L'une des questions clés sur le changement climatique est la force de l'effet de serre. En termes scientifiques, cela est décrit comme une « sensibilité au climat ». Il est défini comme la quantité de température moyenne de la Terre augmentera finalement en réponse à un doublement des niveaux de dioxyde de carbone atmosphérique.

La sensibilité climatique a été difficile à cerner avec précision. Les modèles climatiques donnent une fourchette de 1,5 à 4,5℃ par doublement de CO₂, alors que les observations météorologiques historiques suggèrent une fourchette plus petite de 1,5 à 3,0 par doublement de CO₂.

Dans une nouvelle étude publiée dans Science Advances, Cristian Proistosescu et Peter J. Huybers de l'Université Harvard résolvent cette divergence, en montrant que les modèles sont susceptibles d'être justes.

Selon leur analyse statistique, les observations météorologiques historiques ne révèlent qu'une partie de la réponse complète de la planète à l'augmentation des niveaux de CO₂. La véritable sensibilité climatique ne se manifestera qu'à l'échelle de plusieurs siècles, en raison d'effets que les chercheurs appellent des « rétroactions climatiques lentes ».

Rapide et lent

Pour comprendre cela, il est important de savoir précisément de quoi on parle quand on parle de sensibilité climatique. Ce qu'on appelle la "sensibilité climatique d'équilibre", ou des rétroactions climatiques lentes, fait référence à la conséquence ultime de la réponse climatique - en d'autres termes, les effets finaux et les conséquences environnementales qu'une concentration donnée de gaz à effet de serre produira.

Ceux-ci peuvent inclure des processus de rétroaction climatique à long terme tels que la désintégration de la calotte glaciaire avec des changements conséquents dans la réflexion de la surface de la Terre (albédo), changements dans les modèles de végétation, et la libération de gaz à effet de serre tels que le méthane des sols, la toundra ou les sédiments océaniques. Ces processus peuvent avoir lieu sur des échelles de temps de plusieurs siècles ou plus. En tant que tels, ils ne peuvent être prédits qu'à l'aide de modèles climatiques basés sur des données préhistoriques et des preuves paléoclimatiques.

D'autre part, lorsque le forçage des gaz à effet de serre augmente à un taux aussi élevé que 2 à 3 parties par million (ppm) de CO₂ par an, comme c'est le cas au cours de la dernière décennie, le taux de processus de rétroaction lents peut être accéléré.

Les mesures des changements atmosphériques et marins effectuées depuis la révolution industrielle (lorsque les humains ont commencé à libérer massivement des gaz à effet de serre) capturent principalement les effets directs du réchauffement du CO₂, ainsi que des rétroactions à court terme telles que des modifications de la vapeur d'eau et des nuages.

Une étude menée par le climatologue James Hansen a conclu que la sensibilité climatique est d'environ 3℃ pour un doublement du CO₂ en ne considérant que les rétroactions à court terme. Cependant, il est potentiellement aussi élevé que 6  si l'on considère un équilibre final impliquant une grande partie de la fonte des glaces de l'ouest et de l'est de l'Antarctique, si et quand les niveaux mondiaux de serre dépasseront la plage de 500 à 700 ppm de CO₂.

Cela illustre le problème de l'utilisation d'observations météorologiques historiques pour estimer la sensibilité climatique – cela suppose que la réponse sera linéaire. En réalité, il y a des facteurs dans le futur qui peuvent pousser la courbe vers le haut et augmenter la variabilité climatique, y compris les inversions transitoires qui pourraient interrompre le réchauffement à long terme. Mettre tout simplement, les températures n'ont pas encore rattrapé l'augmentation des niveaux de gaz à effet de serre.

Records climatiques préhistoriques pour l'Holocène (10, il y a 000-250 ans), la fin de la dernière ère glaciaire environ 11, il y a 700 ans, et des périodes antérieures telles que l'Eémien (environ 115, 000-130, il y a 000 ans) suggèrent des sensibilités climatiques d'équilibre aussi élevées que 7,1-8,7℃.

Jusqu'à présent, nous avons connu environ 1,1℃ de réchauffement climatique moyen depuis la révolution industrielle. Au cours de cette période, les niveaux de CO₂ dans l'atmosphère sont passés de 280 ppm à 410 ppm – et l'équivalent de plus de 450 ppm après avoir pris en compte les effets de tous les autres gaz à effet de serre en plus du CO₂.

Franchir le seuil

Il est peu probable que le changement climatique se déroule de manière linéaire. Au lieu, il existe une gamme de seuils potentiels, les points de basculement, et les points de non-retour qui peuvent être franchis pendant le réchauffement ou les pauses de refroidissement transitoires de courte durée suivies d'un réchauffement supplémentaire.

Les archives préhistoriques des cycles entre les périodes glaciaires, à savoir l'intervention de périodes "interglaciaires" plus chaudes, révéler plusieurs de ces événements, comme le gros gel qui s'est soudainement installé vers 12h, Il y a 900 ans, et le dégel brutal vers 8h, il y a 200 ans.

Dans les archives préhistoriques, des événements de gel soudains (appelés « événements stadiaux ») suivent systématiquement les températures interglaciaires maximales.

De tels événements pourraient inclure l'effondrement de la circulation médio-océanique de l'Atlantique (AMOC), avec pour conséquence un gel généralisé associé à un afflux d'une fonte importante des glaces du Groenland et d'autres calottes glaciaires polaires. L'afflux d'eau de fonte froide ferait avorter l'AMOC chaude riche en sel, conduisant à un refroidissement régional tel qu'il est enregistré après chaque pic de température au cours des périodes interglaciaires précédentes.

Au cours des dernières années, des bassins d'eau froide au sud du Groenland ont indiqué un tel refroidissement de l'océan Atlantique Nord. Le taux actuel de réchauffement climatique pourrait potentiellement déclencher l'effondrement de l'AMOC.

Un effondrement de l'AMOC, que les « sceptiques » du climat accueilleraient sans doute comme « preuve du refroidissement global », représenterait un événement transitoire très perturbateur qui porterait préjudice à l'agriculture, en particulier dans l'hémisphère nord. En raison de l'accumulation cumulée de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, une pause aussi froide est inévitablement suivie d'une reprise du chauffage, conforme aux projections du GIEC.

La libération de gaz à effet de serre par l'humanité est sans précédent en termes de vitesse et d'ampleur. Mais si nous regardons assez loin dans le temps, nous pouvons obtenir des indices sur ce à quoi s'attendre. Il y a environ 56 millions d'années, La Terre a connu un réchauffement de 5 à 8℃ pendant plusieurs millénaires, après une libération soudaine de rétroactions déclenchées par le méthane qui a fait monter le niveau de CO₂ à environ 1, 800 ppm.

Pourtant, même cette augmentation soudaine des niveaux de CO₂ était largement inférieure au taux d'augmentation actuel du CO₂ de 2 à 3 ppm par an. À ce niveau là, sans précédent dans l'histoire de la Terre enregistrée au cours des 65 derniers millions d'années (à l'exception des conséquences des impacts d'astéroïdes), le climat peut entrer dans un territoire vraiment inexploré.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.