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Un nouveau modèle puissant pourrait rendre les estimations du réchauffement climatique moins vagues
L'une des principales sources d'incertitude climatique est le comportement des nuages. Le physicien de Caltech Tapio Schneider essaie de nous donner quelques réponses.
24 avril 2019
Photo de Tapio Schneider Ryan Jeune
La gravité et la rapidité du changement climatique dépendront de la quantité de gaz à effet de serre que nous émettons dans le ciel, mais aussi de la sensibilité du climat à ces gaz.
Une incertitude concerne la réaction des nuages lorsque l'atmosphère se réchauffe. Tapio Schneider, climatologue à Caltech, et ses collègues de Caltech, de la Naval Postgraduate School, du JPL et du MIT construisent un modèle climatique qui utilisera l'apprentissage automatique, une informatique puissante et des pétaoctets de données pour aider à résoudre certaines des inconnues autour comment, pourquoi et où les nuages se forment, produisent des précipitations ou se dissipent. L'objectif : réduire de moitié l'incertitude des prédictions actuelles de l'impact du dioxyde de carbone sur la planète.
Cette histoire faisait partie de notre numéro de mai 2019
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La journaliste scientifique Mallory Pickett s'est entretenue avec Schneider pour savoir comment ses recherches y parviendront et pourquoi c'est important.
Quel est le degré d'incertitude des modèles climatiques actuels ?
Il existe une mesure appelée sensibilité climatique. C'est l'augmentation de la température de surface moyenne globale que vous obtenez après avoir doublé les concentrations de CO2 et laissé le système s'équilibrer. Avec les modèles climatiques actuels, la sensibilité climatique pour doubler le CO2 se situe quelque part entre deux degrés [Celsius] de réchauffement jusqu'à cinq degrés de réchauffement.
Quelles sont les implications ?
Prenez l'objectif des deux degrés de l'accord de Paris. Nous avons déjà eu environ un degré de réchauffement, il reste donc un degré à parcourir. Combien de CO2 de plus pouvons-nous mettre dans l'atmosphère avant d'avoir réchauffé la Terre d'un autre degré ?
Pour un modèle qui a une sensibilité climatique d'environ deux degrés, vous pouvez atteindre des concentrations de CO2 de près de 600 parties par million. Nous sommes à 410 parties par million, donc même si nous continuons à émettre beaucoup, nous n'atteindrons pas 600 avant 2060 environ. Dans un modèle qui a une sensibilité climatique plus proche de cinq degrés, [un degré de plus nécessite] environ 480 ppm, donc il ne reste plus qu'environ 70. C'est quelque chose que nous atteindrons dans les deux prochaines décennies.
Pourquoi l'incertitude ?
Les incertitudes sur les nuages, et plus particulièrement sur les nuages bas sous les tropiques, constituent le facteur le plus important. Les nuages bas au-dessus des océans tropicaux reflètent la lumière du soleil parce qu'ils sont blancs, ce qui refroidit la Terre. Nous ne savons pas si nous en aurons plus ou moins à mesure qu'il se réchauffe, et c'est la principale incertitude des prévisions climatiques.
Un autre élément important est la quantité de carbone extraite par la biosphère. À l'heure actuelle, seulement environ la moitié du carbone émis par les humains se retrouve dans l'atmosphère. Le reste est occupé par les océans et la biosphère terrestre, et nous ne savons pas trop où il va.
Ryan Jeune
S'il y a tant d'incertitude, savons-nous vraiment que les choses vont mal tourner avec beaucoup de CO2 ?
Lorsque vous mettez plus de CO2 ou d'autres gaz à effet de serre dans l'atmosphère, ils absorbent le rayonnement thermique. Ce qui se passe si vous mettez plus de ces gaz à effet de serre dans l'atmosphère, c'est que toutes choses étant égales par ailleurs, vous devriez réchauffer la surface. La physique de cela est complètement claire, incontestée par tout scientifique sérieux.
Là où les incertitudes entrent en jeu, c'est de dire, eh bien, combien va-t-il faire plus chaud? Que deviennent ces petits nuages ? Ils réfléchissent beaucoup de soleil. Si nous en obtenons plus et que plus de lumière solaire sera réfléchie, le réchauffement sera moindre. Si vous en obtenez moins, vous avez un effet de rétroaction amplifiant où vous obtenez plus de réchauffement.
Les choses sont-elles pires que prévu ?
Je pense que les preuves de ces dernières années - par exemple, des études sur les variations des nuages au cours des dernières décennies - indiquent davantage une plus grande sensibilité au climat.
L'objectif est de réduire de moitié certaines de ces incertitudes. Comment feras-tu cela?
Nous voulons utiliser les données dont nous disposons : les téraoctets par jour provenant des satellites. Nous voulons assimiler ces données dans le modèle. C'est une tâche informatique difficile, mais c'est faisable maintenant et vous donnera un modèle qui simule mieux un climat actuel.
Si la sensibilité climatique est élevée, à quel point devrions-nous nous inquiéter ?
Je serais très inquiet. Cela signifierait des chaleurs extrêmes plus élevées, surtout en été. Cela signifie des précipitations plus extrêmes dans des endroits comme le nord-est [des États-Unis]. Il est possible que la sensibilité au climat soit à l'extrémité supérieure de ce que prédisent les modèles, et si c'est vrai, nous subirons de graves répercussions au cours de notre vie, certainement au cours de la vie de nos enfants. En termes simples, plus la sensibilité au climat est élevée, plus nous devrions nous inquiéter.