Comment le changement climatique provoqué par l'homme affecte-t-il les phénomènes climatiques actuels et passés ? Crédit :iStock / Pobytov
Si les variables climatiques observées telles que la température ou les précipitations changent avec le temps, cela soulève la question de savoir si l'influence humaine joue un rôle. Pour enquêter sur cela, les scientifiques appliquent une méthode pour estimer les relations causales.
Le fait que les gaz à effet de serre émis par les humains modifient le système climatique mondial est scientifiquement incontesté. Les climatologues regardent souvent vers l'avenir avec leurs modèles et tentent de calculer comment la concentration croissante de CO2 dans l'atmosphère affectera diverses variables climatiques telles que la température ou les précipitations.
Cependant, nous connaissons également la météo et le climat d'aujourd'hui :par exemple, La Suisse est devenue de plus en plus chaude au cours du siècle dernier. Si les étés exceptionnellement chauds deviennent de plus en plus fréquents, cela soulève bientôt la question de savoir comment les actions humaines influencent le climat actuel et passé. Mais comment pouvons-nous déterminer si un changement observé dans le climat est causé par un changement climatique provoqué par l'homme ou est simplement dû à des fluctuations naturelles ?
Nous n'avons qu'un seul monde
Malheureusement, nous ne pouvons pas tester cette question expérimentalement en tant que scientifiques. La raison est aussi banale que sérieuse :nous n'avons qu'un seul monde. Nous ne pouvons pas mener des expériences classiques dans lesquelles nous opposent un climat avec influence humaine à un climat sans influence humaine.
Illustration de la méthode de détection et d'attribution. Ce n'est que dans la seconde moitié de la période analysée que le changement observé se démarque suffisamment des simulations du modèle sans influence humaine et est comparable aux simulations avec influence humaine. Crédit :ETH Zurich
Ce qui est à notre disposition, cependant, sont de longues séries d'observations pour les précipitations, niveau d'eau, Température, nombre de tempêtes et de nombreux autres paramètres mesurés. Pour tester si ces variables climatiques sont influencées par l'augmentation des émissions de gaz à effet de serre provenant des activités humaines, des scientifiques ont mis au point la méthode de détection et d'attribution.
Évaluer la cause et l'effet dans le modèle
La méthode implique une analyse combinée de longues séries d'observations et d'expériences de simulation dans lesquelles des modèles climatiques sont calculés à la fois avec et sans influence humaine afin de les comparer aux observations réelles. Si ces derniers ne sont reproduits que par les simulations avec émissions, on peut conclure que le changement climatique causé par l'homme est démontrable dans les observations.
Cependant, la possibilité de fluctuations naturelles sous-jacentes à un changement observé doit également être prise en compte :tous les étés ne sont pas aussi chauds et tous les hivers ne sont pas neigeux. Cela peut être exclu en utilisant à plusieurs reprises des modèles climatiques pour simuler l'étendue de ces fluctuations. Plus l'observation s'écarte de la gamme des fluctuations climatiques naturelles, plus la conclusion selon laquelle le changement climatique provoqué par l'homme influence l'observation est fiable.
La méthode de détection et d'attribution est un instrument important pour la recherche climatique et a été utilisée dans le dernier rapport climatique de l'ONU dans le chapitre sur les preuves du changement climatique d'origine humaine. Cependant, la méthode a des faiblesses. Il n'est pas toujours clair si les modèles climatiques estiment correctement l'étendue des fluctuations naturelles, et la possibilité qu'un changement observé ait été causé par un processus qui n'est pas inclus dans les modèles climatiques ne peut jamais être entièrement exclue. Malgré ces problèmes, la méthode peut fournir des preuves convaincantes dans une ligne de raisonnement.
Changement observé dans les ressources en eau douce de l'Europe. Crédit :L. Gudmundsson
Le changement climatique laisse des traces sur les ressources en eau
Un exemple :dans une étude récente publiée dans la revue Nature Changement Climatique , nous avons pu utiliser la méthode de détection et d'attribution pour montrer que la baisse observée des ressources en eau douce dans le sud de l'Europe est très probablement liée à l'augmentation des émissions de gaz à effet de serre.
Nous avons analysé des séries d'observations sur le ruissellement de plusieurs centaines de petits cours d'eau de 1956 à 2005 et les avons comparées à des modèles climatiques. Les observations montrent qu'il y a eu une tendance à des conditions plus sèches dans le sud de l'Europe au cours des dernières décennies, tandis que le nord a eu tendance à devenir plus humide. Les modèles climatiques ne reflètent ce schéma que lorsque les émissions humaines de gaz à effet de serre sont prises en compte.
Bien que des facteurs tels que la variabilité naturelle du climat et l'utilisation humaine de l'eau (par exemple l'irrigation) jouent également un rôle, globalement, les résultats montrent clairement que le changement climatique affecte déjà les ressources en eau de l'Europe aujourd'hui, et que les pénuries d'eau croissantes dans le sud de l'Europe sont une conséquence probable à l'avenir.
