Comment le changement climatique pourrait-il affecter l'acidification des océans du monde ou la qualité de l'air en Chine et en Inde au cours des prochaines décennies, et quelles politiques climatiques pourraient être efficaces pour minimiser ces impacts ? Pour répondre à de telles questions, les décideurs s'appuient régulièrement sur des projections scientifiques des impacts physiques et économiques du changement climatique sur des régions et des secteurs économiques sélectionnés. Mais les projections qu'ils obtiennent peuvent ne pas être aussi fiables ou utiles qu'elles le paraissent :l'étalon-or d'aujourd'hui pour les évaluations d'impact climatique – les projets d'intercomparaison de modèles (MIP) – est insuffisant à bien des égards.

MIP, qui utilisent des modèles détaillés de climat et d'impact pour évaluer les effets environnementaux et économiques de différents scénarios de changement climatique, nécessitent une coordination internationale entre plusieurs groupes de recherche, et utiliser une structure de modélisation rigide avec un ensemble fixe de scénarios de changement climatique. Ce très dispersé, Une approche de modélisation inflexible rend difficile la production d'évaluations d'impact climatique cohérentes et opportunes dans le cadre de politiques économiques et environnementales changeantes. En outre, Les PMI se concentrent sur un seul secteur économique à la fois et ne représentent pas des rétroactions entre les secteurs, dégradant ainsi leur capacité à produire des projections précises des impacts climatiques et des comparaisons significatives de ces impacts dans de multiples secteurs.

Pour pallier ces inconvénients, les chercheurs du programme conjoint du MIT sur la science et la politique du changement global proposent une méthode alternative que seule une poignée d'autres groupes poursuivent actuellement :un cadre de modélisation cohérent pour évaluer les impacts climatiques dans plusieurs régions et secteurs. Ils décrivent la mise en œuvre de cette méthode par le Programme commun et fournissent des exemples illustratifs dans une nouvelle étude publiée dans Communication Nature .

La méthode du programme conjoint est essentiellement un modèle d'évaluation intégré (IAM) de nouvelle génération. Les IAM se présentent généralement sous deux formes :soit de simples modèles climatiques couplés à des algorithmes qui traduisent les augmentations de la température moyenne de surface mondiale en dommages environnementaux et économiques connus sous le nom de coût social du carbone ; ou sous forme de modèles plus détaillés du système terrestre avec une représentation en constante amélioration des impacts physiques, couplée à des modèles économiques. Le programme conjoint IAM intègre une représentation physique résolue géospatialement des impacts climatiques dans un cadre de modélisation couplé de l'homme et du système terrestre.

Développé au cours des 26 dernières années, le cadre de modélisation du système mondial intégré (IGSM) du MIT permet aux chercheurs de concevoir sur mesure des scénarios de changement climatique et d'évaluer les impacts climatiques dans le cadre de ces scénarios. Pour un scénario de changement climatique donné, ils peuvent utiliser le cadre pour analyser la chaîne des changements physiques aux niveaux régional et sectoriel, puis estimer les impacts économiques à ces niveaux.

« Le cadre IGSM permet de faire une évaluation multisectorielle de l'impact climatique dans un cadre de modélisation unique au sein d'un même groupe, " dit Erwan Monier, auteur principal de l'étude et chercheur principal au programme conjoint. « Il est réactif aux changements de politiques environnementales, cohérent en interne, et beaucoup plus flexible que les exercices internationaux multimodèles."

Dans l'étude, Monier et ses co-auteurs ont appliqué le cadre IGSM pour évaluer les impacts climatiques dans différents scénarios de changement climatique - "Paris Forever, " un scénario dans lequel les engagements de l'Accord de Paris sont réalisés jusqu'en 2030, puis maintenu à ce niveau jusqu'en 2100 ; et "2C, " un scénario avec une politique mondiale de réduction des émissions basée sur la taxe carbone conçue pour plafonner le réchauffement climatique à 2 degrés Celsius d'ici 2100. Les évaluations montrent que " Paris Forever " conduirait à un large éventail d'impacts climatiques projetés dans le monde entier, mis en évidence par différents niveaux d'acidification des océans, qualité de l'air, la pénurie d'eau, et la productivité agricole dans différentes régions. Le scénario "2C", cependant, atténuerait une partie substantielle de ces impacts. Les chercheurs ont également exploré des scénarios supplémentaires développés par Shell International concernant le développement potentiel de technologies énergétiques à faible émission de carbone.

"Ces exemples montrent la réactivité, cohérence et capacité multisectorielle de notre approche, qui, selon nous, représente une direction prometteuse pour la communauté de la modélisation de l'impact climatique, " dit Sergueï Paltsev, co-auteur de l'étude et directeur adjoint du MIT Joint Program, ainsi que chercheur principal au MIT Energy Initiative et au MIT Center for Energy and Environmental Policy Research. "Contrairement aux IAM et MIP traditionnels, les modèles améliorés de systèmes couplés homme-Terre tels que le cadre IGSM permettent aux chercheurs de concevoir de nouveaux scénarios d'émissions en quelques mois plutôt qu'en quelques années, éviter les incohérences entre les différents composants et scénarios du modèle, et analyser plusieurs secteurs à la fois."

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site populaire qui couvre l'actualité de la recherche du MIT, innovation et enseignement.