GT I: Les éléments scientifiques

E.4 Nouvelles estimations des réactions au forçage naturel

D’après un certain nombre d’évaluations fondées sur des principes physiques et des simulations sur modèle, le forçage naturel ne peut expliquer à lui seul le réchauffement de la planète récemment observé, pas plus que les changements constatés de la distribution verticale de la température dans l’atmosphère. Des modèles entièrement couplés océan-atmosphère ont pris en compte des reconstitutions des forçages solaires et volcaniques pendant les cent à trois cents dernières années pour estimer la contribution du forçage naturel à la variabilité du climat et aux changements climatiques. Bien que la reconstitution des forçages naturels soit aléatoire, la prise en compte de leurs effets entraîne une augmentation de la variance aux grandes échelles de temps (plusieurs décennies). Cela a pour effet de rapprocher la variabilité à basse fréquence de celle déduite des reconstitutions paléoclimatiques. Il est probable que le forçage naturel net (c’est-à-dire solaire et volcanique) est négatif depuis deux, voire quatre décennies. Les évaluations statistiques confirment que la variabilité naturelle simulée, qu’elle soit ou pas due au forçage naturel, ne peut guère expliquer le réchauffement observé durant la seconde moitié du XXe siècle (voir la figure TS 15). Par contre, on a détecté une certaine influence du forçage volcanique sur le climat et peut-être même une influence solaire, surtout au début du XXe siècle. Même si les modèles sous-estiment l’ampleur de la réaction au forçage solaire ou volcanique, les configurations spatiales et temporelles sont telles que ces effets ne peuvent à eux seuls expliquer l’évolution des températures observée au XXe siècle.

Figure TS 15 — Anomalies des températures moyennes mondiales à la surface, par rapport à la moyenne de la période 1880 à 1920, tirée des relevés instrumentaux, comparées à des séries de quatre simulations avec un modèle climatique couplé océan atmosphère, avec a) uniquement les forçages solaires et volcaniques, b) des forçages anthropiques, notamment de gaz à effet de serre bien brassés, des changements dans l’ozone stratopshérique et troposphérique et les effets directs et indirects d’aérosols sulfatés, et c) tous les forçages, naturels aussi bien qu’anthropiques. La ligne foncée représente les données instrumentales et les lignes minces les différentes simulations sur modèles de quatre membres. Il convient de noter que les données sont des valeurs annuelles moyennes. Les données des modèles sont échantillonnées uniquement aux emplacements où il y a eu observations. Les changements dans les aérosols sulfatés ont été calculés interactivement tandis que ceux de l’ozone troposphérique ont été calculés en différé avec un modèle de transport chimique. Les changements dans la brillance des nuages (qui est le premier effet indirect des aérosols sulfatés) ont été calculés par une simulation en différé et inclus dans le modèle. Les changements dans l’ozone stratosphérique étaient fondés sur des observations. Les forçages volcaniques et solaires étaient fondés sur des combinaisons publiées de mesures et de données indirectes. Le forçage anthropique net en 1990 était de 1,0 Wm^-2, incluant un refroidissement net de 1,0 Wm^-2 dû aux aérosols sulfatés. Le forçage naturel net pour 1990 par rapport à 1860 était de 0,5 Wm^-2, pour 1992, il a donné un refroidissement net de 2,0 Wm^-2 dû au Mont Pinatubo. D’autres modèles incorporant des forçages anthropiques donnent des résultats similaires à ceux qui sont indiqués en b). [Fondée sur la Figure 12.7]

E.5 Sensibilité aux signaux estimés du changement climatique

De nombreux éléments d’information témoignent des concordances qualitatives des changements climatiques observés et des réactions des modèles au forçage anthropique. Tant les modèles que les observations révèlent une hausse des températures à l’échelle du globe, un écart accru entre les températures terrestres et océaniques, une réduction de l’étendue des glaces de mer, un recul des glaciers et un accroissement des précipitations aux latitudes élevées de l’hémisphère Nord. Il existe encore certaines incohérences qualitatives, notamment le fait que les modèles prédisent un rythme de réchauffement de la troposphère moyenne et supérieure plus rapide que celui qu’indiquent les données d’observation de la température troposphérique recueillies par satellite ou radiosonde.

D’après toutes les simulations qui ont été effectuées avec des gaz à effet de serre et des aérosols sulfatés dans le cadre d’études de détection, seule une contribution anthropique considérable permet d’expliquer l’évolution observée dans la troposphère et à la surface du globe durant ces 30 dernières années au moins. Depuis le deuxième Rapport d’évaluation, on dispose d’un plus grand nombre de simulations fondées sur une augmentation des gaz à effet de serre et une représentation plus ou moins élaborée des effets des aérosols. Plusieurs études ont eu recours à une représentation explicite des gaz à effet de serre (et non pas à une augmentation équivalente du CO₂). Certaines ont également prisen compte les variations de la concentration d’ozone troposphérique, un cycle du soufre interactif, un traitement radiatif explicite de la dispersion des aérosols sulfatés ainsi que de meilleures estimations des variations de l’ozone stratosphérique. Dans l’ensemble, malgré l’ambiguïté fréquente de la détection de la réaction du climat à ces autres facteurs anthropiques, la détection de l’influence des gaz à effet de serre sur l’évolution de la température à la surface pendant les 50 dernières années est d’une fiabilité éprouvée. Dans certains cas, on a procédé à des séries de simulations afin de réduire le «bruit» altérant les estimations de la réaction en fonction du temps. Certaines études ont permis d’évaluer les fluctuations saisonnières de la réaction. S’il a été difficile, en raison des incertitudes que présentent les signaux estimés des changements climatiques, d’attribuer les changements observés à une combinaison donnée d’influences anthropiques et naturelles, toutes les études ont conclu à la nécessité d’une contribution anthropique importante pour expliquer l’évolution observée à la surface du globe et dans la troposphère durant au moins les 30 dernières années.

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