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Roue de la fortune mondiale
Pendant des années, Ronald Prinn, ScD '71, avait regardé les yeux des décideurs politiques se glacer lorsqu'il leur a présenté des preuves alarmantes du changement climatique causé par l'homme. Alors naturellement, le professeur de sciences atmosphériques a été agréablement surpris lorsqu'il a appris en octobre que le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat partagerait le prix Nobel de la paix 2007 avec Al Gore pour documenter et sensibiliser au réchauffement climatique.
La reconnaissance du changement climatique comme un problème vital a été longue à venir. Mais des mesures sont enfin prises, grâce aux nombreux scientifiques qui ont passé des années à recueillir et à interpréter des données et à faire connaître leur importance. Cette action comprend une nouvelle pression des membres du Congrès américain pour adopter une législation visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre.
En tant que directeur du Center for Global Change Science du MIT, Prinn a joué un rôle clé en attirant l'attention du public sur le changement climatique. Son expérience avancée sur les gaz atmosphériques mondiaux (AGAGE) célèbre sa 30e année de surveillance des composés appauvrissant la couche d'ozone (y compris les chlorofluorocarbures autrefois largement utilisés dans les aérosols) et des gaz à effet de serre comme le méthane. Et un programme qu'il a fondé en 1991 avec le professeur de la Sloan School Henry Jacoby, un économiste, a amené des scientifiques physiques et sociaux à une collaboration inhabituellement étroite et continue avec des environnementalistes pour créer des modèles climatiques qui tiennent compte des causes humaines et des coûts du réchauffement climatique. Ils essaient également de comprendre ce qui doit être fait pour l'atténuer ou l'arrêter. L'un des premiers défenseurs de l'intégration de la science dans les politiques publiques, Prinn a témoigné devant le Congrès et a été l'auteur principal du rapport 2007 du groupe d'experts sur le climat, lauréat du prix Nobel.
Lorsque lui et Jacoby ont lancé le projet de modélisation, dit Prinn, ils ont été confrontés à des questions fondamentales : pourrions-nous jamais prévoir le climat de manière crédible ? Et quelle était la meilleure façon de prendre en compte l'activité humaine ? Certains collègues pensaient que c'était fou de s'attaquer à une tâche aussi complexe, se souvient Prinn. Même lui considérait l'entreprise chimérique. Mais pour lui, c'était un devoir moral. Si vous obtenez un financement pour étudier la planète Terre et que vous pouvez aider à la prise de décision, vous devriez le faire, insiste-t-il.
Ce qui est inhabituel chez Ron par rapport à de nombreux autres scientifiques, dit Jacoby, [c'est que] dès le début, il a compris que la science, pour être vraiment utile, devait être intégrée à la politique publique, et il était prêt à consacrer temps et d'énergie à cet aspect du travail. Il y a beaucoup de bons scientifiques dans le monde. Mais peu d'entre eux sont doués pour ce genre de travail collaboratif.
Prinn a vu ses collègues adopter l'idée d'une modélisation qui inclut des apports de nombreux domaines de recherche, y compris les sciences sociales. Et il a vu le public s'inquiéter du réchauffement climatique prédit par ces modèles. C'est intéressant de voir l'évolution, dit-il.
Lorsque Prinn était étudiant diplômé au MIT à la fin des années 1960, seuls quelques scientifiques dans le monde étudiaient la chimie de l'atmosphère terrestre. Le programme spatial en était à ses balbutiements et Prinn a obtenu son doctorat en chimie en étudiant les atmosphères d'autres planètes : la composition des nuages de Jupiter, la photochimie de Vénus. Il a été nommé professeur adjoint en météorologie au MIT au moment où il a soutenu sa thèse en 1971.
Ce qui a aiguisé son intérêt pour l'atmosphère de notre propre planète, dit-il, c'est son travail dans les années 1970 sur la modélisation de l'impact environnemental de l'avion supersonique proposé par Boeing. Afin de dépasser la vitesse du son, le Boeing 2707 aurait survolé l'air raréfié de la couche d'ozone. Mais les moteurs auraient produit de l'oxyde nitrique, dont les chimistes savaient qu'il détruit l'ozone. Prinn et d'autres chercheurs du MIT ont mis en place une simulation informatique démontrant les risques qu'une flotte d'avions supersoniques ferait peser sur la couche d'ozone, qui protège la planète des rayons ultraviolets du soleil. Les plans de construction de la flotte ont finalement été abandonnés pour diverses raisons, mais le travail est resté avec lui. Je me suis intéressé à la chimie atmosphérique sur Terre, dit-il.
En 1974, les futurs lauréats du prix Nobel Sherwood Rowland et Mario Molina (qui deviendra professeur au MIT) ont publié leurs travaux fondateurs décrivant comment les chlorofluorocarbures inertes (CFC) largement utilisés dans les systèmes de réfrigération et les bombes aérosols pourraient atteindre la couche d'ozone, où les rayons ultraviolets pourraient déloger molécules de chlore hautement réactives qui pourraient catalyser la décomposition de l'ozone. À l'époque, cependant, Rowland et Molina n'avaient aucune preuve directe que cela se produisait. Leurs travaux laissèrent les chimistes alarmés : si peu de choses étaient connues sur la chimie de l'atmosphère, et en particulier sur les effets des gaz artificiels sur celle-ci. Personne ne savait quel pourrait être le cycle de vie de ces gaz ou si la couche d'ozone était en fait en train de se décomposer. Les CFC ont-ils vraiment persisté dans l'atmosphère et se sont rendus dans la couche d'ozone ? Comment les produits chimiques naturels hautement réactifs appelés radicaux hydroxyles interagissaient-ils avec les émissions artificielles ?
Ces questions ont incité Prinn à lancer, en 1978, un projet à grande échelle pour mesurer et modéliser la chimie de l'atmosphère terrestre. AGAGE surveille en permanence le taux d'émission et la persistance de 45 gaz à effet de serre et appauvrissant la couche d'ozone, notamment les CFC, les radicaux hydroxyles, le méthane et l'oxyde nitreux. Il mesure également les niveaux mondiaux de tous les gaz réglementés par les protocoles de Kyoto et de Montréal (à l'exception du dioxyde de carbone, qui est surveillé par une agence gouvernementale américaine). Les résultats des détecteurs du projet sur cinq sites côtiers à travers le monde montrent la répartition régionale de ces gaz et permettent aux chercheurs et aux gouvernements de surveiller d'où ils proviennent et où ils vont. Les résultats sont affichés en ligne.
Dans les années 1960, la pollution atmosphérique régionale était l'intérêt majeur de la surveillance atmosphérique et de la science ; la surveillance mondiale n'était vraiment le domaine que de quelques scientifiques, se souvient Paul Fraser, qui dirige le groupe de recherche sur l'atmosphère changeante de l'agence scientifique nationale australienne, la Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation. (L'un de ces rares était Charles Keeling de Caltech, qui avait commencé à surveiller en continu les niveaux de dioxyde de carbone atmosphérique à Mauna Loa, HI, en 1958.)
La grande contribution de Ron a été d'élargir l'idée que nous devions regarder la Terre globalement, non seulement pour le CO2, mais pour tout les gaz importants pour le changement climatique et l'appauvrissement de la couche d'ozone, dit Fraser. C'était un grand changement d'orientation dans l'endroit où la science passionnante se faisait. Son travail a conduit à une expansion majeure des efforts des agences de recherche du monde entier pour étudier le problème mondial ainsi que pour maintenir des études régionales sur la pollution.
L'industrie chimique a accepté de financer le projet AGAGE pendant trois ans, dit Prinn, parce que les entreprises voulaient savoir comment elles affectaient l'environnement. Les sociétés ont fourni des informations sur la production et les ventes de gaz, et au bout de trois ans, les scientifiques avaient fourni la preuve que les CFC persistaient effectivement pendant une longue période et avaient le potentiel de causer une grave destruction de l'ozone. Les découvertes ont été confirmées de façon spectaculaire en 1985, lorsqu'un trou a été repéré dans la couche d'ozone au-dessus de l'Antarctique. Nous savions qu'il y avait des augmentations rapides de ces gaz et que les humains jouaient un rôle énorme, voire exclusif, dans l'appauvrissement de la couche d'ozone et les émissions de gaz à effet de serre, explique Prinn. Reconnaissant la valeur de la surveillance à la fois de ces produits chimiques dangereux à longue durée de vie et des gaz naturellement présents dans l'atmosphère, la NASA est devenue le principal bailleur de fonds du projet.
En 1988, l'année après que le Protocole de Montréal a commencé à éliminer progressivement les CFC dans les pays industrialisés, le problème climatique prenait de l'ampleur, dit Prinn. Il est devenu si grand que Prinn n'a plus eu le temps de continuer à étudier la chimie extraterrestre : les planètes sont tombées sur le côté et j'ai commencé à me concentrer sur le climat mondial. Lui et Thomas Jordan, alors chef du département des sciences de la terre, de l'atmosphère et des planètes, ont créé le Center for Global Change Science en 1990 pour étudier comment les océans, les terres et l'atmosphère interagissent pour déterminer le climat terrestre.
Mais les travaux du centre n'ont pas pris en compte la manière dont l'activité humaine contribuait au changement climatique. Ainsi, en 1991, dans l'espoir de combiner les travaux des climatologues avec ceux des économistes et autres spécialistes des sciences sociales, Prinn s'est associé à Jacoby pour lancer le programme conjoint sur la science et la politique du changement global. À cette époque, [si vous étiez] un scientifique, vous impliquer dans la politique pourrait vous entacher, dit Prinn. Il soupçonne que lorsqu'il a commencé le programme conjoint, certains de mes collègues pensaient que j'étais allé à la dérive.
En effet, le problème qu'ils avaient abordé était complexe. Le projet principal du programme est une simulation informatique appelée MIT Integrated Global Systems Model, qui peut, entre autres, prédire l'augmentation de la température moyenne mondiale au fil du temps. Il s'appuie sur des informations sur des variables telles que la croissance économique mondiale, la croissance de la population mondiale, les changements technologiques, les émissions de gaz à effet de serre et la dynamique géologique, océanographique et atmosphérique. Les chercheurs ont utilisé le mégamodèle pour évaluer l'impact potentiel sur la température de la planète des principales factures d'énergie débattues au Congrès et pour déterminer l'impact des technologies énergétiques alternatives sur le produit intérieur brut des États-Unis.
La recherche sur le climat est comme un orchestre, dit Prinn. Pour faire de la bonne musique, il faut que toutes ces choses jouent ensemble. Il a fallu cinq ans de répétitions pour intégrer les modèles économiques et climatiques dans un outil de recherche unifié. Nous regardions la terre entière : climat, santé humaine, agriculture, économies, dit-il. Nous savions que les prédictions seraient incertaines, nous avons donc décidé de donner les chances de résultats particuliers en fonction de choix particuliers.
Gérer l'incertitude signifie effectuer des centaines et des centaines d'exécutions du modèle avec différentes hypothèses, explique Prinn. Par exemple, le modèle fait des hypothèses sur des facteurs économiques tels que la productivité et l'innovation pour prédire les émissions industrielles de gaz à effet de serre. Les chercheurs examinent ensuite les résultats et évaluent à quel point chacun peut être probable et dangereux.
Depuis 1999, Prinn, Jacoby et leurs collaborateurs ont publié de nombreux articles scientifiques basés sur les prédictions du modèle. Et pour faire passer le mot au public et aux législateurs, ils ont fabriqué une paire de roues de jeu pour représenter les probabilités d'une gamme d'augmentations de température au cours des cent prochaines années. Comme les versions verticales de la roue utilisée sur Roue de la Fortune , chacun est un diagramme circulaire en rotation. Une roue suppose aucun changement de politique, et l'autre suppose que le protocole de Kyoto - qui appelle à réduire les émissions de dioxyde de carbone et de cinq autres gaz à effet de serre - est mis en œuvre d'ici 2010 par tous les pays qui l'ont initialement accepté. Cela suppose également l'adoption de politiques plus agressives qui réduisent les émissions mondiales de gaz à effet de serre à moins du double de leurs niveaux préindustriels d'ici 2100. (Voir Quelle roue préférez-vous faire tourner ? ci-contre.)
Dans les discours publics, Prinn fait la démonstration des deux roues et demande combien le public, avec 100 000 $ à jouer, paierait pour une politique énergétique qui leur permettrait de faire tourner celle avec les résultats les plus favorables. La réponse, dit-il, a tendance à se situer autour de 10 000 $. L'argent est entièrement hypothétique, bien sûr, mais Prinn dit que ses enquêtes informelles révèlent que le public est prêt à investir de l'argent à court terme afin de réduire le risque de changement climatique catastrophique. Et l'investissement requis pourrait s'avérer étonnamment faible. Selon une étude britannique achevée l'année dernière, la mise en œuvre de politiques qui atténuent le changement climatique ne coûterait que 1 % du produit intérieur brut mondial.
Les gens sont habitués à faire face à l'incertitude, dit Prinn. Ils sont habitués à penser à changer leurs habitudes et à payer pour quelque chose même lorsqu'ils savent que le résultat qu'ils souhaitent n'est pas garanti. Par exemple, un patient informé d'un risque de crise cardiaque supérieur de 50 % à la moyenne ne refusera probablement pas de payer pour des médicaments contre le cholestérol simplement parce qu'une espérance de vie particulière ne peut être promise.
En ce moment, dit Prinn, les ordinateurs ronronnent, travaillant à plein temps pour faire un nouvel ensemble de calculs qui intègrent de nouvelles découvertes sur, entre autres, la capacité des océans à absorber la chaleur. Les océans ralentissent le réchauffement, mais pas autant que nous le pensions, dit-il. Cela aurait été merveilleux si la science avait conclu que ce n'est pas une si mauvaise situation, mais c'est la nature de notre recherche. Nous laissons tomber les résultats là où ils peuvent. Les scientifiques du MIT refont maintenant les rouages pour décrire une situation plus urgente.
Prinn est convaincu que les États-Unis ne peuvent plus attendre pour atténuer le changement climatique, et il n'entretient qu'un optimisme prudent quant au fait qu'ils agiront assez rapidement. J'ai une attitude d'attente et d'espoir quant à ce que [les changements de politique] pourraient arriver pour résoudre ce problème, dit-il. La sécurité énergétique se profile [de plus en plus grande]. Ce sont des problèmes qui préoccupent les libéraux et les conservateurs. Au sein du milieu universitaire, les étudiants conduisent le changement, dit-il. Les jeunes ne sont pas des climato-sceptiques.
Quelle roue préférez-vous faire tourner ?
Parier sur la température de la planète si nous plafonnons ou non les émissions de gaz à effet de serre.
Le programme conjoint du MIT sur la science et la politique du changement global a créé une paire de roues de jeu en rotation pour démontrer l'impact potentiel des politiques conçues pour atténuer le réchauffement climatique. Les chercheurs du programme ont estimé la probabilité d'augmentations de la température moyenne mondiale négligeables, modérées et dramatiques entre 1990 et 2100 si les signataires originaux du protocole de Kyoto (y compris les États-Unis) adoptent ses dispositions d'ici 2010 ou avant et mettent en œuvre des politiques encore plus strictes réduisant les émissions à moins que doubler leurs niveaux préindustriels d'ici 2100. Ils ont également calculé les probabilités en supposant qu'il n'y ait aucun changement de politique et ont créé des graphiques circulaires montrant la probabilité de diverses augmentations de la température mondiale dans les deux scénarios. (Chaque morceau de tarte représente une plage d'augmentations de température ; sa taille reflète sa probabilité.)
La roue sans capuchon n'a qu'un éclat représentant une augmentation de température de moins de 1 ºC; si la roue tourne, il n'y a que 4,1% de probabilité (1 chance sur 24) qu'elle s'arrête là. Les chances d'atterrir sur le coin montrant une augmentation supérieure à 5 ºC sont d'environ 1 sur 26, soit 3,8 %.
Dans le scénario de plafonnement, un réchauffement plus doux est plus probable ; les deux plus grandes augmentations de température de la roue sans capuchon ne sont pas incluses. La plus forte augmentation, supérieure à 3 ºC, représente une probabilité d'environ 1 sur 29, ou 3,5 %. Les probabilités d'augmentations plus modérées sont bien meilleures : 1 sur 6, ou 15,8 %, pour moins de 1 °C et 36 % pour entre 1 et 1,5 °C.
Cependant, les deux roues doivent faire l'objet de révisions qui donnent à réfléchir, compte tenu des nouvelles découvertes selon lesquelles les océans ne ralentissent pas le réchauffement climatique autant qu'on le pensait auparavant.
