Une équipe internationale de scientifiques a annoncé aujourd'hui lors des pourparlers sur le climat de Bonn que les émissions humaines de dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre, sont à nouveau en hausse cette année, après trois ans de rester essentiellement plat. Ils prévoient que les émissions atteindront un record de 41 milliards de tonnes en 2017, parallèlement à une augmentation prévue de 2 pour cent de la combustion de combustibles fossiles.

Cependant, le niveau de carbone dans l'air ne correspond pas exactement aux émissions; l'océan et la terre absorbent et rejettent de grandes quantités de CO2, et le solde peut varier d'une année à l'autre en raison des cycles climatiques naturels et d'autres facteurs. Les scientifiques ne peuvent qu'approcher les chiffres. Le dioxyde de carbone atmosphérique a en fait augmenté à des taux annuels records d'environ 3 parties par million en 2015 et 2016, même si les émissions étaient stables au cours de ces années. Les niveaux continuent d'augmenter cette année, et atteindra probablement une moyenne record de 405,5 parties par million.

Parallèlement à la publication des chiffres des émissions de cette année, Galien McKinley, professeur de sciences de la terre et de l'environnement à l'université de Columbia et à son observatoire de la Terre Lamont Doherty, co-auteur d'un article publié aujourd'hui dans la revue Nature Changement Climatique , dans lequel elle et ses collègues discutent des difficultés de suivi des sources et des destinations du dioxyde de carbone. Au dessous de, elle explique.

Où vont nos émissions de dioxyde de carbone ?

Seulement environ 50 pour cent du CO2 provenant des émissions humaines reste dans l'atmosphère. Le reste est à peu près également réparti entre l'absorption dans la biosphère terrestre et dans l'océan. Le CO2 dans l'atmosphère est fonction de l'équilibre entre l'émission et l'absorption dans la terre et l'océan. Les émissions et l'absorption par la terre et l'océan peuvent varier dans le temps.

Quelles parties du système faisons-nous le mieux, et le moins, comprendre?

L'absorption océanique cumulative de tout le carbone que nous avons émis au cours de l'ère industrielle a été quantifiée avec une erreur d'environ 10 %. Les incertitudes sont plus grandes pour la variabilité de l'absorption au fil du temps. Donc, peut-être qu'un an a un peu plus d'absorption, le suivant un peu moins. La répartition spatiale détaillée comporte également des incertitudes, d'autant plus que les écailles deviennent plus petites. Par exemple, nous savons que l'Atlantique Nord est une région de captation de carbone très intense, mais l'absorption à n'importe quelle latitude et longitude est plus difficile à cerner. Sur terre, il y a beaucoup de connaissances sur les processus entraînant l'absorption et la libération de carbone. Mais la terre varie considérablement d'un endroit à l'autre, étendre notre compréhension à partir des sites de terrain est donc un défi majeur. Jusqu'à maintenant, le budget global a estimé l'occupation des terres comme une différence entre ce qui est émis et ce qui reste dans l'atmosphère ou va dans l'océan. Mais nous progressons. Des modèles ont été développés sur la base d'observations et de budgets sur des sites de terrain à long terme et dans des campagnes de terrain dédiées. Maintenant, ces modèles sont utilisés pour estimer directement l'occupation des sols pour la première fois. Bien sûr, il reste de nombreuses incertitudes.

Que s'est-il passé en 2015-2016 pour conduire à des augmentations aussi importantes du CO2 atmosphérique ?

En un an avec un grand El Niño comme 2015-16, la biosphère terrestre, dans son ensemble, a pris moins de carbone. En effet, El Niño a asséché et réchauffé de nombreux endroits. Cela a provoqué des incendies à certains endroits, et moins de croissance des plantes chez les autres. L'océan a retenu un peu plus de carbone. Mais le solde net était un taux de croissance plus important du CO2 atmosphérique. Des changements similaires ont été observés avec le fort El Niño de 1997-98.

Dans le cadre de l'accord de Paris sur le climat, les nations sont censées déclarer leurs émissions, et les scientifiques essaient de vérifier l'information. Quelle est la fiabilité de l'effort de vérification ?

Maintenant, le bilan carbone mondial n'est pas suffisamment précis pour vérifier les estimations nationales des émissions. D'abord, car il y a tant de nations, et un peu plus de l'un peut facilement équilibrer un peu moins de l'autre. Et, en raison des incertitudes considérables dans l'absorption par les terres et les océans. C'est un objectif scientifique à long terme de vérifier au moins l'impact intégré des réductions d'émissions. Des efforts sont en cours pour suivre les émissions au niveau régional, jusqu'au niveau national. Ces efforts ont fait de grands progrès ces dernières années, mais sont encore rudimentaires. Les méthodes actuelles utilisent des données de terrain, données satellitaires, et les modèles de transport atmosphérique, tous combinés. Pour arriver à un véritable système de vérification, il faudra une explosion de la capacité d'observation en temps réel, ainsi que des modèles améliorés.

Pensez-vous que le CO2 dans l'air va continuer à augmenter ? Si c'est le cas, quelles sont les implications ? Que les niveaux de CO2 continueront ou non à augmenter dépend des actions humaines. Les émissions sont actuellement à des niveaux historiquement élevés, et à ce rythme, le CO2 dans l'atmosphère va certainement continuer à augmenter. Les émissions doivent être considérablement réduites pour que les niveaux de CO2 atmosphérique se stabilisent ou diminuent. Le réchauffement climatique et l'acidification de l'océan se poursuivront tant que le CO2 atmosphérique continuera d'augmenter.

Pourrait-il y avoir des surprises qui changeraient soudainement le bilan carbone, et perspectives d'avenir ?

Dans l'océan, nous pensons que les changements dans la circulation océanique pourraient avoir un impact sur l'absorption du carbone océanique. Il existe des preuves de tels changements dans le passé. Il existe également une notion selon laquelle l'océan n'a qu'une certaine capacité totale, mais cela est complexe et dépendant du temps. Sur des échelles de temps de 10, 000 ans, l'océan devrait être capable d'absorber au moins 85 pour cent de toutes les émissions. L'océan ne se mélange complètement qu'une fois tous les 1, 000 ans, et il a besoin de plusieurs mélanges pour absorber tout le carbone. Mais comme le carbone est très soluble dans l'eau de mer, dans un certain sens, la capacité océanique est infinie. Si vous ne vous souciez que des très longues échelles de temps, le carbone sera absorbé par les océans. Mais la société humaine a tendance à se soucier des échelles de temps beaucoup plus courtes. Pour ces, le ralentissement de la circulation océanique pourrait certainement avoir un impact sur la charge de CO2 atmosphérique. A terre à ce jour, l'absorption cumulative de carbone de la biosphère est approximativement nulle. Ce que j'entends par cumulatif, c'est la somme intégrée de toutes les émissions de carbone dues au changement d'affectation des terres depuis l'ère préindustrielle, et l'absorption de carbone se produisant avec la repousse des forêts et une croissance accrue en raison de plus de CO2 dans l'atmosphère. À l'heure actuelle, cet effet cumulatif semble être l'absence d'absorption nette. À la fois, nous savons que le réchauffement climatique libérera au moins une partie du CO2 des sols et du pergélisol, et certaines forêts sont plus vulnérables à la sécheresse et aux incendies avec le réchauffement. Et. nous avons besoin de l'agriculture pour nourrir les gens. Donc, il ne me semble pas qu'il y ait un grand réservoir terrestre où l'on puisse s'attendre à ce que beaucoup de carbone soit naturellement stocké à long terme. Les actions humaines pourraient améliorer certains stockages et réduire les pertes, par exemple avec les pratiques de conservation en agriculture. Mais par rapport à la capacité de l'océan, les accumulations probables seront faibles pendant des centaines à des milliers d'années. Néanmoins, sur des délais plus courts, la terre peut avoir un impact énorme. L'El Niño 2015-16 l'illustre clairement.