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Le climat ne dépend pas seulement du CO2
date 17 mai 2010
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Le climat ne dépend pas seulement du CO2

L’argument des sceptiques...
Le CO2 n’est pas le seul facteur qui influence le climat. Il y a une myriade de forçages radiatifs qui affectent le bilan énergétique de la planète. Volcans, variations solaires, nuages, méthane, aérosols, etc. - tout cela affecte la façon dont l’énergie entre dans le système climatique et en sort.

Ce que dit la science...
Bien qu’il y ait de nombreux facteurs qui influencent le climat, le forçage radiatif du CO2 domine largement et croît plus vite que n’importe quel autre facteur.

Pour comprendre ce qui gouverne le climat, il ne faut pas procéder par élimination. La compréhension du climat résulte au contraire d’un processus d’intégration. De nombreux facteurs influencent le climat et doivent être considérés ensemble pour en avoir une vision complète, et ainsi prendre en compte leurs rétroactions. On trouvera ci-dessous une liste de facteurs de forçage radiatif. Ils sont quantifiés par la variation du flux net d’énergie au sommet de l’atmosphère qui leur est associée (IPCC AR4). Un forçage radiatif positif tend à réchauffer la planète et un forçage négatif tend à la refroidir.

- L’albédo de la surface a évolué à cause des activités humaines telles la déforestation. L’albédo planétaire moyen a augmenté et la planète réfléchit ainsi davantage de lumière solaire vers l’espace. Le forçage qui en résulte est négatif et est donc associé à un refroidissement de l’ordre de -0,2 W/m2
- L’ozone affecte le climat de deux manières. On estime que la diminution de l’ozone stratosphérique provoque un forçage négatif d’environ -0,05 W/m2. L’augmentation de l’ozone troposphérique a un effet positif (et provoque donc une tendance au réchauffement) de +0,35 W/m2
- Les variations solaires affectent le climat de deux manières. Les variations de l’irradiance totale (la quantité d’énergie solaire reçue au sommet de l’atmosphère : Total Solar Irradiance : TSI) produit un forçage direct. Il y a aussi un forçage indirect associé aux variations des ultras-violets solaires qui modifient la stratosphère. Le forçage radiatif dû aux variations solaires depuis le début de l’ère industrielle est estimé à +0,12 W/m2. Notez que le forçage radiatif solaire pourrait, peut être, être amplifié par un mécanisme faisant intervenir les rayons cosmiques et les nuages . Cette hypothèse est cependant contredite par le fait que le forçage radiatif solaire a diminué depuis les 30 dernières années. Ceci aurait donc dû induire une baisse importante des températures globales sur cette période si les rayons cosmiques et les nuages avaient amplifié ce forçage négatif. Cette hypothèse n’est donc pas compatible avec la tendance au réchauffement observée.

- Les volcans puissants envoient des sulfates dans la stratosphère. Ces sulfates se transforment et deviennent des aérosols qui réfléchissent la lumière du soleil et refroidissent la planète. Une grosse éruption volcanique peut provoquer un forçage radiatif de l’ordre de -3 W/m2. Cependant cet effet est transitoire ; après quelques années, les aérosols sont lessivés et disparaissent de l’atmosphère, tout comme le forçage associé.
- Les aérosols ont deux effets sur le climat. Ils ont un effet direct en réfléchissant la lumière du soleil vers l’espace (effet parasol). Ce forçage est estimé à environ -0,5 W/m2. Ils ont aussi un effet indirect car ils affectent la formation des nuages ce qui, à son tour, affecte l’albédo en l’augmentant. Le forçage radiatif correspondant est estimé à -0,7 W/m2.
- La vapeur d’eau stratosphérique augmente à cause de l’oxydation du méthane qui est, lui-même, en augmentation. Le forçage correspondant est faible et positif : +0,07 W/m2.
- Les traînées de condensation des avions ont un forçage radiatif positif de +0,01W/m2
- Le peroxyde d’azote (N2O) a atteint une concentration de 319 ppb en 2005. C’est un gaz à effet de serre qui donne un forçage positif de +0,16 W/m2.
- Les Halocarbones ont été largement utilisés dans la réfrigération et dans d’autres procédés industriels jusqu’à ce qu’on montre qu’ils détruisent la couche d’ozone. Ce sont des gaz à effet de serre et leur forçage radiatif est de +0,337 W/m2.
- Le méthane est un gaz à effet de serre plus puissant que le CO2. Les niveaux préindustriels étaient voisins de 715 parties par milliard (ppb) d’après les carottages de glace. Le niveau actuel est de 1774 ppb (c’est-à-dire 1774 cm3 de méthane pour un milliard de cm3 d’air). Le forçage radiatif du méthane est de +0,48 W/m2.
- La concentration en CO2 est passée de 280 parties par million (ppm) pendant l’ère préindustrielle à 384 ppm en 2009. Le forçage radiatif du CO2 est de +1,66 W/m2. Le forçage du CO2 croît a un rythme plus élevé que durant n’importe quelle décénnie depuis 1750.

Une incertitude est bien évidemment associée à ces chiffres, La figure ci-dessous (Figure 1) résume ces principaux forçages et leur incertitude sous forme de barre d’erreur.

Figure 1 : Forçages radiatifs globaux d’origine anthropique et forçage dû à l’effet solaire direct. Les barres d’erreur correspondent à l’incertitude du forçage.
(IPCC AR4 Figure 2.20a)


La Figure 2 distingue l’ensemble des forçages positifs causés par les gaz à effet de serre anthropiques, les forçages négatifs dus aux aérosols et le forçage anthropique résultant.

Figure 2 : Distribution de la probabilité (PDFs) des forçages radiatifs anthropiques. Trois types de forçage sont présentés : le total de tous les forçages anthropiques (courbe pleine rouge), le forçage radiatif dus aux variations des gaz à effet de serre de longue durée de vie et de l’ozone (trait pointillé rouge), et effet direct et indirect (via les nuages) des aérosols (trait pointillé bleue ). Les effets des variations de l’albédo de surface, des traînées de condensation et de la vapeur d’eau stratosphérique sont inclus dans la courbe totale mais pas dans les autres courbes. Les forçages naturels (soleil et volcans) ne sont pas inclus (IPCC AR4 Figure 2.20b)

Les gaz à effet de serre et l’ozone produisent ensemble un forçage de +2,9 W/m2. La majorité est due au CO2 (+1,66 W/m2). Ce forçage positif est atténué par les aérosols anthropiques qui réduisent le forçage anthropique total à + 1,6 W/m2 (positif, donc provoquant une tendance au réchauffement). L’autre point important que l’on peut tirer de la Figure 2 est qu’on a une assez bonne compréhension des forçages par les gaz à effet de serre : la distribution de la probabilité des gaz à effet de serre est beaucoup plus resserrée que celle des aérosols et le maximum de la fonction est nettement plus élevé, ce qui signifie que l’incertitude associée aux gaz à effet de serre est beaucoup plus faible.
Ces observations nous permettent de conclure qu’il est justifié de se concentrer sur la réduction du CO2 car ce gaz a effet de serre est celui qui est lié au forçage radiatif le plus important.