3. Scénarios d’évolution climatique

Les projections des climatologues

Il existe une quarantaine de modèles dans le monde, dont deux en France. Ce sont les seuls outils permettant de prédire l’évolution du climat futur.

Pour comprendre le fonctionnement de la machine climatique et prédire l’évolution du climat à venir, les scientifiques réalisent des modèles numériques, basés sur des programmes informatiques, qui permettent de simuler dans le temps et dans l’espace divers paramètres (température de l’air, de l’océan, vent, humidité, précipitations…). La modélisation du climat passe par une mise en équation des phénomènes climatiques à partir de lois physiques. La mécanique des fluides, par exemple, permet de décrire mathématiquement les vents et les courants marins. Initialement élaborés pour la prévision du temps, les modèles de circulation générale de l’atmosphère ont été progressivement enrichis. Aujourd’hui, les modèles dits du système Terre prennent également en compte la composition de l’atmosphère (gaz à effet de serre, aérosols…), les océans, les sols et la dynamique de la végétation, ainsi que le cycle du carbone. Il existe une quarantaine de modèles dans le monde, dont deux en France*. Pour développer de tels outils de prévision, les climatologues doivent faire face à de nombreuses difficultés : par exemple, la diversité d’échelles des phénomènes rencontrés ou la complexité des interactions entre les divers composants de l’environnement. D’où parfois des résultats qui diffèrent selon les modèles. Les climatologues préfèrent donc parler de projections climatiques plutôt que de prévisions lorsqu’ils annoncent les résultats de leurs modèles. Pour l’heure, il s’agit des seuls outils permettant d’évaluer les risques climatiques futurs.

* Les modèles du Centre national de recherches météorologiques et de l’Institut Pierre Simon Laplace.

Les modèles sont-ils fiables ?

Les modèles sont soumis à des séries de tests pouvant aller jusqu’à vérifier leur capacité à reproduire le climat d’autres planètes.

Il y a plusieurs façons de s’assurer de la fiabilité d’un modèle climatique : on le confronte aux observations disponibles (stations météorologiques, bouées Argo, mesures satellitaires…) ; on évalue sa capacité à reproduire les caractéristiques saisonnières du climat dans chaque région (moussons tropicales, englacement de l’Arctique en hiver…) ou les tendances récentes du climat observé (réchauffement global). On le teste aussi dans un contexte très différent du climat actuel, soit en vérifiant qu’il est capable de reproduire des climats passés, comme les périodes glaciaires ; soit en le testant sur d’autres planètes du Système solaire, comme Mars ou Vénus. Les résultats des modèles sont ensuite déposés dans des bases de données accessibles à tous les chercheurs et font l’objet de vérifications au-delà de la communauté des modélisateurs. Certains résultats sont retrouvés dans toutes les simulations et les scientifiques leur accordent un haut degré de confiance (par exemple, le réchauffement en Arctique) ; d’autres sont très différents d’un modèle à l’autre, et donc plus incertains. Ainsi, la façon de prendre en compte les nuages conduit, pour un même scénario d’émissions de gaz à effet de serre liées aux activités humaines, à une estimation du réchauffement global qui peut varier d’un facteur 2. Les modèles doivent donc encore être améliorés. Mais ils permettent déjà de prévoir les grandes tendances du changement climatique sans que l’on sache précisément où, quand et avec quelle amplitude les impacts se feront sentir.

Dérèglement climatique en vue

Si l’exploitation des énergies fossiles se poursuit au rythme actuel, les projections des climatologues annoncent un réchauffement de 4 °C supplémentaires d’ici à 2100.

Depuis 2010, les climatologues travaillent sur quatre scénarios de concentrations de gaz à effet de serre (dits RCP : Representative Concentration Pathways) pour les décennies à venir. Résultat : les modèles du climat montrent que l’ampleur du réchauffement global futur sera proportionnelle au cumul des rejets de gaz à effet de serre dus aux activités humaines. Si dans tous les scénarios le réchauffement global est relativement comparable durant les trente prochaines années (réponse inéluctable à l’impact déjà produit par les activités humaines sur le climat), de grandes différences apparaissent par la suite. Dans le cas du scénario RCP 2.6, qui correspond à une réduction très forte des émissions de gaz à effet de serre, la température va encore augmenter de 1 °C d’ici à 2050 puis se stabiliser. Le niveau des mers augmentera de 40 centimètres d’ici à 2100 et la banquise arctique n’aura pas disparu en été. À l’inverse, dans le cas du scénario le plus élevé, RCP 8.5, qui correspond à la poursuite de l’exploitation croissante des énergies fossiles comme c’est le cas aujourd’hui, les modèles des climatologues annoncent un réchauffement jusque quatre fois plus rapide ce siècle que le précédent (4 °C supplémentaires d’ici à 2100, voire 6 °C en 2200 et 8 °C en 2300), une montée du niveau des mers pouvant aller jusqu’à 1 mètre d’ici 2100, et un océan arctique libre de glace en été.

Petits effets, grandes conséquences

Le réchauffement de la planète provoque des réactions en chaîne qui vont encore l’amplifier, avec des effets destructeurs pour l’environnement et les humains.

Dans le 5^e rapport du Giec, la liste est longue des risques associés à la poursuite du réchauffement global de la planète : disparition de la banquise arctique durant l’été, acidification des océans, migration ou extinction d’espèces, baisse des rendements agricoles, insécurité alimentaire, augmentation des épidémies, apparition de maladies (comme le paludisme) dans de nouvelles zones, diminution des ressources en eau, évènements météorologiques encore plus extrêmes, élévation du niveau des océans, augmentation des catastrophes naturelles, flux migratoires nouveaux… Une diversité de conséquences impressionnante au regard d’une élévation du thermomètre mondial pouvant sembler modeste (4 °C d’ici à 2100, si l’on continue sur la trajectoire actuelle). Mais le réchauffement de l’atmosphère provoque des réactions en chaîne qui vont encore l’amplifier. En intensifiant les phénomènes d’évaporation, il va augmenter la concentration de vapeur d’eau (gaz à effet de serre) dans l’atmosphère, ce qui ne fera que renforcer le réchauffement initial. De même, la fonte des glaces polaires et des glaciers va s’accélérer : les régions découvertes ne réfléchissant plus autant la lumière du Soleil (une surface enneigée réfléchit 80 % du rayonnement solaire contre 10 %, par exemple, pour une forêt), elles se réchaufferont à leur tour, participant un peu plus au déséquilibre climatique mondial.

Ce dossier est une déclinaison de l’exposition « Le climat à 360° » présentée à la Cité des sciences de l’industrie en septembre 2015 à l’occasion de la COP21, avec le soutien de la Fondation BNP Paribas. Les contenus ont été mis à jour en 2018.