule et rétroactions climatiques

 

Les points de bascule sont souvent confondus avec le phénomène des rétroactions climatiques.

Tous les éléments de bascule doivent posséder un mécanisme rétroactif fortement amplificateur (Lenton et al. 2008) dans leur propre dynamique interne ou régionale, puisqu'ils aboutissent au franchissement d'un seuil, mais ils n'engendrent pas forcément de rétroaction au niveau global.

Dans les éléments de bascule qui pourraient constituer une rétroaction positive (amplificatrice) globale, citons la forêt amazonienne (dont le dépérissement en ferait une source de CO2, qui pourrait  libérer jusqu'à 100 Gt C), la circulation thermohaline (dont l'affaiblissement ou l'effondrement pourrait conduire au dégazage de CO2), et le pergélisol Yedoma (libération de jusqu'à 500GtC).

Des éléments de bascule qui pourraient constituer une rétroaction négative (compensatrice) globale incluent la forêt boréale (dont le dépérissement des forêts dégagerait du CO2, mais dont le bilan net serait le refroidissement du à l'augmentation de l'albédo des surfaces couvertes de neige sans arbres Betts 2000  ) et le Sahel / Sahara (leur reverdissement constituerait un puits de CO2 et augmenterait probablement la couverture nuageuse au dessus de la zone)

Pourrions nous être touchés par des rétroactions globales?

Les rétroactions positives des différents éléments de bascule sont pour la plupart d'assez faible portée globale. Toutefois, d'autres rétroactions (non liées à des éléments de bascule), incluant le passage de l'ensemble de la biosphère terrestre de puits à source de carbone, risquent d'amplifier la hausse du CO2 atmosphérique et la température globale à l'échelle du siècle (Friedlingstein et al. 2006).

Le système climatique terrestre subit déjà une forte rétroaction positive à la suite de réponses physiques relativement rapides (Bony et al. 2006) (vapeur d'eau).

Dans n'importe quel système soumis à de fortes rétroactions positives, une relativement faible rétroaction supplémentaire peut avoir un impact disproportionné à l'échelle globale (dans ce cas, la température), en raison interactions non linéaires entre rétroactions.

Y a t-il un point de bascule global?



Un point de bascule global  peut se produire si une rétroaction positive devient assez puissante pour produire un seuil à partir duquel le système global est engagé dans un changement d'état, porté par sa propre dynamique interne.

En dépit de nombreux discours dans les médias populaires un tel effet "runaway" (galopant) ne semble pas prêt de se produire.

La notion d'amplification du changement climatique est une description bien meilleure de ce que nous observons actuellement et de ce qui peut être projeté dans l'avenir.

Quels sont les forçages anthropiques dangereux?

Le total des émissions cumulées de CO2 (et d'autres gaz à effet de serre à vie longue) détermine les changements à long terme du climat et donc le sort des éléments de bascule sensibles aux changements de température moyenne globale, mais à réponse lente et/ou à seuils éloignés.

Les principaux exemples sont les grands inlandsis (GIS et WAIS).

Des forçages par aérosols de sulfates (Rotstatyn et Lohmann, 2002) et de suies (Ramanathan 2005; Ramanathan et Carmichael, 2008) sont dangereux pour les moussons.

Les dépôts de suie sur la neige et la glace (Ramanathan et Carmichael, 2008; Flanner et al. 2007) sont un facteur de risque pour les éléments de bascule arctiques en favorisant la fusion de la glace et de la neige (Flanner et al. 2007).

L'augmentation des aérosols de suie, la baisse des aérosols sulfatés (Shindell et Faluvegi 2009), et l'augmentation des teneurs des GES à courte durée de vie (Hansen et al. 2007) (le méthane et l'ozone troposphérique) ont également contribué au réchauffement rapide de l'Arctique et, ensemble, dépassent de loin la contribution du CO2.

L'atténuation actuelle des émissions de SO2 et, partant, d'aérosols sulfatés, constitue un bienfait mitigé pour les éléments de bascule climatiques.

Elle peut par exemple profiter à la région du Sahel (Rotstayn et Lohmann, 2002), mais mettre en danger l'Amazonie (Cox et al. 2008) et la banquise arctique (Shindell et Faluvegi 2009).

Les changements de surface des sols peuvent aussi conduire de grandes régions continentales d'un état relativement résistant aux changements climatiques à un état de vulnérabilité.

Est-il envisageable de prévoir suffisamment tôt l'approche d'un point bascule?

 

Des progrès récents ont été accomplis dans l'identification et les tests d'indicateurs d'alerte précoce de l'approche  d'un basculement (Lenton et al. 2008; Livina et Lenton 2007; Dakos et al. 2008; Lenton et al. 2009; Scheffer et al. 2009).

Le ralentissement, en réponse à une perturbation est une propriété quasi universelle de systèmes approchant différents types de point de bascule (Dakos et al. 2008; Scheffer et al. 2009).

Ceci a été testé avec succès en étudiant les approches de différentes transitions des climats du passé (Livina Lenton et 2007; Dakos et al. 2008), et dans les expérimentations  de modèles (Livina et Lenton 2007; Dakos et al. 2008; Lenton et al. 2009).

Des oscillations entre différents états peuvent également se produire avant une transition plus permanente (Bakke et al. 2009).

D'autres indicateurs d'alerte sont à l'étude pour les points de bascule écologiques (Biggs et al. 2009), incluant l'augmentation de la variance (Biggs et al. 2009), les réponses biaisées (ou obliques?) (Biggs et al. 2009; Guttal et Jayaprakash 2008) et leurs équivalents spatiaux (Guttal et Jayaprakash 2009). Ceux-ci pourraient éventuellement être appliquées à l'anticipation de points de bascule climatiques.

cet article comprend les chapitres suivants :

-         les océans

-         le niveau de la mer global

Les océans

Les différentes estimations de contenu thermique des océans ont convergé et donnent des valeurs 50% plus élevées que les précédentes.

La température globale de surface des océans a atteint les valeurs les plus chaudes jamais enregistrées pour Juin, Juillet et août 2009.

L’acidification et la désoxygénation des océans ont été identifiées comme potentiellement dévastatrices pour de grandes parties de l'écosystème marin.



La détection de la manière dont le changement climatique  impacte les océans s’est nettement améliorée depuis l'AR4.

Des changements importants de température, salinité et de propriétés biogéochimiques ont été mesurés. Ces changements sont en adéquation avec les 50 années de réchauffement, les précipitations et le CO2 dans l'atmosphère.

Il y a eu également de nouvelles analyses des tendances, dans un contexte élargi depuis l'AR4, incluant l'acidification et l'oxygène.

Ceci a amélioré notre compréhension du changement d'état des océans et a également permis d’identifier de nouveaux problèmes.
Les nouvelles estimations de changements océaniques ont tendance à être plus cohérentes avec les projections de changement climatique (par exemple, le contenu thermique global).

Réchauffement de l'océan

Il y a une tendance soutenue au réchauffement des températures de surface de l’océan (SST) au cours des 50 dernières années (figure 15).

Les mesures satellite de SST ont montré que 2007 avait été l’année la plus chaude jamais enregistrée, malgré une année 1998 marquée par un épisode El Niño très fort.

L'année 2008 a été plus froide, en raison d'un épisode La Niña très intense mais temporaire, alors que la température des océans, jusqu'au moment de la publication se dirigeait vers un record en 2009.

Par exemple, la température mondiale de surface des océans a été la plus chaude jamais enregistrée pour Juin, Juillet et Août en 2009.

 
L’augmentation du contenu thermique des couches supérieures des océans (0-700m) entre 1963 et 2003 a été 50% plus élevé que celle du bilan précédent (Domingues et al. 2008, Bindoff et al. 2007). 

Ces estimations, plus hautes, de changement  thermique, sont maintenant compatibles avec les observations de la montée des océans au cours des 50 dernières années, et résolvent un problème scientifique de longue date dans la compréhension de la contribution de la dilatation thermique de niveau de la mer (Domingues et al. 2008). Les observations montrent également un réchauffement des grands fonds océaniques beaucoup plus répandu dans l'Atlantique et l’océan Austral. (Johnson et al. 2008a, Johnson et al. 2008b) que précédemment estimé.

Salinité et cycle hydrologique

Des analyses plus complètes de la salinité des océans, montrent une dilution dans les hautes latitudes, tandis que les régions d'évaporation excessive, par rapport aux précipitations, sont devenues plus salées.

Les changements de salinité sont compatibles avec un renforcement du cycle hydrologique.  
Les modifications de salinité sont également compatibles avec les changements de circulation régionale et les échanges inter-bassin.

Nous avons maintenant amélioré notre certitude que les tendances à long terme dans les modèles de précipitations sur l'océan global, comme en témoigne la salinité, peuvent être attribuées à l’influence anthropique (Stott et al. 2008).

Les changements climatiques et la circulation océanique

De surprenants changements de salinité dans les eaux du fond de l'Antarctique fournissent
une preuve supplémentaire de la fonte accélérée de l’inlandsis et des plates-formes glaciaires (Rintoul 2007).

Les observations en Arctique amènent des arguments robustes en faveur de l'augmentation des précipitations et des eaux de ruissellement.

Les couches intermédiaires de l'océan Arctique se sont réchauffées notablement (Polyakov et al. 2004).
Mais il n’y a pas encore eu d’observations d'un changement durable de circulation dans l’Atlantique Nord, prédite par les modèles ( Hansen et Østerhus 2007).

Le changement climatique régional est souvent exprimé autour des principaux modes de variation comme l’Oscillation Nord Atlantique (NAO), l’ENSO et le mode annulaire austral (SAM), qui peuvent eux-mêmes être modifiés par le réchauffement en entraînant, soit des fluctuations plus importantes, soit le passage à un état qui deviendrait alors préférentiel (ou plus fréquent) dans les décennies à venir (par exemple, une tendance vers un type différent d'El Niño, Yeh et al. 2009; Latif et Keenlyside 2009).

Actuellement, l’influence des modes climatiques régionaux sur la circulation océanique est plus grande que les tendances sous-jacentes attribuables aux conditions climatiques d'origine anthropique.
La stabilité de la circulation en Atlantique Nord est extrêmement importante pour l'Amérique du Nord et l’Europe.
Par exemple, un ralentissement des courants de l'océan pourrait conduire à une hausse plus rapide du niveau de la mer régional le long de la côte du nord-est américain (Yin et al. 2009).

L'AR4 a conclu qu'il existe une probabilité supérieure à 90% d'un ralentissement de ce courant océanique, et une probabilité de 10% d'une transition abrupte d'ici l'an 2100.

Comme indiqué dans la synthèse et l'évaluation  du projet 3.4 de l'US Climate Change Science Program (Delworth et al. 2008), aucun modèle climatique global ne projette une telle transition abrupte au cours de ce siècle.

Toutefois, notre faible capacité à modéliser les comportements non linéaires et les effets de seuil, et la suggestion récente que les modèles actuels pourraient être trop stables (Hofman et Rahmstorf 2009) ne permettent pas d’exclure totalement la possibilité d’une telle transition abrupte.

Acidification, absorption de carbone et désoxygénation

La quantité de CO2 dans les océans a augmenté de 118 ± 19 Gt entre la fin de la période préindustrielle (environ 1750) et 1994, et continue d'augmenter d'environ 2 Gt par an (Sabine et al. 2004). Cette augmentation a entraîné une diminution directe du pH océanique de surface en moyenne de 0,1 unités depuis 1750 et une augmentation de l'acidité de plus de 30% (Orr et al. 2005: McNeil et Matear 2007; Riebesell, et al. 2009).

Les organismes synthétisant le calcaire se sont révélés être particulièrement vulnérables au faible pH des eaux (Fabry et al. 2008).
De nouvelles observations in situ, montrent une dépendance étroite entre calcification et CO2 dans l'atmosphère, avec de plus petites coquilles lors des teneurs élevées en CO2 au cours des 50.000 dernières années (Moy et al. 2009).

En outre, en raison de conditions préexistantes, on s’attend à ce que dans les régions polaires de l'Arctique et l'océan Austral, certains coquillages commencent à se dissoudre dès que les niveaux atmosphériques atteindront 450ppm (soit environ en 2030 dans les conditions business-as-usual; McNeil et Matear 2008: Orr et al. 2009).

Il existe de nouvelles preuves d'une diminution continue des concentrations d'oxygène dissous dans les océans mondiaux (Oschlies et al. 2008), et il y a, pour la première fois, des preuves significatives que de grandes zones équatoriales à teneur minimales en oxygène soient déjà en expansion (Stramma et al. 2008).

La baisse de teneur en oxygène amplifie le stress et provoque des problèmes respiratoires chez les grands prédateurs (Rosa et Seibel, 2008). Elle compromet, de façon significative  la capacité d'organismes marins à faire face à l'acidification (Brewer 2009).
L’augmentation des zones anoxiques marines a des répercussions profondes sur le cycle océanique de l'azote, avec des conséquences globales  encore inconnues mondiale (Lam et al. 2009).

Une récente étude de modélisation (Hofmann et Schellnhuber 2009) souligne le risque d'une extension généralisée des régions en manque d'oxygène dans les couches supérieures des océans si les augmentations de CO2 atmosphérique devaient se poursuivre.

Le niveau de la mer global

Les mesures par satellite montrent que le niveau de la mer est en hausse de 3,4 millimètres par an depuis que ces enregistrements ont commencé en 1993. Cette augmentation est 80% plus rapide que la meilleure estimation du TAR (3^ème rapport du GIEC)

En tenant compte de la perte de masse des inlandsis, l'élévation du niveau jusqu'en 2100 est susceptible d'être au moins deux fois plus importante que celle présentée dans l’AR4, avec une limite supérieure d’environ 2m basée sur une nouvelle compréhension du comportement des inlandsis.
 

La densité de peuplement dans les régions côtières et les îles est trois fois plus élevée que la moyenne mondiale. Actuellement, 160 millions de personnes vivent à moins de 1 mètre au-dessus du niveau des mers. Cela implique que même une petite augmentation peut avoir des impacts sociétaux et économiques importants.

Les phénomènes en action étant l'érosion côtière, la vulnérabilité accrue aux vagues des tempêtes et aux  inondations qui en résultent, la contamination des eaux souterraines par le sel, la perte de zones humides côtières et autres.

 
Depuis 1870, le niveau des mers du globe a augmenté d'environ 20 centimètres
(AR4). Depuis 1993, le niveau de la mer est mesuré avec précision par les satellites. Avant cette date, les données provenaient de marégraphes dans les stations côtières à travers le monde.

Satellites et marégraphes montrent que le taux d'élévation du niveau marin s'est accéléré. L'analyse statistique révèle que le taux de montée est étroitement corrélé avec la température: plus il fait chaud et plus rapide est la hausse du niveau (Rahmstorf, 2007).
La montée des océans est une conséquence inévitable du réchauffement climatique pour deux raisons principales: l'eau des océans se dilate alors qu’il se réchauffe, et la glace qui fond sur les continents apporte un flux d’eau supplémentaire.
Pour la période 1961-2003, l'expansion thermique a contribué  pour environ 40% de l'élévation observée du niveau de la mer, tandis que la glaciers et inlandsis ont contribué  pour environ 60% (Domingues et al. 2008).
Le niveau de la mer a augmenté plus vite que prévu (Rahmstorf et al. 2007) (voir figure 16). Le taux moyen d'élévation pour 1993-2008, mesuré par satellite, est de 3,4 millimètres par an (Cazenave et al. 2008), tandis que le TAR projetait une meilleure estimation de 1,9 mm/an pour la même  période. La hausse réelle a donc été 80% plus rapide que prévu par modèles. (à noter que les modèles plus récents de l'édition 2007 du GIEC font encore état de projections, pour l’essentiel, identiques à celles du TAR)

L'augmentation future du niveau de la mer est très incertaine, comme l'inadéquation entre les observations et les modèles le suggère déjà.

La principale raison de l'incertitude réside dans la réponse des inlandsis du Groenland et de l'Antarctique. 

Le niveau de la mer risque d'augmenter beaucoup plus en 2100 que la gamme souvent citée de 18-59 centimètres. Comme indiqué dans l'AR4, les modèles couplés utilisés dans l'élaboration des projections du niveau de la mer au 21^ème siècle ne prennent pas en compte la dynamique des inlandsis.

Dans cette hausse prévue de  18-59 centimètres, ne figurent que les estimations simples de bilan massique des inlandsis
En conséquence d'un bilan de masse présumé positif en Antarctique dans l’AR4, on avait estimé que cet inlandsis aurait apporté une contribution négative au niveau de la mer au cours du 21^ème siècle.

Au contraire, il s’avère que l'Antarctique perd actuellement de la masse en raison de processus  dynamiques (voir la figure 10 dans ce rapport).

Basé sur un certain nombre de nouvelles études, le document de synthèse de la Copenhague 2009 (Richardson et al. 2009) a conclu que «les prévisions actualisées de la hausse mondiale future du niveau de la mer moyen sont environ le double des projections du GIEC de 2007. "
Le niveau de la mer continuera à augmenter plusieurs siècles après que la température globale se sera stabilisée, car il faut que beaucoup de temps pour que  les océans et les inlandsis répondent pleinement à un climat plus chaud.

Quelques estimations récentes de la hausse future sont rassemblées dans la Figure 17. Ces
estimations mettent en évidence le fait qu’il est probable qu’un réchauffement climatique non contrôlé produise une élévation du niveau de la mer de plusieurs mètres dans les siècles à venir conduisant à la perte de nombreuses grandes villes côtières et d’îles entières.

permafrost et hydrates

De nouvelles observations du permafrost de l’hémisphère nord suggèrent une grande source potentielle de CO2 et de CH4 qui amplifierait les concentrations atmosphériques si elle se dégazait.

Une augmentation récente des niveaux de CH4 ne peut encore être attribuée à la dégradation du permafrost

Une source significative d’hydrates de CH4 existe sur le plancher océanique et dans le permafrost. Il a récemment été conclu qu’un lâchage de CH4 provenant de cette source est très improbable au cours de ce siècle.

Comme noté dans l’AR4 et des études plus récentes, la frontière sud de la zone discontinue de permafrost de l’Amérique du nord est remontée vers le nord dans les dernières décennies.

Une dégradation rapide et une remontée de la limite basse du permafrost du plateau tibétain a continué (Jin et al. 2008, Cui and Graf 2009).

En outre, des observations en Europe (Åkerman and Johansson 2008; Harris et al. 2009) ont permis de constater la fonte et une augmentation substantielle de la profondeur de la zone active exposée aux cycles de gel/dégel, spécialement en Suède.

Alors que le permafrost fond et que la zone active s’enfonce, plus de matière organique peut commencer à se dégrader.

Si la surface est couverte d’eau les bactéries méthanogènes dégradent la matière organique.

Mais ces bactéries ne peuvent survivre en présence d’oxygène.

A leur place, si les sols fondus sont exposés à l’air, des bactéries productrices de CO2 sont impliquées dans le processus de dégradation.

Dans l’un ou l’autre cas, ceci constitue une amplification du réchauffement global.

En fait, la magnitude de la rétroaction représente une inconnue importante de la science du réchauffement ; cette rétroaction n’a pas été prise en compte dans les projections du GIEC.

La quantité totale du carbone stocké dans le permafrost a été estimée à 1672 Gt dont 277Gt sont contenues dans les tourbières (Schuur et al. 2008; Tarnocai et al. 2009).

Ceci représente 2 fois la quantité contenue dans l’atmosphère.

Une analyse récente par Dorrepaal et al. (2009) a trouvé une forte évidence d’une accélération des émissions de carbone, en association avec le réchauffement, provenant d’une tourbière humide surmontant le permafrost au nord de la Suède.

Il est encore difficile de savoir si la récente augmentation de teneur en CH4 atmosphérique après une décennie de stabilité (Rigby et al. 2008), provient de ces processus.

Une autre rétroaction récemment observée dans les latitudes nord, implique la transformation microbienne d’azote minéral contenu dans les sols en oxydes d’azote.

En mesurant les émissions d’oxydes d’azote provenant de surfaces de tourbières dégagées Repo et al. (2009) ont trouvé des émissions/m2 de la même magnitude que celles des prairies et sols tropicaux.

Ils font remarquer que, comme l’Arctique se réchauffe, les régions de tourbières exposées augmenteront, amplifiant ainsi les émissions totales d’oxydes d’azote.

Entre 500 et 10000Gt de carbone sont stockés au fond des océans sous la forme d’hydrates de méthane (ou clathrates) une structure cristalline composée de molécules de CH4 et d’eau (Brook et al. 2008).

Entre 7.5 et 400Gt d’hydrates de CH4 sont stockés dans le permafrost (Brook et al. 2008)..

Certains argumentent que le réchauffement pourrait augmenter la possibilité d’émissions catastrophiques de CH4 provenant des hydrates.

Dans une récente estimation par le CCSP 2008b, il a été supposé que de tels dégazages seraient très improbables au cours de ce siècle, bien que la même estimation supposait très probable que des émissions de CH4 provenant des zones humides augmenteraient avec le réchauffement.

Ceci est conforté par le fait que l’augmentation du CH4 atmosphérique, il y a 11600 ans, avait une origine « zone humide » en opposition avec une origine » hydrates » (Petrenko et al. 2009); comme cela a été calculé par des modèles géologiques de complexité intermédiaire (Fyke and Weaver 2006; Archer et al. 2009).

Quelques études utilisant des modèles climatiques type AR4 ont été entreprises.

Une étude systématique a utilisé le CCSM3 avec traitement explicite des processus de sols gelés.

La réduction simulée du permafrost atteignait 40% en 2030 quel que soit le scénario d’émissions (une réduction de 10 à 6 millions de km2).

En 2050 cette surface atteindrait 4 Mkm2 sous le scénario B1 et 3.5Mkm2 sous le scénario A2.

Dans chaque cas, les simulations n’ont pas inclus les rétroactions additionnelles déclenchées par le collapse du permafrost  avec dégagement de CH4, une expansion vers le nord du bush et des forêts et l’activation du réservoir de carbone contenu dans les sols.

Chacun de ces processus conduirait à une amplification du réchauffement

glaciers et dômes glaciaires

Il y a une évidence très grande d’une accélération de la fonte des glaciers et des dômes glaciaires depuis le milieu des années 90.

La contribution de ces formes glaciaires au niveau de la mer à augmenté de 0.8mm/an depuis les années 90 à 1.2mm/an aujourd’hui.

On s’attend à ce que le seul ajustement des glaciers et dômes au climat actuel augmente le niveau de 18cm (Bahr et al. 2009).En 2100 ils pourraient contribuer à une élévation de 55 cm (Pfeffer et al. 2008).

Les glaciers et les dômes glaciaires montagneux peuvent contribuer potentiellement à 0.7m d’élévation du niveau de la mer.

Ils fournissent aussi de l’eau douce dans beaucoup de régions montagneuses.

L’AR4 estimait elur contribution au début du 21^ème siècle à 0.8mm/an (Lemke et al. 2007, Kaser et al. 2006).

Depuis de nouvelles estimations légèrement plus levées ont été réalisées voir fig7.

Elles vont de 1850 à 2006 et montrent l’accélération depuis les années 90 ainsi que la valeur actuelle de 1.2mm/an.

Inlandsis du Groenland et de l’Antarctique

La surface du Groenland qui subit la fonte estivale a augmenté de 30% depuis 1979, en accord avec le réchauffement des températures de l’air. Elle atteignait 50% de la surface totale en 2007.

La perte nette de glace du Groenland s’est accélérée depuis le milieu des années 90 et contribue maintenant à 0.7mm/an. Ceci est du à la fois à la fonte et à l’accélération du débit de glace dans l’océan.

L’Antarctique perd aussi de la glace principalement dans sa partie ouest. Il contribue à l’augmentation du niveau à égalité avec le Groenland.

L’Antarctique et le Groenland constituent les deux plus grands réservoirs de glace terrestre.

S’ils fondaient complètement leur contribution serait de 52.8m  et de 6.6m respectivement.

La disparition de la partie la plus vulnérable de l’Antarctique ouest élèverait le niveau de 3.3m (Bamber et al,. 2009).

L’AR4 estimait la perte nette moyenne des eux inlandsis à 0.4mm/an entre 1993 et 2003.

Depuis, de nombreuses études ont augmenté notre compréhension des vulnérabilités des inlandsis (Allison et al. 2009).

De plus des observations récentes ont montré que des changements de décharge de glace dans l’océan se produisaient beaucoup plus rapidement que prévu (e.g. Rignot 2006). .

Le Groenland

la figure 8 montre les estimations de bilan de masse du Groenland depuis 1960.

Dans cette représentation les dimensions horizontales des boîtes indiquent la période tandis que les verticales indiquent les limites haute et basse de l’estimation.

Les couleurs représentent les différentes méthodes utilisées: marron pour les altimétriques, bleues pour les gravitaires (GRACE) et rouges pour les bilans entrée sortie.

Elles indiquent que la perte nette a augmenté depuis le début des années 90 et que la vitesse a augmenté considérablement au 21^ème siècle.

les multiples contraintes observationnelles ainsi que les différentes techniques utilisées augmentent la confiance dans ces résultats.

Velicogna (2009) a montré en utilisant les données de GRACE que la perte de masse avait doublé entre avril 2002 et février 2009.

Les fontes côtières et le ruissellement ont augmenté depuis 1960, mais les précipitations neigeuses également (Hanna et al. 2008).

La température moyenne du Groenland s’est élevée de 1.6°C entre 2000 et 2006 et la perte de masse estimée par GRACE s’est produite dans les 15 jours du début de la fonte de surface suggérant que l’eau est drainée rapidement de l’inlandsis (Hall et al. 2008).

Les mesures satellitaires par micro-ondes ont montré que la surface de fonte du Groenland avait augmenté depuis 1979 (Steffen et al. 2008; Figure 9).

Il y a bonne corrélation entre la surface totale de fonte, le nombre de jours de fonte et le volume total de ruissellement, qui a aussi augmenté.

Le changement d l’inlandsis groenlandais est caractérisé par un amincissement près des côtes principalement sud-ouest où des glaciers majeurs ont accéléré leur décharge de glace dans l’océan (amincissement dynamique) (Rignot & Kanagaratnam 2006; Howat et al. 2007).

Pritchard et al.2009 en utilisant l’altimétrie laser ont montré que l’amincissement dynamique des glaciers côtiers s’étendait à toutes les latitudes du Groenland.

Les glaciers s’écoulant plus vite que 100m/an s’amincissant en moyenne de 0.84 m/an entre 2003 et 2007.

L’Antarctique

les nouvelles estimations de bilan de masse de l’inlandsis antarctique sont montrées fig10.

Plusieurs nouvelles études utilisant GRACE (sonnées satellitaire de gravité) (cadres bleus dans la fig10) montrent toutes une perte nette concentrée dans la partie ouest et la péninsule du continent. (e.g. Chen etal. 2006; Cazenave et al. 2009).

L’estimation GRACE de Velicogna 2009 indique que comme pour le Groenland, la perte de masse s’accélère de 104Gt/an (2002-2006) à 246Gt/an (2006-2009) soit 0.7mm/an de niveau de la mer.

Les observations gravitaires et altimétriques nécessitent des corrections isostasiques pauvrement connues pour l’Antarctique.

Les plus grandes pertes se sont produites dans les bassins ouest donnant sur les mers de Bellingshausen et Amundsen.

Les estimations de vitesse de glaciers depuis 1974 montrent que les glaciers de la baie de Pine Island ont accéléré, changeant une région d’équilibre en une région de perte considérable (Rignot 2008).

Rignot et al. (2008b) montrent que la décharge de glace dans cette région a augmenté de 59% entre 1996 et 2006, et  Pritchard et al. (2009) montrent, par altimétrie laser, que l’amincissement dynamique dans certaines parties de la mer d’Amundsen a dépassé 9m/an.

La récente accélération des débits de glace à l’ouest, explique la majeure partie de la perte de masse de l‘Antarctique, mais des courants de glace étroits et rapides à l’est contribuent également à la perte (Pritchard et al.2009).

La région de la péninsule antarctique a connu un bien plus grand réchauffement que le continent dans son ensemble. Cela a conduit à un recul général (Cook et al. 2005) et l'accélération (Pritchard & Vaughan, 2007) de glaciers de marée dans cette région.

Le risque de collapsus des inlandsis

La plus grande inconnue dans les projections de l'élévation du niveau de la mer au cours des siècles à venir est le potentiel dynamique d'effondrement rapide de l’inlandsis glacaire.
Le facteur le plus important de perte de glace, à la fois au Groenland et en Antarctique au cours de la dernière décennie, a été la désolidarisation des fronts glaciaires de leur lit, principalement en raison de la fonte de la glace sous-marine. Des changements de lubrification basale par l’eau de fonte, y compris la fonte de surface de drainage par moulins (conduits verticaux), au fond de la calotte glaciaire, peuvent aussi affecter la dynamique des glaces suivant des processus qui ne sont pas pleinement compris.

Les grandes incertitudes dynamiques de l'inlandsis sont en grande partie à sens unique:
elles peuvent conduire à une accélération de l'élévation du niveau, mais il est peu probable
de ralentir considérablement le rythme de hausse.

Bien qu'il soit peu probable que l’élévation du niveau de la mer d'ici 2100 soit aussi élevée que 2 mètres (Pfeffer et
al. 2008), la limite supérieure probable de la contribution de la glace reste incertaine.

Plates-formes glaciaires (ice shelves)

(plate-forme de Ross en 1997)

Les plates-formes glaciaires (ice shelf) flottant sur l’océan  sont connectées aux inlandsis  de glace continentale.

La  déstabilisation des plates-formes glaciaires le long de la péninsule antarctique a été généralisée avec 7 effondrements au cours des 20 dernières années.
Des signes d'affaiblissement des  plates-formes ont été observés ailleurs que dans la péninsule Antarctique, dans les mers de Bellingshausen et d'Amundsen, ce qui indique une influence plus grande des réchauffements atmosphérique et océanique, qu'on ne le pensait.
Il ya une forte influence du réchauffement de l'océan sur la stabilité des inlandsis et sur le bilan de masse par l'intermédiaire de la fonte des plates-formes glaciaires.

Les plates-formes glaciaires sont  des feuilles de glace flottante d'une épaisseur considérable,
qui sont annexées à la côte. Elles sont principalement composées de la glace qui a coulé de la calotte glaciaire, ou qui a été  déposés par les chutes de neige locales.On les trouve sur plus de 45% de la côte antarctique, dans quelques baies de la côte nord d'Ellesmere Island, près du Groenland, et en petit nombre le long des fjords du Nord de la côte du Groenland (où ils sont appelés langues glaciaires). Au cours des dernières années, les six autres plates-formes glaciaires (Serson, Petersen, Milne, Ayles, Ward Hunt et Markham) au large de l'île d'Ellesmere se sont effondrés en entier (Ayles le 13 août 2005 et Markham pendant la première semaine du mois d'août, 2008), ni soumis ou ont subi une désintégration significative.

Le long de la côte du Groenland, la sortie du glacier Jakobshavn Isbrae fournit un exemple frappant d'une langue de glace flottante en retrait (fig 11). Holland et al. (2008) suggèrent que l'accélération récente observée (Rignot et Kanagaratnam 2006) du Jakobshavn Isbrae peut être attribuée à un amincissement du à l'arrivée d'eaux chaudes dans la région. 

La déstabilisation des plateformes de glace flottante a été généralisée le long de la péninsule antarctique, avec 7 effondrements dans les dernières 20 années. Le réchauffement le long de la péninsule a été dramatique, et a été nettement supérieur sur le côté ouest.

Plus récemment, en mars 2009, plus de 400 km2 se sont effondrés au large de la plateforme glaciaire de Wilkins sur la partie occidentale de la péninsule antarctique.

On pense qu’un certain nombre de mécanismes ont joué un rôle important dans la déstabilisation des plates-formes.

Il s'agit notamment:

- du réchauffement de la surface, qui permet la création d'étangs et la fracturation ultérieure de crevasses déjà existantes (van den Broeke 2005)

- de la  fonte de la glace basale suite au  réchauffement des eaux océaniques (Rignot et al. 2008b) et les contraintes internes (Bruan et Humbert 2009).

Bien que la fonte d’une plate-forme, flottante, ne puisse élever le niveau de la mer, son effondrement  est suivie d'une accélération rapide des débits des glaciers dans la mer, qui eux vont élever le niveau de l’océan, en raison du phénomène de libération de l’appui de l’inlandsis sur la plate-forme (par exemple Rignot et al. 2004; Scambos et al. 2004).

Il existe des preuves de la fusion des plateformes de glace dans la mer d’Amundsen, avec des impacts sur la vitesse d'écoulement des glaciers drainant cette partie de l'Antarctique occidental. Une étude de modélisation récente a suggéré que la West Antarctic Ice Sheet (WAIS)commencerait à s'effondrer quand la température des eaux dans le voisinage de l'une des plateformes de glace qui l’entourent se réchaufferait d'environ 5 ° C (Pollard et DeConto 2009). Il est également prouvé que ces changements ne sont pas limitées à l'ouest de l'Antarctique et peuvent également affecter le littoral de l'Est, par exemple en Terre de Wilkes (Pritchard et al. 2009; Shepherd et Wingham 2007).

La généralisation de l’amincissement et l'accélération des glaciers le long de la côte antarctique peuvent indiquer un impact significatif des changements océaniques sur la dynamique des glaciers, un facteur qui a reçu peu d'attention dans les précédents rapports du GIEC en raison de l'absence de données d'observation sur les interactions océan-glace et sur le
comment des changements climatiques qui pourraient affecter les eaux océaniques côtières.

banquises de mer

La fusion estivale de la banquise arctique a largement dépassé la pire des projections des modèles climatiques de l’AR4.
Le réchauffement déjà engagé par les niveaux actuels de GES signifie qu’il est très probable que, dans les décennies à venir, l'océan Arctique sera libre de glace en été, bien que le calendrier précis demeure incertain.
les observations par satellite montrent une légère augmentation de la surface de la banquise antarctique, des changements saisonniers, bien qu'il y ait grande variabilité régionale. Ceci est probablement dû à des changements dans les vents de l'océan Austral associés à l'appauvrissement de l'ozone stratosphérique.

banquise arctique

C’est peut-être le changement d'observation le plus spectaculaire depuis l’AR4 que celui de la "pulvérisation" du précédent record d’extension minimale de la banquise arctique, qui n’était pas prévu par les modèles.

En moyenne sur la période de cinq jours qui ont précédé le 16 Septembre 2007, l'étendue totale des glaces de mer dans l'Arctique a été réduite à une superficie de seulement 4,1 millions de kilomètres carrés (voir Figure 12), dépassant le minimum précédent établi en 2005 de 1,2 millions de kilomètres carrés (environ la même taille que la France, l'Espagne, Portugal, Belgique et Pays-Bas réunis). La moyenne (1979-2000) était de 6,7 millions de kilomètres carrés. 

Par rapport à la moyenne, le record de 2007 consistait à fondre 2,6 millions de kilomètres carrés de plus de glace (soit ~ 40% de la moyenne).
La banquise de l'Arctique de Septembre, au cours des dernières décennies, a diminué à un taux de 11,1 ± 3,3% par décennie (NSIDC 2009).
Ce recul spectaculaire a été beaucoup plus rapide que celui simulé par les modèles climatiques évalués dans l'élaboration de l’AR4 (voir la figure 13). Cela est probablement dû à une combinaison de plusieurs lacunes dans les modèles , notamment:

1) une représentation incomplète de l'albédo physique de la glace, y compris le traitement de la fonte des étangs (par exemple, Pedersen et al. 2009) et le dépôt de noir de carbone (par exemple Flanner et al. 2007; Ramanathan et Carmichael, 2008),

et 2) la représentation incomplète de la physique du mélange vetical et horizontal dans
l'océan (par exemple, Arzel et al. 2006).

En Hiver, la banquise arctique a également diminué depuis 1979, mais à un rythme plus lent qu’en été. L'étendue de Février a diminué à un taux de 2,9 ± 0,8% par décennie (NSIDC 2009).
L'épaisseur de la banquise arctique a également connu une baisse constante au cours des dernières décennies. Par exemple, Lindsay et al. (2009) estiment que l'épaisseur de la glace de mer Septembre a diminué à un taux de 57 centimètres par décennie depuis 1987.
Des baisses similaires dans l'épaisseur des glaces de mer ont été détectées en hiver. Par exemple, dans le domaine couvert par les mesures de sonar sous-marin, Kwok et Rothrock (2009) montrent que l'épaisseur moyenne hivernale de 3,64 mètres en 1980 a diminué à seulement 1,89 mètres en 2008 - une diminution nette de 1,75 mètres, soit 48%.
À la fin de Février 2009, moins de 10% de la banquise arctique avait plus de deux ans, en baisse par rapport à des valeurs historiques de 30%.

Quand l’océan Arctique sera libre de glace?

En raison de l'existence de la variabilité naturelle au sein du système climatique, il n'est pas possible de prévoir l'année précise où l’océan Arctique sera libre de glace en été.

Néanmoins, le réchauffement déjà engagé rend très probable que l’océan arctique soit libre de banquise en été.

Il apparaît aussi que la transition vers un été sans glace dans l'Arctique devrait survenir brutalement, plutôt que lentement (Holland et al. 2006), en raison de l'amplification des rétroactions inhérentes au sein du système climatique de l'Arctique
En fait, dans l'une des simulations du NCAR Climate System Model version 3 (CCSM3) discutée par Holland et al (2006), l'été arctique  devient presque libre de glace en 2040.
Comme l'a souligné Lawrence et al. (2008), une réduction brutale de la banquise arctique déclenche également un réchauffement rapide sur terre et une dégradation subséquente du permafrost.

Banquise antarctique

Contrairement à l'Arctique, les changements de superficie des glaces ont été plus subtils, avec une moyenne annuelle nette en augmentation d'environ 1% par décennie au cours de la période 1979-2006 (Cavalieri et de Parkinson 2008; Comiso et Nishio, 2008).

On a cependant enregistré de grandes variations régionales de la  distribution de la glace.
Par exemple, les zones  Weddell et Ross  ont montré une augmentation liée aux changements dans la circulation atmosphérique à grande échelle, tandis que la région ouest de la péninsule et la côte ouest de l'Antarctique (Amundsen et e Bellingshausen) ont montré une importante diminution consistante avec des vents de nord plus forts et un réchauffement de la surface (Lefebvre et al. 2004; Turner et al. 2009; Steig et al. 2009).

Ces variations régionales sont liées à un changement majeur dans le cycle saisonnier de la glace, c'est-à-dire sa durée et le timing de la progression  et du retrait annuels (Stammerjohn et al. 2008). 

Puisque l'Antarctique est une masse continentale entourée par le vaste océan Austral, alors que l'Arctique est un petit océan entouré de vastes continents, et que les océans réagissent moins vite que les terres au réchauffement, suite à leur inertie thermique, on pouvait s'y attendre, et les modèles climatiques montrent, une retard au réchauffement autour de l'Antarctique. En outre, Turner et al. (2009) notent que l'appauvrissement de l'ozone stratosphérique découlant de les rejets anthropiques de chlorofluorocarbones (CFC) a conduit au renforcement des vents de surface autour de l'Antarctique au cours de Décembre à Février (été). Ils font valoir que ces vents renforcés sont en fait la cause principale de la tendance légèrement positive de l’extension de la banquise australe au cours des trois dernières décennies.

Toutefois, les CFC sont réglementés dans le cadre du Protocole de Montréal et sont en déclin dans l'atmosphère, le trou d'ozone sur l'Antarctique devrait  donc récupérer et, de ce fait, on anticipe une accélération de la fonte des glaces de mer dans l'hémisphère sud dans les décennies à venir.
Il existe peu de données disponibles sur la distribution de l'épaisseur de banquise de l'Antarctique, et aucune information sur toute modification de cette épaisseur .

refroidissement de l’Antarctique et augmentation de la banquise ?

L'Antarctique ne se refroidit pas: il s'est réchauffé, dans son ensemble, pendant au moins les 50 dernières années. Bien que la station météo du pôle Sud montre un refroidissement au cours de cette période, cette station météo unique n'est pas représentative. Par exemple, il y  a une tendance au réchauffement à Vostok, la seule autre station de surveillance à long terme dans l'intérieur du continent. Plusieurs  analyses indépendantes (Chapman et Walsh, 2008; Monaghan et al. 2008; Goosse et al. 2009; Steig et al. 2009) montrent, qu'en moyenne, l'Antarctique s'est réchauffée d'environ 0,5 ° C depuis que les mesures à grande échelle ont commencé en 1957, année géophysique internationale, en particulier avec le réchauffement rapide autour de la région de la péninsule antarctique et de la West Antarctic Ice Sheet (la figure 14 montre la tendance moyenne 1957-2006). En outre, il existe des preuves directes, à partir de mesures de forage, que le réchauffement en Antarctique de l'Ouest a commencé après les années 1930 (Barrett et al. 2009).

Depuis le développement du trou d'ozone antarctique dans les années 1970, il y a eu un renforcement des vents autour de l'Antarctique, réduisant ainsi la quantité d'air plus chaud atteignant le continent. Les vents forts sont dus à un refroidissement dans la haute atmosphère, du à l'appauvrissement de l’ozone causé par les chlorofluorocarbones. En conséquence, une grande partie de l'Antarctique Est a refroidi en été et en automne depuis les années 1970. Ironiquement, les émissions anthropiques de CFC ont contribué ainsi à compenser en partie le réchauffement de l’intérieur de l'Antarctique, analogue au refroidissement de la planète dû aux aérosols sulfatés. Comme le trou d'ozone va progressivement se réparer au cours du siècle à venir, le refroidissement est susceptible de diminuer. 

Les facteurs qui déterminent l'étendue des glaces de mer autour de l'Antarctique sont très différents de ceux de l'Arctique, car l'Antarctique est un continent situé autour du pôle et est entouré d'eau, tout le contraire de la géographie de l'Arctique.
L'étendue de banquise autour de l'Antarctique est fortement déterminée par les vents circumpolaires qui ont tendance à pousser la glace vers le large, et par la position du front polaire où la glace rencontre des eaux plus chaudes de l'océan. La banquise australe montre une tendance légère à la hausse, en conformité avec l'augmentation des vents circumpolaires mentionnés ci-dessus.
Dans l'ouest de l'Antarctique, où les hausses de température sont les plus grandes, la banquise a diminué de façon statistiquement significative depuis au moins les années 1970.

points clés

Le changement de couverture des sols, particulièrement la déforestation, peut avoir un impact majeur sur le climat régional, mais, à l’échelle globale, son plus gros impact provient des émissions de CO2 dans les processus.

Des observations, effectuées lors de la sécheresse de 2005 en Amazonie, suggèrent que les forêts tropicales pourraient devenir des sources de carbone si les précipitations diminuaient.

Les changements de teneur en CO2, lors du Petit Age Glaciaire, indiquent que le réchauffement peut, en retour, conduire à des émissions de carbone depuis les sols, une rétroaction qui pourrait amplifier le changement climatique du 21ème siècle.

Eviter les déforestations tropicales pourrait prévenir 20% des émissions de CO2 anthropiques et aideraient à maintenir la biodiversité.

Comment l’usage des sols affecte le climat ?

Le climat de la Terre est fortement influencé par la nature de la surface des terres, incluant la végétation, les types de sols, l’eau stockée, l’humidité des sols, la neige et l’eau des nappes.

La végétation affecte l’albédo de surface qui détermine la quantité de lumière solaire absorbée.

L'état de surface des terres influence également la répartition entre l’évapotranspiration (qui refroidit la surface et humidifie l’atmosphère) et le ruissellement (plus généralement l’eau qui reste liquide et qui fournit notre eau douce).

Cette répartition peut affecter la convection locale et donc les pluies.

Les changements d’usage des sols, associés au développement de l’agriculture, de l’urbanisation et de la déforestation, peuvent altérer ces mécanismes.

 L’utilisation des sols peut aussi affecter la rugosité de la surface, les émissions de gaz en traces, et quelques composés organiques volatiles (COV) comme l’isoprène.

En dépit du rôle clé du changement de l'état de surface des terres aux échelles régionales, les prévisions des  modèles depuis l’AR4 ont exclu ce point.

Il y a eu des progrès significatifs dans la modélisation du rôle des sols depuis l’AR4 (Piekle et al 2007), avec la première étude systématique démontrant que les changements de grande échelle de la surface des terres affectent directement et de façon significative le climat régional (Pitman et al. 2009).

Ceci a d’importantes implications pour comprendre les futurs changements climatiques ; les modèles ont besoin de simuler le changement d’état des surfaces pour prédire les changements climatiques dans les régions où il est intense.

Cependant, ne pas tenir compte de ce changement n’a probablement pas affecté les prédictions globales (Pitman et al. 2009), si on note que les émissions émanant des sols ont déjà été prises en compte.

Le changement de l'état de surface des terres affecte aussi le climat en émettant du CO2 et en modifiant le puits de carbone terrestre (Bondeau et al. 2007; Fargione et al. 2008).

L’exemple le plus évident est celui de la déforestation tropicale qui contribue au cinquième des émissions et influence aussi les flux d’eau et d’énergie entre terres et atmosphère (Bala et al. 2007).

Eviter la déforestation élimine une partie significative des émissions de CO2 et maintient des régions comme la forêt amazonienne qui abrite une grande biodiversité et joue un rôle important dans le système climatique (Malhi et al. 2008).

Changement climatique et forêt amazonienne

(photo NASA: mitage de la forêt amazonienne)

La distribution et les fonctions végétatives dépendent de la température et des précipitations de par le globe.

Le changement climatique affecte donc l’état de la surface, même en absence de changement d’usage des sols.

En rapport avec ce point, la forêt amazonienne est susceptible de périr, dans certains modèles, en conséquence de l’effet combiné des GES et de la réduction des aérosols dans l’hémisphère nord (Cox et al. 2008).

Cependant ces projections sont très dépendantes d’aspects incertains du changement climatique régional, plus notablement dans le signe et la magnitude des variations des pluies dans l’Amazonie du 21^ème siècle (Malhi et al. 2008, 2009).

Il y a quelques doutes sur une sensibilité aussi élevée de la forêt amazonienne aux réductions des pluies,  telle que prédite par les modèles.

La sécheresse de 2005 en Amazonie occidentale a fourni un test de cette hypothèse en utilisant un monitoring, sur le long terme, de la croissance des arbres (Phillips et al. 2009), et en détectant une émission massive de carbone alors que la forêt était un puits significatif dans les décennies antérieures.

Les forêts amazoniennes sont donc sensibles à des sécheresses du type 2005 qui sont attendues plus nombreuses au 21^ème siècle  (Cox et al. 2008).

Une problématique similaire émerge des analyses satellite et des mesures de flux de carbone lors de la vague de chaleur européenne de 2003 (Reichstein et al. 2007).

L’AR4 avait suggéré un lien entre le RC et la canicule de 2003, et l’analyse avait montré que la sécheresse avait eu un impact énorme sur la santé et le fonctionnement des espaces naturels et gérés.

Quelles sont les amplitudes des rétroactions liant surfaces terrestres et climat ?

La réponse des surfaces aux anomalies climatiques provoque une rétroaction en changeant les flux d’énergie, d’eau et de CO2 entre terres et atmosphère.

Par exemple, il semble probable que des changement de surface des terres, qui eux-mêmes modifient les flux de matière et d’énergie vers l’atmosphère, aient joué un rôle important dans la durée et la rigueur de la canicule européenne de 2003 (Fischer et al. 2007).

Dans certaines régions, comme le Sahel, le couplage surface/atmosphère peut être assez fort pour supporter deux modes alternatifs de « climat végétation » ; l’un, humide et couvert de végétation, l’autre sec et désertique.

Il y a peut-être d’autres points chauds où ce couplage contrôle de façon significative le climat régional.

Par exemple, il apparaît que la surface assure un fort contrôle du climat dans beaucoup de régions semi-arides et de climat méditerranéen.

Toutefois les rétroactions les plus fortes sur le climat global au 21^ème sont probablement dues aux changements du puits de carbone terrestre.

Les modèles intégrant le cycle du carbone figurant dans l’AR4 (Friedlingstein et al. 2006), reproduisaient l’évolution du puits de carbone terrestre au travers de la fertilisation par le CO2.

Il y a évidence de fertilisation CO2 limitée par la disponibilité en nutriments (Hyvonen et al. 2007), mais les premières générations de modèles couplés climat carbone n’incluaient pas le cycle des nutriments (N, P, S,…)

Les modèles AR4 représentaient aussi une tendance contraire pour le CO2 à être émis plus rapidement des sols alors que le climat se réchauffe, et en conséquence ces modèles prévoyaient une réduction de l’efficacité du puits de carbone terrestre.

Il y a quelque suggestion d’un ralentissement des puits naturels dans les observations récentes (Canadell et al. 2007), et une forte rétroaction positive semble être consistante avec les enregistrements du Petit Age Glaciaire (Canadell et al. 2007).

Est-ce que les causes du changement climatique sont importantes pour la surface terrestre ?

Oui. La végétation est affectée différemment par les différents polluants atmosphériques et cela signifie que les effets du changement de composition atmosphérique ne peuvent pas être uniquement appréhendés en terme d’impact sur le climat global.

L’augmentation du CO2 affecte les terres au travers du climat, mais aussi au travers de l’effet sur la photosynthèse et de l’effet induit de fermeture des stomates qui tend à augmenter le rendement eau de la plante.

Des études observationnelles ont montré un impact direct du CO2 sur les stomates des plantes, qui régulent les flux de vapeur d’eau et de CO2 au niveau de la feuille.

Dans un environnement plus riche en CO2, les stomates réduisent leur ouverture puisqu’ils sont capables de capter du CO2 de façon plus efficace.

En transpirant moins, les plantes accroissent leur efficacité en eau, ce qui affecte de façon conséquente les équilibres énergie et eau à la surface.

Si la transpiration est diminuée, sous fort CO2, le refroidissement du à l’évaporation est plus bas, ce qui peut conduire à de plus hautes températures (Cruz et al. 2009).

Il y a aussi un potentiel pour des impacts positifs significatifs sur les ressources en eau, mais c’est encore le sujet d’un débat actif (Gedney et al. 2006, Piao et al. 2007, Betts et al. 2007).

Par contraste des augmentations de l’ozone de surface ont de forts impacts négatifs sur la végétation en détériorant les feuilles et leur capacité photosynthétique.

Comme conséquence, les augmentations historiques d’ozone de surface ont probablement diminué l’absorption de carbone par les terres au 20^ème siècle.

Sitch et al. (2007) estiment que ce forçage indirect du climat double la contribution de l’ozone au changement climatique.

La pollution par aérosols a aussi un impact direct sur la physiologie des plantes en changeant la nature de la lumière atteignant la surface.

Des émissions d’aérosols en augmentation de 1950 à 1980, issues de la combustion de charbon soufré, ont réduit la quantité de lumière solaire à la surface, ce qui a été décrit comme le « global dimming » (assombrissement global) (Wild et al. 2007).

Puisque les plantes ont besoin de lumière solaire pour la photosynthèse, on aurait pu s’attendre à une réduction du puits de carbone terrestre pendant cette période, mais il n’en fut rien.

Mercado et al. (2009) ont offert une explication basée sur le fait que les plantes sont plus efficaces pour le captage de la lumière solaire si cette dernière est diffuse.

La pollution par aérosols aurait certainement diffusé la lumière solaire, tout en réduisant la quantité totale arrivant au sol.

Il semble que l’effet « fertilisation par lumière diffusée » ait gagné la bataille, amplifiant le puits carbone terrestre d’un quart de 1960 à 2000 (Mercado et al. 2009).

Ceci implique que le puits de carbone déclinera si nous réduisons la quantité de particules atmosphériques.

Ces études récentes depuis l’AR4 militent fortement pour des mesures afin de comparer les différents polluants atmosphériques qui, outre leurs effets sur le réchauffement climatique, impactent les écosystèmes en relation avec la disponibilité en nourriture et eau.

Points clés

Les augmentations de la fréquence des extrêmes de chaleur et des diminutions de la fréquence des extrêmes de froid ont continué et on s’attend à l’amplification de ce phénomène.

On s’attend également à ce que le changement climatique anthropique conduise à des évènements pluvieux extrêmes, avec augmentations des précipitations intenses et des épisodes de sécheresse.

Bien que les futurs changements d’activité cyclonique (au sens « ouragans ») ne puissent encore être modélisés, de nouvelles analyses des données confirment que l’intensité des cyclones tropicaux a augmenté dans les trois dernières décennies, en ligne avec l’augmentation des températures de l’océan tropical.

La plupart des impacts, sur la société et les écosystèmes, dus aux variations et au changement climatiques, surviennent au travers des variations de fréquence ou d’intensité des évènements météorologiques ou climatiques.

L’AR4 concluait que la plupart des changements d’extrêmes observés depuis les années 70, faisaient partie du réchauffement du système climatique.

Ceci incluait des jours chauds plus fréquents, des nuits plus chaudes et plus de vagues de chaleur, moins de jours froids, de nuits froides, et de jours de gel ; des précipitations intenses de plus en plus nombreuses ; des sécheresses plus fortes et plus longues sur de plus grandes zones ; et une augmentation de l’intensité des cyclones dans l’Atlantique nord, mais pas d’augmentation de leur nombre.

Extrêmes de température

Des études récentes ont permis de réaliser plus d'observations d’extrêmes de chaleur et moins d'observations  d’extrêmes de froid.

Elles ont montré, en outre, que ceci était en phase avec ce que l'on attendait de l’augmentation des GES et des aérosols anthropiques à de larges échelles spatiales (CCSP2008a; Meehl et al. 2007a; Jones et al. 2008; Alexander and Arblaster 2009).

Toutefois, aux plus petites échelles, les effets d’usage des sols et de variations des précipitations pouvaient être plus importants (Portmann et al. 2009).

Des augmentations de ces extrêmes de chaleur et des diminutions de ces extrêmes de froid sont attendus pour la plupart des régions du globe, dans le cadre du réchauffement climatique anthropique (CCSP 2008a; Kharin et al. 2007; Meehl et al. 2007a; Jones et al. 2008; Alexander and Arblaster 2009).

extrêmes de précipitations et sécheresses

La recherche post AR4 a également trouvé que les pluies deviendraient plus intenses dans les zones à pluviométrie importante alors que le contenu en vapeur d’eau augmente dans l’atmosphère (Pall et al. 2007; Wentz et al. 2007; Allan and Soden 2008).

Ces conclusions renforcent celles des études précédentes et sont corroborées par le comportement thermodynamique de l’atmosphère.

Toutefois, des changements récents se sont produits plus vite que prévu, augmentant la possibilité de changements futurs plus sévères.

Un exemple d’augmentation récente de précipitations intenses est trouvé dans les Etats-Unis, où la surface avec proportion anormale de jours à précipitation intense a augmenté de façon remarquable.

Alors que ces changements sont compatibles avec le réchauffement du système, il n’a pas été possible de les attribuer au changement anthropique du fait de la très grande variabilité des extrêmes de précipitations (CCSP 2008a; Meehl et al. 2007b; Alexander and Arblaster 2009).

Des augmentations de sécheresse depuis les années 70 ont été observées(Sheffield and Wood 2008), ce qui est compatible avec la diminution des précipitations sur les terres dans certaines bandes de latitude, diminution attribuée au changement anthropique (Zhang et al.2007).

L’intensification du cycle hydrologique global avec le changement climatique anthropique va mener à plus d’extrêmes de précipitations dans les régions humides et à plus de sécheresses dans les régions sèches.

Les études actuelles suggèrent que les précipitations intenses augmentent de 5 à 10% par degré de  réchauffement, suivant ainsi la variation du contenu en vapeur d’eau.

Cyclones tropicaux

(Katrina: image NASA)

L’AR4 avait montré une tendance à la hausse, substantielle, de la sévérité des cyclones tropicaux (ouragans et  typhons) depuis les années 70, caractérisée par une une durée et une intensité plus grandes, fortement corrélées à aux températures de l'océan tropical.

Il concluait qu’une future augmentation de l’intensité était attendue.

Plusieurs études, depuis, ont rendu plus évidente encore l’augmentation de l’intensité des ouragans pendant les dernières décennies. Hoyos et al. (2006) ont décelé une augmentation globale du nombre de cyclones de catégories 4 et 5, et ils ont établi que l’augmentation des températures de l’océan en était la cause dominante.

Le réchauffement des SST tropicales a aussi été relié à l’intensité croissante des cyclones et à une augmentation de leur nombre dans certains bassins comme l’Atlantique nord (Mann and Emanuel 2006; Emanuel et al. 2008; Mann et al. 2009).

Le débat scientifique, concernant la qualité des données, a continué, concernant spécifiquement la question du nombre de cyclones non détectés avant la période d’observations satellitaires.

Mann et al. (2007) ont conclu qu’un tel sous comptage n’aurait pas pu être assez grand pour remettre en question l’augmentation récente de l’activité cyclonique et sa connexion avec le réchauffement de l’océan.

Une nouvelle analyse complète des données satellite depuis 1980 (Elsner et al. 2008) confirme une augmentation globale du nombre de cyclones de catégories 4 et 5 ; ils ont trouvé qu’une augmentation de la température globale de 1°C correspondait à 30% d’augmentation de ces tempêtes.

Alors que l’évidence a raffermi considérablement l’hypothèse que le réchauffement récent était associé à de cyclones plus forts, des études de modélisation (e.g. Emanuel et al. 2008; Knutson et al. 2008, Vecchi et al. 2008) ont montré que nous n’avions pas encore une capacité suffisamment robuste pour prédire les changements futurs d’activité cyclonique.

Autres évènements météo sévères

L’AR4 avait conclu qu’il n’y avait pas assez d’études pour faire un point des observations et prévisions des évènements violents de petite échelle.

Cependant, une recherche récente a montré qu’une fréquence accrue d’orages violents dans quelques régions, notamment dans les tropiques et le sud-est des US était attendue suite au  futur réchauffement climatique  (Trapp et al. 2007; Aumann et al. 2008; Marsh et al. 2009; Trapp et al. 2009).

De plus, il y a eu augmentation de la fréquence et de l'intensité des incendies de forêt dans des régions de type méditerranéen (Espagne, Grèce, Californie du sud, Australie du sud-est) et il est prévu que le réchauffement climatique entraînera une intensification de ces phénomènes (Westerling et al. 2006; Pitman et al. 2008).

résumé

Les enregistrements de  température, d’humidité, et des précipitations, montrent une empreinte distincte qui ne peut être expliquée par des phénomènes autres que l’augmentation des concentrations de gaz à effet de serre (GES) dans l’atmosphère

Toutes les années de ce siècle (2001-2008) ont été parmi les 10 années les plus chaudes depuis les relevés expérimentaux, malgré une irradiance solaire relativement faible au cours des dernières années passées.

Les températures atmosphériques globales maintiennent une forte croissance depuis les années 70 (0.6°C environ) en accord avec les attentes de réchauffement induit par l’effet de serre.

enregistrements de température globale

la tendance du réchauffement atmosphérique continue de monter malgré le fait que 2008 ait été plus froide que 2007 (fig3).

Pour la période des dernières 25 années le GIEC indiquait 0.177+-0.052°C/décennie (données HadCRUT) pour la période finissant en 2006.

En incluant 2007 et 2008 la tendance est maintenant de 0.187+-0.052°C/décennie.

la récente tendance est donc en ligne avec un réchauffement climatique en cours et avec les prévisions du GIEC.

la variabilité interannuelle n’intervient pas dans la tendance long terme.

Par exemple, en 2008, la combinaison de la Niña et de la baisse d’activité solaire a entraîné un creux dans la température moyenne globale.

Sans l’effet de serre anthropique  cette combinaison aurait contribué à l’obtention d’une année parmi les plus froides de l’ère instrumentale, alors qu’en fait elle fut en 9ème position des plus chaudes.

La plus récente moyenne décennale est supérieure à la précédente et le réchauffement long terme est clair et sans ambiguité.

Le réchauffement est-il naturel ou induit par l’Homme?

Lean and Rind (2008) ont analysé le rôle des facteurs naturels depuis 1889 versus l’influence anthropique.

ils ont trouvé que le soleil avait contribué pour 10% au réchauffement du dernier siècle dont une part négligeable dans le dernier quart, soit moins que dans leurs derniers travaux.

Aucune littérature scientifique crédible n’a été publiée depuis l’AR4 qui supporte des théories alternatives pour expliquer le réchauffement.

Le réchauffement se produit il plus haut dans l’atmosphère ?

l’AR4 notait une incertitude persistante dans les tendances de température des parties les plus basses de l’atmosphère.

La plupart des données disponibles alors, montraient un trend plus faible que prévu dans la région de la haute troposphère tropicale soit de 10 à 15 km de la surface dans les zones subtropicales.

Cependant les observations souffraient d’une certaine instabilité à ces altitudes.

Depuis, les chercheurs ont mis au point des analyses des mêmes données, en utilisant des techniques plus rigoureuses, et développé une nouvelle méthode d’obtention des températures par les observations des vents (Allen and Sherwood 2008)

Les nouvelles estimations indiquent une tendance plus grande que les précédentes.

Considérées globalement, elles enveloppent maintenant les estimations des modèles (Thorne 2008).

Ceci résout une ambiguité significative exprimée dans l’AR4 (Santer et al. 2008).

Vapeur d’eau , précipitations et cycle hydrologique

De nouvelles recherches et  observations ont résolu la question de savoir si un climat plus chaud conduit à une atmosphère contenant plus de vapeur d’eau qui pourrait elle-même ajouter de l’effet de serre et amplifier le réchauffement.

La réponse est oui.

La rétroaction positive a été détectée : la vapeur d’eau devient plus abondante dans une atmosphère plus chaude (Dessler et al.2008)

Les satellites montrent que la teneur en vapeur d’eau s’est élevée au dessus des océans depuis 1998, les émissions humaines de GES en étant la cause (Santer at al. 2007)..

Aucune étude n’était citée dans l’AR4 liant les enregistrements de précipitations au changement anthropique du climat sur une échelle cinquantenaire.

Maintenant ces enregistrements  peuvent être reliés.

Par exemple, Zhang et al. (2007) ont trouvé que les précipitations s’étaient réduites dans les régions subtropicales de l’hémisphère nord mais avaient augmenté dans les moyennes latitudes et que ceci pouvait être attribué au réchauffement global anthropique.

Les modèles prévoient que de telles tendances s’amplifieront avec l’augmentation des températures.

Des recherches récentes ont également mis en évidence que les pluies devenaient plus intenses dans les régions déjà pluvieuses alors que le contenu en vapeur d’eau augmentait (Wentz et al. 2007; Allan and Soden 2008).

Leurs conclusions renforcent les études précédentes.

Toutefois, des changements récents se sont produits même plus vite que prévu, augmentant la possibilité que les changements futurs soient plus sévères qu'annoncés.

C’est un thème commun de cette science récente : les incertitudes présentes dans l’AR4, une fois résolues, montre un changement plus rapide et plus sensible que cru précédemment.

le réchauffement a-t-il ralenti récemment ou fait-il une pause ?

Non, il n’y a pas d’indication dans les données d’un ralentissement ou d’une pause dans le réchauffement anthropique.

Le réchauffement est entièrement consistant avec la tendance de 0.2°C/décennie anthropique superposée à la variabilité court terme.

La plupart de ces oscillations sont dues à des oscillations internes telles El Niño , la variabilité solaire (cycle de 11 ans) et les éruptions volcaniques.

Si l’on regarde des périodes de 10 ans ou moins de telles variations court terme peuvent surpasser le réchauffement anthropique.

Par exemple les El Niño typiques font varier la température globale de 0.2°C  sur peu d’années alors que la variabilité solaire fait varier la température globale de 0.1°C sur 5 ans (Lean and Rind 2008)

Avec raison, le GIEC a choisi 25 ans comme la période la plus courte montrée dans les enregistrements de température, et, sur cette période, les tendances sont en très bon accord avec le réchauffement anthropique attendu.

Néanmoins, le refroidissement global ne s’est pas produit contrairement à ce que clament certains groupes de pression relayés par les médias.

Les données de température globale de la NASA  indiquent que les dernières tendances des dernières décennies (1990-1999, 1991-2000, et ainsi de suite) ont toutes été comprises entre 0.17 et 0.34°C/décennie, avec la plus récente, 1999-2008, égale à 0.19°C/décennie.

Les données du Hadley Centre montrent récemment des tendances plus faibles (0.11°C pour 1999-2008), ce qui est principalement du au fait que ces données n’incluent pas l’Arctique, qui s’est considérablement réchauffé ces dernières années.

Il est peut-être à noter que des records de température ont été battus malgré la très basse irradiance solaire de ces 3 dernières années.

Par exemple, mars 2008 a été le mois de mars le plus chaud sur les terres jamais mesuré.

juin et août 2009 ont vu les températures les plus chaudes jamais relevées dans l’hémisphère sud pour ces mois.

Les températures de surface en 2009 ont battu le record sur 3 mois consécutifs (juin, juillet août)

Les années 2007, 2008 et 2009 ont vu les plus faibles extensions estivales de banquise arctique jamais enregistrées, et, pour la première fois de mémoire d’homme, le passage du nord-ouest et le passage nord-est ont été ouverts simultanément.

Chaque année de ce siècle a été dans le top ten des 10 années les plus chaudes depuis que les enregistrements instrumentaux ont commencé.(fig4)

L’activité solaire ou un autre processus naturel peut il expliquer le échauffement global?

Non. L’irradiance solaire est restée constante au cours de ces 50 dernières années excepté le cycle de 11 ans.

En fait elle a légèrement décliné au cours de cette période.

En sus, pendant les trois dernières années, le soleil a atteint un minimum d’activité jamais relevé depuis que les mesures satellitaires ont commencé. (Lockwood and Fröhlich 2007,2008).

Mais cet effet était, sur le long terme, 10 fois plus faible que l’effet de l’augmentation des GES.

Les hivers se sont réchauffés plus rapidement que les étés, et les minima nocturnes plus que les maxima des jours.(le terme « jour » est  à prendre par opposition au le terme «  nuit ») exactement à l’opposé de ce qui se serait passé si le soleil en avait été à l’origine.

D’autres facteurs naturels, comme l’ENSO et les éruptions volcaniques, expliquent le court mais pas le long terme.

points clés

Les émissions de CO2 par combustion de carbone fossile ont été en 2008, de 40% supérieures à celles de 1990, avec une accélération d’un facteur 3 au cours des dernières 18 années.

Ces émissions sont très proches des plus hauts scénarios considérés par le GIEC.

La part de ces émissions absorbée par les terres et les océans a probablement diminué d’environ 5% au cours des 50 dernières années.

émissions de CO2

L’augmentation annuelle des émissions est passée de 1% par an dans les années 90, à 3.4%/an entre 2000 et 2008.(voir fig1)

La croissance accélérée des émissions a été due principalement à la croissance économique des pays en développement  particulièrement la Chine, en partie au développement du trafic de marchandises (Peters and Hertwich 2008), et au ralentissement des précédentes améliorations de l'efficacité énergétique de l'économie globale (Raupach et al. 2007).

Par contre les émissions par utilisation des sols ont été relativement constantes.

Les prévisions préliminaires pour 2009 font apparaître une baisse des émissions en 2009, mais c’est un effet temporaire résultant de la récession globale et pas un signe de la transformation requise pour stabiliser les GES dans l’atmosphère.

Concentration en CO2

La concentration en CO2 a atteint 385ppm en 2008 soit 105 ppm de plus que le niveau préindustriel (fig2).

La concentration actuelle est plus élevée qu’au cours des 800000 dernières années et potentiellement depuis 3 à 20 millions d’années. (Luthi et al. 2008; Tripati et al. 2009; Raymo et al.1996)

La concentration en CO2 a augmenté de 1.9ppm/an entre 2000 et 2008 comparé à 1.5ppm/an dans les années 90.

Cette augmentation est 10 fois plus élevée que la plus haute augmentation mesurée dans les carottes glaciaires.

De telles augmentations seraient discernables si elles s’étaient produites dans les 22000 dernières années (Joos and Spahni 2008).

Méthane

La concentration en méthane a atteint 1800 ppb (parties par milliard) en 2007 (Rigby et al. 2008) (voir fig2).

La distribution spatiale montre que l’augmentation dans l’hémisphère nord a joué un rôle et pourrait dominer le signal global.

Mais la source de l’augmentation est inconnue.

Les émissions industrielles ne sont pas disponibles car difficiles à quantifier.

Les réservoirs naturels peuvent émettre du CH4 lors d’un réchauffement, comme cela a été observé en Suède provenant de le fonte du permafrost (ou pergélisol).

Mais il n’existe pas de mise en évidence de  connexion à grande échelle de ce processus avec l’augmentation récente de méthane.

Si l’augmentation était due au réchauffement ce processus amplifierait le réchauffement climatique dans l’avenir..

Puits de carbone et vulnérabilité future

Les réservoirs océanique et terrestre (les puits) ont continué à absorber plus de la moitié des émissions totales de CO2.

Toutefois la fraction des émissions absorbée a probablement diminué d’environ 5% (de 60 à 55%) dans les 50 dernières années. (Canadell et al. 2007)

L’incertitude est grande étant donnée la forte variabilité interannuelle et l’incertitude des émissions dues à l’usage des sols.

La réponse des puits à la variabilité climatique et au changement climatique récent peut entrer en ligne de compte dans la décroissance de l’efficacité des puits suggérée par les observations (Le Quéré et al. 2009).

Une décroissance à long terme de cette efficacité amplifierait le réchauffement climatique en laissant plus de CO2 dans l’atmosphère.

Plusieurs études ont montré une décroissance récente de l’efficacité du puits océanique.

L’océan austral n’a pas augmenté sa prise de CO2 depuis 1981, malgré une augmentation importante de la teneur en CO2 de l’atmosphère. (Le Quéré et al. 2007; Metzl 2009;Takahashi et al. 2009)

Ce comportement a été attribué à un renforcement des vents dans cette région, lui-même conséquence probable de la diminution de la couche d’ozone. (Lovenduski et al. 2008).

De façon similaire l’Atlantique nord a vu sa prise de CO2 réduite de 50% depuis 1990 (Schuster et al. 2009), bien qu’une partie de la diminution soit attribuable à la variabilité naturelle (Thomas et al. 2008).

La vulnérabilité future des puits de carbone n’a pas été revue depuis l’AR4.

Notre compréhension actuelle indique que les puits naturels du CO2 perdront en efficacité et le puits terrestre pourrait même être émetteur de CO2 (Friedlingstein et al. 2006).

Les modèles prévoient que la réponse des puits pourrait amplifier le réchauffement climatique de 5 à 30%.

Les observations disponibles sont insuffisantes pour donner de plus grandes certitudes mais elles n’excluent pas le haut de la fourchette de l’amplification prévue par les modèles (Le Quéré et al. 2009).

prochain chapitre: l'atmosphère

Le diagnostic de Copenhague vient de sortir.

en voici le résumé (le détail sera décrit dans de prochains articles)

Les émissions de gaz à effet de serre ont été, en 2008 supérieures de 40% à celles de 1990.

Il y a 25% de "chances" que nous dépassions le seuil de 2°C d’augmentation de température, si nous stabilisons les émissions à leur niveau actuel pendant 20 ans, avec zéro émission à partir de 2030.

Les températures ont augmenté de 0.19°C/décennie pendant les 25 dernières années même en incluant 2008.

Il n'y a pas de refroidissement pendant les 10 dernières années et le ralentissement est tout à fait explicable (comme maintes fois démontré ici)

On constate une accélération de la fonte des inlandsis et des glaciers.

On constate un déclin plus rapide que prévu de la banquise arctique

L'augmentation courante du niveau de la mer a été sous estimée

Forte révision de l’élévation du niveau de la mer prévue en 2100 suivant les scénarios.

Des niveaux supérieurs de 1 à 2m à l’actuel sont, pour la première fois, envisagés.

Des retards dans l’action peuvent amener des changements irréversibles.

L’action sur les émissions doit être réalisée très bientôt, si on veut éviter les 2°C.

Le pic d’émissions doit avoir lieu entre 2015 et 2020.

En 2050, la consommation par habitant devra être d’une tonne de CO2 soit 80 à 95% de celle des nations développées en 2000.

voilà c'est tout pour le moment, les pendules semblent remises à l'heure pour Copenhague.

bonne lecture.