Figure TS 8 — Relevés des changements dans la composition atmosphérique. a) Teneur atmosphérique en CO₂, CH₄ et N₂O au cours des 1000 dernières années. Les données tirées des carottes glaciaires et des névés à plusieurs emplacements en Antarctique et au Groenland (indiquées par différents symboles) sont complétées par les données d’échantillons atmosphériques prélevés directement depuis des dizaines d’années (indiquées par la ligne CO₂ et incorporées dans la courbe représentant la moyenne mondiale pour le CH₄). Le forçage radiatif prévu de ces gaz est indiqué sur l’échelle de droite. b) Teneur en sulfate dans plusieurs carottes glaciaires du Groenland, dont les effets épisodiques des éruptions volcaniques ont été éliminés (lignes) et total des émissions SO₂ de sources situées aux Etats-Unis et en Europe. [Fondées sur a) la Figure 3.2b (CO₂), la Figure 4.1a et b (CH₄) et la Figure 4.2 (N₂O) et b) sur la Figure 5.4a]

C. LES FACTEURS DE FORÇAGE À L’ORIGINE DES CHANGEMENTS CLIMATIQUES

Outre les variations et les changements passés du climat, les observations ont également permis d’en apprendre plus long sur les facteurs qui peuvent être à l’origine des changements climatiques. Parmi ces facteurs figurent en premier lieu l’augmentation de la concentration des gaz à effet de serre et des aérosols (particules ou gouttelettes microscopiques en suspension dans l’air) dans l’atmosphère et la fluctuation de l’activité solaire, susceptibles toutes deux de modifier le bilan radiatif de la Terre et donc son climat. Les relevés d’observation relatifs aux facteurs de forçage du climat font partie des éléments d’information nécessaires pour comprendre les variations climatiques du passé dont il a été question dans la section précédente et, surtout, pour prévoir l’évolution future du climat (voir la section F).

Tout comme les relevés des changements climatiques antérieurs, les jeux de données sur les facteurs de forçage couvrent des périodes de durée variable et sont d’inégale qualité. On ne dispose de mesures directes de l’éclairement énergétique du soleil que pour les 20 dernières années environ. Ce n’est que vers le milieu du XXe siècle qu’a débuté la surveillance directe régulière de la concentration atmosphérique du dioxyde de carbone (CO₂). Quant à celle d’autres gaz homogènes persistants comme le méthane, elle a débuté plus tardivement encore. Les données paléo-atmosphériques tirées des carottes glaciaires mettent en évidence des variations de la concentration de certains gaz à effet de serre au cours des millénaires précédents. Par contre, les séries chronologiques de données concernant des agents de forçage qui ont des temps de séjour relativement courts dans l’atmosphère (par exemple les aérosols) sont plus récentes et bien moins complètes, parce qu’elles sont plus difficiles à établir et d’une plus grande hétérogénéité spatiale. Les jeux actuels de données mettent en lumière l’influence humaine sur les concentrations atmosphériques des gaz à effet de serre persistants aussi bien que des agents de forçage plus éphémères durant la dernière partie du millénaire précédent. La figure TS 8 illustre les effets de l’augmentation marquée des émissions anthropiques de gaz à effet de serre et de dioxyde de soufre (un précurseur d’aérosols) durant l’ère industrielle.

On appelle forçage radiatif (Wm^-2) du système climatique toute variation de l’énergie transmise à l’ensemble du système Terreatmosphère, causée par des changements des facteurs de forçage (voir l’encadré N° 1). D’après cette définition, le forçage radiatif du changement climatique constitue un indice des incidences moyennes relatives à l’échelle du globe de ce changement imputable à diverses causes naturelles et anthropiques sur le système surface- troposphère. La présente section a pour objet de mettre à jour les connaissances accumulées au sujet du forçage radiatif des changements climatiques qui se sont produits depuis l’époque préindustrielle jusqu’à nos jours. La figure TS 9 présente les valeurs estimées du forçage radiatif depuis le début de l’ère industrielle (1750) jusqu’en 1999 pour les agents de forçage naturels et anthropiques quantifiables. Bien qu’elles ne soient pas incluses dans cette figure en raison de leur caractère épisodique, les éruptions volcaniques sont à l’origine d’un autre forçage naturel important. On trouvera, dans les sous-sections qui suivent, un résumé des informations disponibles sur chacun des agents de forçage.

Les agents de forçage mentionnées à la figure TS 9 diffèrent grandement par leur forme, leur ampleur et leur répartition spatiale. Certains des gaz à effet de serre sont émis directement dans l’atmosphère, d’autres sont des produits chimiques résultant d’autres émissions. Certains de ces gaz restent longtemps dans l’atmosphère et s’y dispersent donc de façon homogène. D’autres y séjournent plus brièvement et présentent par conséquent des concentrations régionales hétérogènes. La plupart de ces gaz ont une origine à la fois naturelle et anthropique. Enfin, comme l’indique la figure TS 9, le forçage radiatif causé par ces divers agents peut être positif (c’est-à-dire contribuer au réchauffement de la surface de la Terre) ou bien négatif (c’est-à-dire contribuer au refroidissement de la surface de la Terre).

Figure TS 9 — Forçages radiatifs (Wm–2) annuels moyens dans le monde, découlant d’un certain nombre d’agents de la période pré-industrielle (1750) au présent (fin des années 90; vers 2000) (les valeurs numériques sont également indiquées dans le Tableau 6.11 du Chapitre 6). Pour des explications détaillées, voir le Chapitre 6.13. La hauteur de la barre rectangulaire indique une valeur centrale ou la meilleure estimation, son absence indique l’impossibilité d’obtenir la meilleure estimation. La ligne verticale dans les rectangles délimitée par des X indique un forçage pour lequel aucune estimation centrale n’est possible en raison d’incertitudes importantes. La marge d’incertitude indiquée ici n’a pas de base statistique et n’est donc pas utilisée ici dans le même sens du terme que dans le reste du document. Une mesure du “niveau de compréhension de la science”, allant d’élevé à moyen, à faible et à très faible, est associée à chaque forçage. Ces mesures représentent un jugement subjectif sur la fiabilité des estimations de forçage et reposent sur des facteurs tels que les hypothèses nécessaires pour l’évaluation du forçage, le niveau de connaissance des mécanismes physiques/chimiques déterminant le forçage et les incertitudes liées à l’estimation quantitative du forçage (voir le Tableau 6.12). Les gaz à effet de serre bien brassés sont regroupés dans la même barre rectangulaire, indiquant les contributions moyennes respectives des CO₂, CH₄, N₂O et halocarbones (voir les Tableaux 6.1 et 6.11). La combustion des combustibles fossiles est divisée en combustion de “carbone noir” et combustion de “carbone organique”, avec leurs meilleures estimations et leurs fourchettes respectives. Le signe des effets dus aux particules minérales est en lui-même une incertitude. Le forçage indirect dû aux aérosols troposphériques est mal connu. Il en est de même du forçage de l’aviation, dû à ses effets sur les traînées de condensation et les cirrus. Seul le “premier” type d’effets indirects dus aux aérosols, applicables dans le contexte des nuages liquides, est considéré ici. Le “deuxième” type est théoriquement important, mais les estimations quantitatives simulées ne sont pas très fiables. Le forçage lié aux aérosols stratosphériques provenant des éruptions volcaniques présente une grande variabilité au cours de la période et n’est donc pas pris en considération pour cette étude (voir cependant la Figure 6.8). Tous les forçages indiqués présentent des caractéristiques spatiales et saisonnières particulières (Figure 6.7) qui font que les moyennes annuelles mondiales affichées ne donnent pas une image complète de la perturbation radiative. Elles visent simplement à donner une perspective relative de premier rang sur une échelle moyenne annuelle mondiale et ne sauraient donc servir à déterminer la réaction du climat aux forçages naturels et/ou anthropiques. Comme indiqué dans le deuxième rapport d’évaluation, il est souligné que les forçages moyens mondiaux positifs et négatifs ne peuvent être additionnés ni considérés a priori comme fournissant des effets compensatoires en termes de l’impact complet sur le climat mondial. [Fondée sur la Figure 6.6]

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