Le GIEC et ses projections PDF

Le GIEC et ses projections Table des matières Objectifs 3 Introduction...

Le GIEC et ses projections Table des matières Objectifs 3 Introduction 4 I - Comment fait-on les prévisions ? 5 1. Les scénarios..............................................................................................................6 2. Les calculs..................................................................................................................7 2.1. Les liens entre les modèles...............................................................................................................7 2.2. Exercice : Voyons si vous avez compris en revenant au sujet du réchauffement climatique :......8 2.3. Exercice : « De l'utilité des statistiques »...........................................................................................9 3. Vers 2100 en accélérant.............................................................................................9 4. Les effets de seuil.....................................................................................................10 5. Pourquoi 2100 ?.......................................................................................................12 6. En résumé................................................................................................................12 II - Qu'est-ce que le GIEC ? 13 III - Comment lire les rapports du GIEC ? 15 1. Projections...............................................................................................................15 2. Cartographies du réchauffement attendu..............................................................17 3. Les projections pour l'Europe.................................................................................17 4. Conséquences du réchauffement pour les sociétés humaines.............................19 IV - Conclusion 22 V - Bravo ! Vous avez terminé la leçon. 23 VI - Licence 24 Solutions des exercices 25 Crédits des ressources 27 2 Objectifs A l'issue de ce cours, vous serez capable de : ☐ comprendre ce qu'est une projection et en quoi elle diffère d'une prévision ☐ lister les principaux scénarios étudiés dans les rapports du GIEC ☐ donner des exemples d'effets de seuil et expliquer pourquoi ceux-ci peuvent compliquer les projections climatiques ☐ dire sur quoi repose la confiance qu'on peut accorder aux projections du GIEC ☐ consulter les rapports du GIEC pour savoir quel sera l'état probable des régions qui vous intéressent dans les prochaines années et jusqu'en 2100 ☐ nommer une région où la vie humaine sera rendue drastiquement plus difficile par le réchauffement, et une région où elle pourrait être rendue plus facile ☐ donner l'augmentation entre les émissions de dioxyde de carbone passées et les émissions attendues jusque 2100 selon la trajectoire actuelle 3 Introduction Ayant compris le fonctionnement du climat et le moment de bascule hors du commun que nous vivons, il est légitime de s’interroger : où cela va-t-il nous entraîner et pouvons-nous essayer d’influencer la trajectoire à venir ? Pour répondre à ces questions, il serait certainement utile de savoir, pour chaque choix de société possible, ce qui nous attendra climatiquement parlant pour pouvoir se projeter et réfléchir dans les futurs possibles. C’est ce que nous allons discuter dans ce chapitre. Alors qu’on a tant de mal à prévoir le temps qu’il fera au-delà d’une ou deux semaines, peut-on vraiment faire des prédictions sérieuses sur le climat qui règnera dans cent ans ? Nous allons voir comment il est possible de le faire en examinant les projections présentées dans les rapports d'évaluation du Groupe intergouvernemental d’experts sur l'évolution du climat (GIEC). Le GIEC publie régulièrement des rapports qui font le point sur nos connaissances à une date t. Ces derniers sont disponibles en ligne, consultables par tout un chacun. Ils constituent une masse de connaissances utiles pour les décideurs publics et privés. 4 Comment fait-on les prévisions ? I Nous avons vu que le climat est un produit de la biosphère, c'est-à-dire que le climat ne serait pas ce qu'il est sans les interactions avec les êtres vivants. La biosphère est le théâtre de cycles naturels, physiques et biologiques, que l'humanité perturbe en prélevant des ressources (combustibles fossiles, animaux et végétaux pour l'alimentation, métaux et minéraux pour l'industrie) et en rejetant des déchets, des effluents et des gaz, notamment des émissions de gaz à effet de serre. On peut se représenter cela de manière sommaire par le schéma suivant : Le climat est donc l'effet combiné de deux causes : les cycles naturels d'une part, les activités humaines (et notamment les émissions de GES) d'autre part. Nous considérons les cycles naturels macroscopiques comme indépendants de la volonté humaine et les physiciens et biologistes cherchent à les caractériser par des équations d'évolution. Mais les activités humaines relèvent de décisions individuelles ou collectives que nous pouvons quelquefois orienter mais pour lesquelles rien, ou presque, n'est déterminé d'avance à nos yeux. Les cycles font l'objet de prédictions, les activités humaines ne peuvent faire l'objet que de conjectures. Cela ne poserait pas de problème pour prédire le climat des décennies à venir si les humains n'ajoutaient qu'une goutte d'eau à la grande mécanique naturelle du climat. Mais comme nous l'avons vu, depuis deux siècles, les activités humaines ne sont plus du tout négligeables par rapport aux grands cycles naturels et ont un impact significatif sur le climat. Comment donc prédire le climat si celui-ci résulte à la fois de cycles macroscopiques et de futures actions humaines ? La solution adoptée par la communauté scientifique consiste à séparer le problème en deux. On commence par se fixer un certain nombre de scénarios possibles pour les activités humaines. Puis, dans chacun de ces scénarios, on fait les calculs sur la façon dont les grands cycles vont se comporter. Les résultats des projections climatiques dépendent donc du scénario retenu, et ne sont pas des prévisions à proprement parler, puisqu'elles ne prédisent pas le scénario, mais le prennent comme entrée dans leurs calculs. C'est pour marquer cette différence que l'on parle de projections plutôt que de prévisions. 5 Comment fait-on les prévisions ? 1. Les scénarios Comme vous vous en doutez, le nombre de scénarios imaginables est infini. Heureusement, tous les détails ne sont pas directement importants si l'on cherche à connaître l'évolution du climat. Le paramètre directement déterminant pour le climat, vous le connaissez maintenant par cœur, c'est la quantité de gaz à effet de serre (GES) relâchée dans l'atmosphère. On peut donc considérablement simplifier notre problème en envisageant chacun des scénarios uniquement selon la quantité d'émissions de GES associée. Les scénarios d'émissions sont maintenant standardisés. La décision de se limiter à quelques scénarios est récente. Auparavant, les chercheurs ont exploré une grande variété de scénarios. Dans le 5ème rapport d'évaluation du GIEC, les scénarios étaient appelés les trajectoires représentatives de la concentration (dits RCP pour Representative Concentration Pathways) caractérisés chacun par une évolution possible de la quantité de GES présente dans l'atmosphère d'ici à la fin du siècle. Ils étaient au nombre de quatre, du plus pessimiste, le RCP 8.5, au plus optimiste, le RCP 2.6, en passant par le RCP 4.5 et le RCP 6. Dans le 6ème rapport d'évaluation, l’une des principales nouveautés est l’utilisation de nouveaux types de scénarios. Au nombre de cinq, ces scénarios dits « SSP », pour trajectoires socio-économiques communes (Shared Socioeconomic Pathways) proposent cinq futurs possibles qui dépendent de la réponse humaine face à la crise climatique. Ces scénarios sont identifiés par un nom de la forme SSPx-y, où SSPx est la trajectoire socio- économique de référence utilisée pour modéliser ce scénario et y le niveau approximatif de forçage radiatif (c'est-à-dire 8,5 Watt/m² pour le SSP5-8.5) atteint en 2100. Le forçage radiatif est le déséquilibre entre l'énergie reçue par la Terre et l'énergie renvoyée dans l'espace. SSP1-1.9 : scénario très ambitieux pour représenter l’objectif 1,5°C de l’Accord de Paris SSP1-2.6 : scénario de développement durable SSP2-4.5 : scénario intermédiaire SSP3-7.0 : scénario de rivalités régionales SSP5-8.5 : développement basé sur les énergies fossiles Le rapport d’évaluation du 1er groupe de travail du GIEC détaille les évolutions du climat pour chacun de ces cinq scénarios à l’échelle mondiale ainsi qu’à une échelle régionale. Les RCP et les SSP sont tous deux identifiés par le niveau de forçage radiatif approximatif atteint en 2100, mais ne sont pas directement comparables pour un même forçage radiatif. La répartition des émissions au cours du temps, ainsi que la répartition des émissions entre les différents GES et aérosols diffèrent. Par exemple, les scénarios SSP ambitieux décrivent un pic des émissions plus tardif que dans les RCP ambitieux : en effet, les émissions réelles n’ont pour l’instant pas suivi la trajectoire des scénarios RCP ambitieux. 6  Comment fait-on les prévisions ? Sur le graphique extrait du 6ème rapport d'évaluation, les scénarios sont représentés par des courbes de couleurs différentes et les trois graphiques représentent trois gaz à effet de serre, avec le plus connu, le CO2, à gauche. Le SSP8.5 représente le « business as usual » (BAU), sans aucune politique climatique. Le SSP2.6 correspond au contraire à une politique de réduction drastique des émissions dès aujourd'hui. En résumé Fondamental ✔ Le climat est l'effet combiné de deux causes : les cycles naturels et les activités humaines. ✔ Les climatologues procèdent en se fixant un certain nombre de scénarios possibles pour les activités humaines, dans lesquels ils simulent les phénomènes naturels. ✔ Les scénarios d'émissions sont maintenant standardisés. ✔ 1.9, 2.6, 4.5, 7 et 8.5 indiquent le forçage radiatif atteint en 2100. Plus le chiffre est haut, plus le réchauffement sera important. 2. Les calculs 2.1. Les liens entre les modèles L'avantage d'avoir fixé des scénarios-type est que l'on peut ensuite passer la main aux mathématiciens, physiciens, biologistes et autres scientifiques, qui vont pouvoir faire leurs calculs sans se soucier de savoir d'où viennent les émissions et comment elles sont produites. Connaissant les quantités de GES émises par les activités humaines à chaque instant, ils vont calculer le temps qu'il fera, en utilisant les équations habituelles. Mais vous répondrez peut-être : chacun sait que les prévisions météorologiques ne sont guère fiables au-delà d'une ou deux semaines. Comment donc se fier à des prévisions climatiques qui s'étendent jusqu'à la fin du siècle? La réponse est que le météorologiste à la radio doit annoncer le temps exact qu'il fera à un point et une date précis. À l'inverse, une climatologue propose des prédictions moyennes sur plusieurs années à venir et de façon probabiliste. Cela doit vous rappeler une des premières leçons où nous faisions la différence entre météo et climat. 7 Comment fait-on les prévisions ? La situation est analogue aux lancements d'un dé. À chaque lancer, au moment où le dé quitte la main du lanceur, sa trajectoire est parfaitement déterminée, et peut être calculée en appliquant les lois habituelles de la physique. Imaginez le météorologiste comme la personne qui s'occupe de calculer la trajectoire avant que le dé ne touche le tapis, et le climatologue comme la personne chargée de dire en moyenne les faces sur lesquelles le dé s'arrêtera le plus souvent. L'un peut prédire la position, dire par exemple à quel endroit le dé touchera le tapis, l'autre peut donner les probabilités d'obtenir tel ou tel résultat. L'une et l'autre réponses sont précises, l'une et l'autre sont scientifiques, l'une et l'autre utilisent les équations physiques du mouvement des vents, des précipitations, etc. bien que la seconde ne cherche pas à obtenir une prédiction à proprement parler, mais une description probabiliste des futurs possibles. Est-ce qu'une telle réponse statistique, qui ne dit pas ce qui va se passer mais qui énonce les résultats possibles et donne une probabilité pour chacun d'eux, est utile ? Bien sûr que oui ! À choisir entre deux dés, mieux vaut jouer avec celui qui a 50 % de chances de faire 6 que celui qui n'en a que 10 %. 2.2. Exercice : Voyons si vous avez compris en revenant au sujet du réchauffement climatique : [solution n°1 p. 25] Associez à chacun des métiers les activités qui le caractérisent Ne cherche pas à prédire le scénario d'émissions de GES dues aux activités humaines. Il est pris comme donnée dans ses calculs, comme le type de lancer du dé. Ne cherche pas à prédire le scénario d'émissions de GES dues aux activités humaines. Il est pris comme donnée dans ses calculs, comme le type de lancer du dé. Effectue ses calculs de nombreuses fois, en modifiant chaque fois légèrement les conditions initiales pour tenir compte des erreurs possibles. Le bilan des résultats permet d'identifier les résultats les plus probables. Utilise les équations de la physique du climat Utilise les équations de la physique du climat Cherche à prédire la température et les précipitations exactes de la date future qui nous intéresse Propose une réponse probabiliste : montre les différentes moyennes possibles sur des périodes de plusieurs années, et les probabilités associées à chaque possibilité Propose une réponse exacte : une seule météo est prédite pour chaque date Cherche à prédire les températures et précipitations moyennes les plus probables sur la période future qui nous intéresse Effectue ses calculs une seule fois avec le maximum de précision 8  Comment fait-on les prévisions ? Le climatologue Le météorologiste 2.3. Exercice : « De l'utilité des statistiques » Pour chacun des scénarios, les climatologues donnent les probabilités que le réchauffement moyen soit de 1, 2, 3, 4°C ou même plus. Choisir une politique et s'y tenir, c'est choisir un des dés. Ne rien faire (business as usual), c'est choisir le dé estampillé 8.5. Le climatologue ne vous donnera pas le climat qui prévaudra en 2100, mais la liste des climats possibles et la probabilité de chacun d'eux. Question 1 [solution n°2 p. 25] 1. On vous propose le jeu suivant. Il y a deux urnes, chacune contenant uniquement des boules noires et des boules blanches. Vous devez en choisir une, choisir une couleur et tirer une boule. Si vous tirez une boule de la couleur que vous avez choisie, vous gagnez mille euros. Si vous tirez une boule de l'autre couleur, vous perdez dix euros. Etes-vous prêt(e) à jouer ? Question 2 [solution n°3 p. 26] 2. Une statisticienne vous propose de vous dire, moyennant finances, la proportion de boules blanches et de boules noires dans chacune des urnes avant que vous ne choisissiez votre couleur et tiriez une boule. Êtes-vous prêt(e) à jouer avec son aide ? Combien êtes-vous prêt(e) à payer pour l'information (vous n'avez aucun doute sur la qualité de celle-ci) ? Rappelez-vous que vous pourrez choisir la couleur qui vous arrange une fois que la statisticienne vous aura donné les proportions. 3. Vers 2100 en accélérant Comme nous l'avons vu à plusieurs reprises, le CO2 émis en excédent aujourd'hui ne commence à être éliminé naturellement que dans un millier d'années. Même si nous arrêtons toutes nos émissions dès aujourd'hui, le stock de CO2 présent dans l'atmosphère restera sensiblement inchangé pendant dix siècles et tout le troisième millénaire vivrait avec l'atmosphère que nous lui aurons léguée. Mais, même dans ce cas, cela ne voudrait pas dire que le climat resterait inchangé pendant cette période. Et cela pour plusieurs raisons. D'abord, l'augmentation de la concentration atmosphérique en GES des dernières décennies a créé un déséquilibre structurel entre énergie reçue et énergie renvoyée. Le climat terrestre est donc en train d'évoluer naturellement vers un nouveau point d'équilibre, plus chaud. En outre, le réchauffement va en s'accélérant. C'est dû au fait que certains mécanismes, parfois très lents, finissent par en déclencher d'autres qui agissent en retour sur les premiers et les renforcent. Par exemple, le réchauffement en siècle 1 fait fondre une partie de la banquise, qui ne sera plus là en siècle 2. Or la glace réfléchit la lumière du soleil, et c'est autant d'énergie qui était renvoyée vers l'espace sans être interceptée par les GES. En siècle 2, il y aura donc moins de lumière solaire réfléchie, et davantage de lumière absorbée par la surface et renvoyée sous forme de rayonnement infrarouge. Ce rayonnement sera intercepté par les GES et viendra réchauffer davantage l'atmosphère, et faire fondre encore davantage de banquise. Le réchauffement s'accélère donc d'année en année. Dans le cas des glaces polaires, leur fonte complète peut s'étaler sur plusieurs siècles et faire monter le niveau des mers de plusieurs dizaines de mètres. On connaît plusieurs mécanismes naturels de ce genre, qui tous accélèrent le réchauffement au-delà de 2100. On n'en connaît pas qui le ralentissent. 9 Comment fait-on les prévisions ? Certains aspects du système climatique, notamment la biosphère terrestre, les grands fonds marins et la cryosphère, réagissent beaucoup plus lentement que les températures de surface aux variations des concentrations de gaz à effet de serre. Par exemple, le niveau moyen mondial de la mer continuera à augmenter pendant des milliers d'années, même si les émissions futures de CO2 sont réduites à un niveau tel que le réchauffement de la planète est stoppé, car l'énergie excédentaire due aux émissions passées continue de se propager dans les profondeurs des océans et que le réchauffement de la planète est déjà en cours. 4. Les effets de seuil Les calculs actuels incorporent essentiellement tous les mécanismes dont la communauté scientifique juge qu'ils ont ou auront une influence sur le climat dans les deux ou trois siècles qui viennent. Ils n'incorporent pas des mécanismes bien identifiés, mais sur lesquels on n'a pas assez d'informations pour faire des prévisions. Une exception cependant : tous les scénarios font l'hypothèse que d'ici 2100 on aura inventé des processus industriels permettant d'extraire le CO2 de l'atmosphère et de le séquestrer, et que ces processus pourront être déployés à l'échelle nécessaire. Nous en sommes très loin à ce jour, et à dire vrai on ne voit guère comment y arriver. Il n'empêche que cette industrie hypothétique joue un rôle fondamental dans les réductions d'émissions prévues dans les différents scénarios. Parmi les mécanismes physiques ou biologiques qui sont bien compris en théorie, mais sur lesquels on n'a pas suffisamment d'informations pour établir des prédictions certaines, il faut enfin mentionner les effets de seuil. En anglais, on parle de « tipping points », points de bascule. Le principe est le même que lorsqu'on charge une barque petit à petit : elle s'enfonce chaque fois un peu plus mais elle flotte 10  Comment fait-on les prévisions ? toujours, et tout d'un coup, une petite charge supplémentaire la fait couler. Passer certains seuils peut conduire à des changements brutaux et colossaux à l'échelle d'un continent entier. Concernant le réchauffement climatique, les scientifiques qui ont réalisé la carte suivante en ont identifié neuf : Source : « Tipping elements in the Earth’s climate system », article publié dans la revue PNAS1 1. https://www.pnas.org/content/pnas/105/6/1786.full.pdf?wptouch_preview_theme 11 Comment fait-on les prévisions ? Prenons le cas de la mousson. Vous savez qu'il s'agit d'un régime qui amène des précipitations importantes pendant une partie de l'année, le reste de l'année étant sec : c'est l'alternance entre saison sèche et saison des pluies autour de l'équateur, en Afrique de l'Ouest et en Inde. Ce que dit l'article, c'est qu'il y a un risque que ces régimes disparaissent avec le réchauffement climatique. Pour l'Inde, cela conduirait à une sécheresse généralisée, avec toutes les conséquences pour l'alimentation et la survie des populations que vous pouvez imaginer. Notez néanmoins que ces effets de seuil n'amènent pas tous à plus de sécheresse : en Afrique par exemple, cela conduirait au verdissement du Sahara, dorénavant arrosé par des pluies. Ce serait une des rares conséquences positives du réchauffement climatique ! Pour le reste, nous vous invitons à aller consulter l'article original.2 5. Pourquoi 2100 ? Pourquoi donc avoir retenu la date de 2100 ? L'idée est de trouver un compromis en montrant à la fois l'ampleur des changements à venir (dont les plus impressionnants n’adviendront pas dans 10 ans mais dans 50 ou 60 ans) tout en étant suffisamment proche pour que les personnes vivant aujourd'hui se sentent concernées. Contrairement aux générations qui ont aujourd'hui le pouvoir de décision sur nos systèmes économiques et sociaux, ceux qui sont nés après 2000 vivront toute leur vie professionnelle dans un climat qui se réchauffe, et ont une bonne chance que leur vieillesse se déroule à la fin du siècle dans les conditions décrites par les rapport du GIEC. 6. En résumé ✔ Pour chaque scénario d'émissions humaines, les climatologues proposent une projection statistique, qui indique les trajectoires possibles et leurs probabilités associées. ✔ Cette incertitude tient en partie à la difficulté de calculer l'ensemble des paramètres affectant le climat, mais aussi à des phénomènes d'accélération, qui augmentent l'ampleur des changements, et plus encore aux effets de seuil, à partir desquels l'intégralité du système peut être bouleversée. ✔ Les projections mettent le cap sur 2100, qui est un horizon à la fois suffisamment proche pour se sentir concernés et suffisamment lointain pour prendre la mesure de l'ampleur des changements à venir. 2. https://www.pnas.org/content/pnas/105/6/1786.full.pdf?wptouch_preview_theme 12 Qu'est-ce que le GIEC ? II Il existe beaucoup de centres de recherche sur le climat, tels que l'ISPL (Institut Pierre-Simon de Laplace) à Paris et beaucoup d'institutions qui font de la prospective, comme la NASA aux États-Unis. Le GIEC, Groupe Intergouvernemental d'experts sur l'évolution du climat, n'est pas un centre de recherche, mais une organisation intergouvernementale qui a 195 États membres. Il est chargé de synthétiser les connaissances produites dans le monde en tentant d'établir un consensus scientifique et politique. Il a été créé et mis sous l'égide de l'Organisation des Nations Unies et de l'Organisation Météorologique Internationale en 1988 et sa mission est de « fournir des évaluations détaillées de l'état des connaissances scientifiques, techniques et socio-économiques sur les changements climatiques, leurs causes, leurs répercussions potentielles et les stratégies de parade ». Son nom anglais est International Panel on Climate Change (IPCC) et l'ensemble de ses publications est accessible sur le site https://www.ipcc.ch/. Pour remplir son mandat, le GIEC fait appel à des scientifiques, mais leurs conclusions sont soumises aux États membres. Un rapport de synthèse, appelé rapport d'évaluation, est publié tous les six ans ; chacun d'eux se décomposant en plusieurs sous-rapports. Le GIEC prépare aussi des rapports sur des sujets particuliers dits spéciaux. Tous sont disponibles en ligne, sur le site du GIEC. Il y a eu six rapports d'évaluation : en 1990, 1995, 2001, 2007, 2013-2014, et 2021-2022. Chacun se compose de 3 volets : Working Group I : the Physical Science Basis Working Group II : Impats, Adaptation and Vulnerability Working Group III : Mitigation of Climate Change Chacun de ces volets commence par un « résumé pour les décideurs » qui présente l'essentiel, et se termine par les annexes techniques. Les 3 volets sont complétés par un rapport de synthèse. Les chercheurs qui collaborent aux différents rapports représentent un grand nombre de disciplines et de régions du globe. Peu de chercheurs s'impliquent dans plusieurs rapports. Voir à ce propos le travail réalisé par le Medialab : https://medialab.sciencespo.fr/en/news/cartographier-les-auteurs-du-giec/ Leur travail consiste à compiler les résultats des recherches menées et publiées au cours des dernières années, et proposer une synthèse de l'état des connaissances à une date t. La procédure de validation est longue et complexe : elle se fait entre scientifiques mais aussi entre scientifiques et politiques qui représentent leur gouvernement et défendent leurs intérêts (songez à l'Arabie Saoudite, qui, économiquement parlant, n'a pas vraiment intérêt à remettre en question les émissions liées à la consommation d'hydrocarbures). Chaque rapport aboutit à un consensus scientifique et politique. C'est un énorme avantage permettant de faire autorité, même si l'on peut craindre que ce consensus ne soit obtenu en minimisant les risques encourus. 13  Qu'est-ce que le GIEC ? En résumé Fondamental ✔ Le GIEC est une institution intergouvernementale représentant 195 États membres. ✔ Il a pour mandat de faire la synthèse des études scientifiques disponibles sur l'évolution climatique, ses causes et ses conséquences. ✔ Le GIEC produit des rapports environ tous les 6 ans, qui font l'objet d'un consensus scientifique et politique et dont découle leur autorité sur la scène internationale. GIEC = Groupe Intergouvernementale d’expert sur l’évolution du climal - institution intergouvernementale ; 195 états membres - Missions = synthétiser connaissances produites dans le monde en établissant consensus scientifique et politique - Crée en 1988, sous égide ONU, Oragnisat° Météorologique - Anglais = IPCC (International Panel on Climate Change Rapport de synthèse = rapport d’évaluation Publié tous les 6 ans depuis 1990 Appel scientifique mais conclusion soumis aux etats membres Rapport = 3 volet : - Groupe de travail I : les bases des sciences physiques - Groupe de travail II : Impacts, Adaptation et Vulnérabilité - Groupe de travail III : Atténuation du changement climatique volet = - commence : resumer pour décideur (essentiel et annexe tehcnique) - compléter par rapport synthèse travail chercheurs = - compiler résultat des recherches - proposer synthèses de l’état des connaissances de l’évolution climatique à une date t procédure validation = longue, complexe :> entre scientique et entre stientifique et politiques chaque rapport aboutit à un consensus scientifique et politique 14 Comment lire les rapports du GIEC ? III 1. Projections Les projections sont toujours de nature probabiliste, comme nous l'avons expliqué, et elles sont donc présentées avec leur probabilité de réalisation. Les graphiques suivants, tirés du 6ème rapport d'évaluation, présentent les projections concernant la température moyenne, l'étendue de la glace arctique, le pH des océans et le niveau des mers. 15 Comment lire les rapports du GIEC ? Commençons par le premier graphique qui indique la température moyenne annuelle à la surface du globe. On voit que la première partie des courbes est identique, en noire. À quoi correspond-elle ? Aux températures observées dans le passé. Plutôt rassurant qu'il s'agisse des mêmes courbes pour les scénarios ! Zoomons sur la courbe rouge. On voit tout autour une zone rouge pâle. À quoi correspond-elle à votre avis ? Et comment se comporte-t-elle au fil des années ? Il s'agit d'une zone dans laquelle le GIEC estime que la température future se trouvera à 95% de chance. On parle aussi d''un intervalle de confiance statistique. Rappelez-vous du lancer de dé du climatologue : ce dernier sait qu'il ne peut pas prédire parfaitement la température future mais réalise de nombreuses simulations pour voir les valeurs que celle-ci a le plus de chance de prendre. On voit que la zone s'élargit avec les années. C'est logique : plus on essaie de prédire loin dans le futur, moins on est sûr des projections, donc plus la zone où on s'attend à atterrir est grande. Lorsqu'on regarde la courbe bleue, on voit aussi la zone bleutée correspondant à un intervalle de confiance de 95% mais pas le même élargissement au fil des années. Est-ce que la première partie de cette leçon peut nous fournir des explications possibles ? Comme nous l'avons discuté dans la première partie de la leçon, le réchauffement amorcé au cours de dernières décennies va se poursuivre et risque même de s'accélérer. Prédire les effets « boule de neige » et les suites du passage des effets de seuil est plus difficile que dans les scénarios 1.9 et 2.6 où les émissions sont fortement limitées très rapidement. Trois autres graphiques sont proposés : l'évolution du niveau des mers, du pH des océans et de la surface de la banquise arctique. Sans surprise, la courbe rouge est sous la bleue s'agissant de la surface de la banquise : plus il fera chaud, plus vite elle fondra. Elle est aussi sous la courbe bleue pour le pH océanique, puisque plus le pH est faible, plus les océans sont acides ce qui correspond à davantage de CO2 dissout dans les océans. 16  Comment lire les rapports du GIEC ? 2. Cartographies du réchauffement attendu Les projections globales sont détaillées géographiquement selon l'augmentation de la température moyenne mondiale : +1,5°C, +2°C et +4°C. On voit tout de suite les disparités régionales. Pour une élévation moyenne des températures sur le globe de 4°C, l'élévation en Arctique sera supérieure à 7°C et pourrait atteindre 13°C. Quand on voit l'évolution possible des températures et des pluies, on comprend à quel point les grandes régions agricoles vont être impactées. 3. Les projections pour l'Europe Revenons au 5ème rapport d'évaluation. Dans le rapport du working group I consacré à la physique du changement climatique, vous trouverez des cartes détaillées par grandes régions du monde. Si par exemple vous vous intéressez à l'Europe, voici le programme en ce qui concerne les températures d'hiver en Europe du Nord, dans le scénario RPC 4.5. Voilà les 9 graphiques qui s'affichent pour l'Europe. On va essayer de ne pas se perdre dans tous ces dégradés de rouges et oranges... 17 Comment lire les rapports du GIEC ? Commencez par regarder les titres : ils indiquent les dates. La première ligne montre donc trois projections pour l'hiver des années 2016-2035 ; la seconde ligne pour 2046-2065 ; la dernière pour 2081-2100. Et sans surprise : les cartes deviennent de plus en plus rouges à mesure qu'on descend ! Comme d'habitude les résultats de ces projections sont statistiques : on propose donc une projection médiane et une « zone de confiance » autour de cette moyenne où on s'attend à trouver les résultats. D'après vous, quelle colonne représente les valeurs médianes attendues ? Il s'agit de la colonne centrale, avec ses trois cartes portant le chiffre 50%. Et à quoi correspondent les cartes avec 25% à gauche et celles avec 75% à droite ? Elles indiquent l'étendue de la zone de confiance autour de la moyenne attendue. Plus précisément, une carte 25% signifie que le GIEC estime qu'il y a moins de 25% de chances d'avoir un réchauffement plus faible que celui représenté sur la carte. De façon analogue, une carte 75% signifie que le GIEC estime qu'il y a 75% de chances d'avoir un réchauffement plus faible que celui représenté sur la carte. Ces trois cartes permettent donc de dessiner une zone de confiance dans laquelle on s'attend à atterrir. 18  Comment lire les rapports du GIEC ? Voyons si on a compris par une série de vrai ou faux : L'Angleterre et la France ont plus d'une chance sur deux de connaître un réchauffement de plus 0,5 degrés Celsius entre 2016 et 2035 => vrai, c'est ce que montre la carte 50% de la première ligne Dans tous les cas, le réchauffement est d'autant plus important qu'on regarde au Nord et vers l'Europe Centrale => vrai, c'est ce qu'on voit par le dégradé de couleurs sur toutes les cartes Il y a 75% de chances que le réchauffement fasse plus de 3 degrés en 2081-2100 en France et en Allemagne => faux : la carte 75% indique que 75% des simulations donnent un réchauffement inférieur ou égal à 2-3 degrés. Les 25% restants prédisent un réchauffement supérieur. L'hiver arctique a une chance sur deux de se réchauffer de 9°C au moins à la fin du siècle => vrai. C'est ce qu'on lit sur la carte centrale de la dernière ligne. Les réchauffements sont donnés par rapport à la fin du 20ème siècle, il faut donc rajouter 0,6°C pour trouver les réchauffements par rapport à l'ère préindustrielle. On voit que, même dans ce scénario loin d'être le plus pessimiste, alors que le réchauffement moyen est de 4°C sur la région, l'hiver arctique a une chance sur deux de se réchauffer de 9°C au moins à la fin du siècle. Vous trouverez sur https://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/atlas-of-global-and-regional-climate-projectio ns/ l'évolution des températures d'été en Europe du Nord, et l'évolution des précipitations. Il s'agit d'un atlas des projections, et vous y trouverez des cartes analogues pour toutes les régions du monde. 4. Conséquences du réchauffement pour les sociétés humaines Ce réchauffement n'est pas sans conséquence. Voici par exemple d'un extrait du 5ème rapport d'évaluation présentant l'évolution prévue des rendements des cultures de céréales au cours du 21ème siècle, par rapport aux rendements en 2000. Le tableau rassemble les résultats d'un millier de scénarios menés sous des hypothèses variées, et il indique la progression ou au contraire le déclin des rendements de vingt ans en vingt ans. Certaines études concluent à une progression (en bleu), d'autres à une régression (en ocre-marron), et le tableau indique la proportion de chacune avec leurs conclusions. On voit que la grande majorité est pessimiste, voire très pessimiste : Alors qu'environ la moitié des études escomptent des augmentations de rendements au cours de la période 2010-2029 (la barre des bleus est presque au même niveau que la barre des ocres), seules 20% et quelques s'attendent à des augmentations sur la période 2090-2109. Parmi les études nombreuses qui s'attendent à des baisses de rendements à partir de 2030, près de 20 % concluent à une chute des rendements de plus de moitié à la toute fin du siècle (voir la portion marron la plus foncée sur la période 2090-2109), et près de 40 % à une chute de plus de 25% (si l'on additionne les deux ocres-marron les plus foncés sur cette période). 19 Comment lire les rapports du GIEC ? Commentaire : La figure combine 1090 points de données provenant de projections de modèles de cultures, couvrant différents scénarios d'émissions, des régions tropicales et tempérées et des cas d'adaptation et de non-adaptation. Les projections sont classées selon les périodes de 20 ans (axe horizontal) au cours desquelles se situe leur point médian. Les changements dans les rendements des cultures sont relatifs aux niveaux de la fin du 20e siècle et la somme des données pour chaque période est de 100 %. A noter, relativement peu d'études ont examiné les impacts sur les systèmes de culture pour les scénarios où les températures moyennes mondiales augmentent de 4°C ou plus. Par ailleurs, les cartes que nous avons vues représentent des moyennes, et ne contiennent pas toute l'information. Au fur et à mesure que la moyenne s'élève, les événements extrêmes deviennent plus fréquents. Les canicules se succèdent, chacune battant le record établi par la précédente. Des cyclones de plus en plus violents naissent sous les tropiques, et les années de sécheresse se prolongent ailleurs. Chaleur et sécheresse se combinent pour donner de gigantesques incendies, comme ceux qui ont ravagé l'Australie en 2019-2020. Le GIEC a tenté de dresser la liste des différents risques qui accompagnent le réchauffement : les incendies et les inondations ne sont que les plus visibles. Les résultats sont contenus dans les deux rapports sur l'atténuation et l'adaptation. 20  Comment lire les rapports du GIEC ? Sur ce graphique, les risques sont évalués sous deux hypothèses, un réchauffement de 2°C par rapport à 1985 à la fin du siècle par, et un réchauffement de 4°C. Pour chacune d'elles, il donne le risque à court terme (2030-2040) et le risque à long terme (2080-2100). C'est expliqué dans le petit encart en haut à droite. Juste au-dessus, vous trouverez la classification des risques par type. On voit par exemple que l'Asie sera particulièrement touchée (pénurie alimentaire due à la sécheresse, destruction des villes et des infrastructures par des inondations, et mortalité directe due à la combinaison de chaleur et d'humidité, comme nous l'avions signalé dans la leçon sur la biologie). L'Amérique du Nord ne sera pas épargnée non plus, frappée notamment par la mortalité directe. 21 Conclusion IV Pour conclure ce chapitre, il est bon de rappeler les hypothèses correspondant aux scénarios retenus dans le 6ème rapport d'évaluation. Les émissions varient d'un scénario à l'autre en fonction des hypothèses socio-économiques, des niveaux d'atténuation du changement climatique et, pour les aérosols et les précurseurs d'ozone non méthaniques, des contrôles de la pollution atmosphérique. Ils sont représentés par le graphique suivant, avec les réchauffements correspondants : En abscisse, on lit la quantité totale de CO2 émise par les activités humaines depuis 1850, et en ordonnées le réchauffement correspondant. Le graphique présente la relation entre augmentation de la température et émissions cumulées. Les dates auxquelles une certaine quantité cumulée d'émissions pourrait être atteinte sont indiquées en-desous. On voit par exemple que dans le SSP5-8.5, l'humanité pourrait déjà avoir émis en 2030 la totalité des émissions du scénario le plus ambitieux, le SSP1-1.9. Est-ce réaliste de penser que nos émissions vont augmenter autant ? Hélas, ce n'est pas si simple, et la suite du cours s'attachera à cette question. Mais dès maintenant nous pouvons noter qu'entre 1970 et 2000, le stock de carbone a été doublé : on a émis autant de CO2 en trente ans que durant tous les siècles précédents. Et on peut donc retourner la question : est-ce réaliste de penser que cette tendance s'inversera spontanément ? hypothèses des scénario du 6ème rapport : - socio-eco - niveau atténuation du changement climatique - niveau d’atténuation pour les aérosols - niveau d’atténuation pour les précurseurs d’ozone non méthaniques - controles de la pollution atmosphérique 22  Bravo ! Vous avez terminé la leçon. V Avant de passer à la leçon suivante, nous vous proposons de vous auto-positionner sur les objectifs clés de la leçon afin de faire le point sur votre apprentissage. Ce sondage n'est ni noté, ni obligatoire. Il est pour vous. Et si le sujet vous a passionné, n'hésitez pas à poursuivre avec la section "En savoir plus". Je comprends ce qu’est une projection et en quoi elle diffère d’une prévision Je peux lister les principaux scénarios étudiés dans les rapports du GIEC Je peux donner des exemples d’effets de seuil et expliquer pourquoi ceux-ci peuvent compliquer les projections climatiques Je sais dire sur quoi repose la confiance qu’on peut accorder aux projections du GIEC Je sais consulter les rapports du GIEC pour savoir quel sera l’état probable des régions qui vous intéressent dans les prochaines années et jusqu’en 2100 Je peux nommer une région où la vie humaine sera rendue drastiquement plus difficile par le réchauffement, et une région où elle pourrait être rendue plus facile Je connais l’augmentation entre les émissions de CO2 passées et les émissions attendues jusque 2100 selon la trajectoire actuelle [cf. ] projection car on fait hypothèse sur différent hypothèse et pas inverse principaux scénarios étudiés dans raports GIEC : - SSP1-1.9 - SSP1-2.6 - SSP2-4.5 - SSP3-7.0 - SSP5-8.5 Effet de seuil : 9 - changement climatique - érosion de la biodiversité - perturbation des cycles biogéochimiques de l’azote et du phosphore - changement d’usage des sols - acidification des océans - utilisation de l’eau douce - appauvrissement de l’ozone stratosphérique - augmentation des aérosols dans l’atmosphère - introduction d’entités nouvelles dans la biosphère => peut avoir point de bascule regiion vie drastiquement = asie sahara plus facile = eau 23 Licence VI Ce cours est une adaptation du texte de “Ivar Ekeland et Aïcha BenDhia, avec le soutien de l'Université Paris-Dauphine, la Fondation Madeleine et la société 2050”, placé sous licence libre Creative Commons CC-BY-SA 4.0. “Ivar Ekeland et Aïcha BenDhia, avec le soutien de l'Université Paris-Dauphine, la Fondation Madeleine et la société 2050” ; Pour plus de détails, nous vous invitons à consulter la licence complète : https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.fr Cette licence ne concerne toutefois pas les illustration ou les travaux référencés, qui demeurent placés sous leur mention légale d'origine. 24 Solutions des exercices [exercice p. 8] Solution n°1 Associez à chacun des métiers les activités qui le caractérisent Le climatologue Le météorologiste Effectue ses calculs de nombreuses fois, en modifiant Effectue ses calculs une seule fois avec chaque fois légèrement les conditions initiales pour le maximum de précision tenir compte des erreurs possibles. Le bilan des résultats permet d'identifier les résultats les plus Ne cherche pas à prédire le scénario probables. d'émissions de GES dues aux activités humaines. Il est pris comme donnée Ne cherche pas à prédire le scénario d'émissions de dans ses calculs, comme le type de GES dues aux activités humaines. Il est pris comme lancer du dé. donnée dans ses calculs, comme le type de lancer du dé. Propose une réponse exacte : une seule météo est prédite pour chaque date Propose une réponse probabiliste : montre les différentes moyennes possibles sur des périodes de Cherche à prédire la température et les plusieurs années, et les probabilités associées à précipitations exactes de la date future chaque possibilité qui nous intéresse Cherche à prédire les températures et précipitations Utilise les équations de la physique du moyennes les plus probables sur la période future qui climat nous intéresse Utilise les équations de la physique du climat [exercice p. 9] Solution n°2 Pas si je ne connais pas le nombre de boules noires par rapport au nombre de boules blanches. 25 Solutions des exercices [exercice p. 9] Solution n°3 Quelle est la réponse la moins informative que vous pourriez obtenir de la statisticienne ? Réponse : 50-50. En effet, si elle vous disait par exemple 40-60, vous choisiriez la couleur noire et auriez 60% plutôt que 50% de chances de gagner 1000 euros. Dans le scénario 50-50, vous avez encore une belle espérance de gains : 50% de chances d'avoir 1000 euros et 50% de chances d'en perdre 10, donc 500 – 5 = 495 euros en moyenne. Combien voulez vous payer pour entrer dans un jeu où au pire vous aurez 495 euros de gains espérés ? Cela dépend de votre aversion au risque mais ce qui est sûr c'est que les habitués du loto paient pour bien moins que ça ! 26 Crédits des ressources p. 11 27