La vitesse à laquelle la planète se réchauffe en réponse à l'accumulation continue de dioxyde de carbone piégeant la chaleur pourrait augmenter à l'avenir, selon de nouvelles simulations d'une période chaude comparable il y a plus de 50 millions d'années.

Des chercheurs de l'Université du Michigan et de l'Université de l'Arizona ont utilisé un modèle climatique de pointe pour simuler avec succès, pour la première fois, le réchauffement extrême de la période de l'Éocène inférieur, qui est considéré comme un analogue du futur climat de la Terre.

Ils ont constaté que le taux de réchauffement augmentait considérablement à mesure que les niveaux de dioxyde de carbone augmentaient, une découverte avec des implications de grande envergure pour le futur climat de la Terre, les chercheurs rapportent dans un article dont la publication est prévue le 18 septembre dans la revue Avancées scientifiques .

Une autre façon d'exprimer ce résultat est que le climat de l'Éocène inférieur est devenu de plus en plus sensible au dioxyde de carbone supplémentaire à mesure que la planète se réchauffait.

« Nous avons été surpris de constater que la sensibilité climatique a augmenté autant qu'elle l'a fait avec l'augmentation des niveaux de dioxyde de carbone, " a déclaré le premier auteur Jiang Zhu, chercheur postdoctoral au Département U-M des Sciences de la Terre et de l'Environnement.

"C'est une découverte effrayante car elle indique que la réponse de la température à une augmentation future du dioxyde de carbone pourrait être plus importante que la réponse à la même augmentation du CO 2 maintenant. Ce n'est pas une bonne nouvelle pour nous."

Les chercheurs ont déterminé que la forte augmentation de la sensibilité climatique qu'ils ont observée - qui n'avait pas été observée lors des tentatives précédentes de simuler l'Éocène inférieur en utilisant des quantités similaires de dioxyde de carbone - est probablement due à une meilleure représentation des processus nuageux dans le modèle climatique qu'ils ont utilisé, le modèle de système terrestre communautaire version 1.2, ou CESM1.2.

Le réchauffement climatique devrait modifier la répartition et les types de nuages ​​dans l'atmosphère terrestre, et les nuages ​​peuvent avoir à la fois des effets de réchauffement et de refroidissement sur le climat. Dans leurs simulations de l'Éocène inférieur, Zhu et ses collègues ont constaté une réduction de la couverture nuageuse et de l'opacité qui a amplifié le CO 2 -réchauffement induit.

Les mêmes processus nuageux responsables de l'augmentation de la sensibilité climatique dans les simulations éocènes sont actifs aujourd'hui, selon les chercheurs.

"Nos résultats mettent en évidence le rôle des processus nuageux à petite échelle dans la détermination des changements climatiques à grande échelle et suggèrent une augmentation potentielle de la sensibilité climatique avec le réchauffement futur, " a déclaré Christopher Poulsen, chercheur en paléoclimat à l'UM, un co-auteur de la Avancées scientifiques papier.

"La sensibilité que nous inférons pour l'Eocène est en effet très élevée, bien qu'il soit peu probable que la sensibilité climatique atteigne les niveaux de l'Éocène au cours de notre vie, " a déclaré Jessica Tierney de l'Université de l'Arizona, le troisième auteur de l'article.

L'Éocène inférieur (il y a environ 48 à 56 millions d'années) a été la période la plus chaude des 66 derniers millions d'années. Cela a commencé avec le maximum thermique paléocène-éocène, qui est connu comme le PETM, le plus sévère de plusieurs courts, événements intensément chauds.

L'Éocène inférieur était une période de concentrations élevées de dioxyde de carbone dans l'atmosphère et de températures de surface d'au moins 14 degrés Celsius (25 degrés Fahrenheit) plus chaudes, en moyenne, qu'aujourd'hui. Aussi, la différence entre les températures à l'équateur et aux pôles était beaucoup plus petite.

Des preuves géologiques suggèrent que les niveaux de dioxyde de carbone atmosphérique ont atteint 1, 000 parties par million à l'Éocène inférieur, plus du double du niveau actuel de 412 ppm. Si rien n'est fait pour limiter les émissions de carbone provenant de la combustion de combustibles fossiles, CO 2 les niveaux pourraient à nouveau atteindre 1, 000 ppm d'ici 2100, selon les climatologues.

Jusqu'à maintenant, les modèles climatiques ont été incapables de simuler la chaleur de surface extrême de l'Éocène inférieur, y compris les pics de température soudains et dramatiques du PETM, en se fondant uniquement sur le CO atmosphérique. 2 niveaux. Des modifications non fondées des modèles ont été nécessaires pour que les chiffres fonctionnent, dit Poulsen, professeur au département U-M des sciences de la Terre et de l'environnement et doyen associé pour les sciences naturelles.

"Depuis des décennies, les modèles ont sous-estimé ces températures, et la communauté a longtemps supposé que le problème venait des données géologiques, ou qu'il y avait un mécanisme de réchauffement qui n'avait pas été reconnu, " il a dit.

Mais le modèle CESM1.2 a pu simuler à la fois les conditions chaudes et le faible gradient de température équateur-pôle observé dans les enregistrements géologiques.

"Pour la première fois, un modèle climatique correspond à la preuve géologique prête à l'emploi, c'est-à-dire sans ajustements délibérés apportés au modèle. C'est une percée pour notre compréhension des climats chauds du passé, " dit Tierney.

CESM1.2 était l'un des modèles climatiques utilisés dans le cinquième rapport d'évaluation faisant autorité du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat, finalisé en 2014. La capacité du modèle à simuler de manière satisfaisante le réchauffement de l'Éocène précoce fournit un solide soutien à la prédiction de CESM1.2 du réchauffement futur, qui s'exprime à travers un paramètre climatique clé appelé sensibilité climatique d'équilibre.

Le terme sensibilité climatique à l'équilibre fait référence au changement à long terme de la température mondiale qui résulterait d'un doublement soutenu (des centaines à des milliers d'années) des niveaux de dioxyde de carbone au-dessus de la ligne de base préindustrielle de 285 ppm. Le consensus parmi les climatologues est que l'ECS est susceptible d'être entre 1,5 C et 4,5 C (2,7 F-8,1 F).

La sensibilité climatique d'équilibre dans CESM1.2 est proche de l'extrémité supérieure de cette fourchette de consensus à 4,2 C (7,7 F). Les simulations de l'Éocène inférieur de l'étude dirigée par U-M ont montré une sensibilité croissante au climat d'équilibre avec le réchauffement, suggérant une sensibilité éocène de plus de 6,6 C (11,9 F), bien supérieure à la valeur actuelle.