L'augmentation de la concentration de dioxyde de carbone dans l'atmosphère a réchauffé la Terre depuis le début de l'ère industrielle. Les modèles climatiques tentent de projeter dans quelle mesure cette tendance au réchauffement va se poursuivre, mais ils diffèrent dans leur réponse de la température moyenne mondiale à l'augmentation des concentrations de gaz à effet de serre. C'est ce qu'on appelle la sensibilité climatique, selon le Dr Florent Brient, chercheur postdoctoral au Centre National de Recherches Météorologiques (Météo-France/CNRS), La France, et auteur d'une étude récemment publiée qui passe en revue une nouvelle méthode, appelées contraintes émergentes, qui tente d'utiliser les informations sur le climat actuel pour contraindre l'évolution du climat à l'avenir. Les résultats de l'étude ont été publiés le 10 décembre 2019 dans Avancées des sciences de l'atmosphère .

Afin de prédire avec précision combien la Terre se réchauffera à l'avenir, il faut savoir comment vont évoluer les concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone, ainsi qu'une évaluation précise de la sensibilité climatique. Si les niveaux de dioxyde de carbone doublent, les modèles prédisent que la Terre se réchaufferait de 1,2 degrés Celsius, qui induisent des changements qui peuvent soit atténuer ces effets, soit entraîner un réchauffement supplémentaire. Par exemple, une augmentation du réchauffement augmente l'humidité atmosphérique, ce qui fournit une rétroaction positive qui entraînerait un réchauffement supplémentaire puisque la vapeur d'eau est un puissant gaz à effet de serre. Le réchauffement fait également fondre la glace de mer et la neige qui réfléchissent la lumière du soleil loin de la Terre, ce qu'on appelle l'effet albédo.

D'autre part, une augmentation de la couverture nuageuse, par exemple, pourrait fournir des commentaires négatifs, car les nuages ​​les plus bas reflètent également la lumière du soleil loin de la Terre. Cependant, puisque les nuages ​​sont liés à diverses échelles dynamiques et que leurs effets radiatifs varient considérablement en hauteur, leurs effets sur le réchauffement de la surface sont complexes. Par conséquent, les nuages ​​restent une source majeure de désaccord sur les modèles.

Dans ce document, Le Dr Brient passe en revue le concept de contraintes émergentes et décrit les contraintes émergentes publiées, qui réduisent les incertitudes dans divers changements climatiques simulés. L'auteur discute des liens potentiels entre les contraintes émergentes et l'influence des méthodologies statistiques dans la quantification de ces projections plus probables. Finalement, l'auteur tente de vérifier si des contraintes émergentes peuvent collectivement réduire la propagation de la sensibilité climatique fournie par les modèles climatiques.

« Les contraintes émergentes sont utiles pour réduire la propagation des projections climatiques et pour guider le développement de modèles climatiques plus réalistes, " dit Brian. " Cependant, ils sont sensibles à divers facteurs, telles que la manière dont l'inférence statistique a été effectuée ou la manière dont les incertitudes d'observation ont été obtenues. Par conséquent, une plus grande cohérence entre les contraintes émergentes est nécessaire pour une meilleure validation croisée des projections les plus probables."

« La sixième phase à venir du Projet d'intercomparaison de modèles couplés (CMIP6) va très probablement stimuler l'enthousiasme des contraintes émergentes, en permettant une meilleure compréhension de certains phénomènes climatiques et un rétrécissement supplémentaire de leurs projections incertaines, " dit Brian. " Cependant, cela appelle à partager les méthodes statistiques utilisées pour ces quantifications, comme nous l'avons fait dans cet article, " il ajoute.

Selon Brient, deux questions restent à résoudre. Premièrement, « quels sont les liens entre les différents prédicteurs utilisés pour affiner les projections d'un changement climatique donné ? Une meilleure compréhension des liens entre circulation et nuages ​​permettrait de progresser dans ce sens, " dit Brian. Et deuxièmement, « comment la propagation des projections climatiques peut-elle être réduite de manière fiable si les contraintes émergentes sont en désaccord les unes avec les autres ? Cela suggère que certaines contraintes émergentes sont plus fiables que d'autres, mais cela reste à étudier."