Une nouvelle étude menée par des chercheurs en climatologie de l'Université du Michigan conclut que certains des modèles climatiques de dernière génération peuvent être trop sensibles aux augmentations de dioxyde de carbone et donc projeter un réchauffement futur irréaliste.

Dans une lettre dont la publication est prévue le 30 avril dans la revue Nature Changement Climatique , les chercheurs disent que les projections de l'un des principaux modèles, connu sous le nom de CESM2, ne sont pas étayées par des preuves géologiques d'une période de réchauffement précédente il y a environ 50 millions d'années.

Les chercheurs ont utilisé le modèle CESM2 pour simuler les températures au cours de l'Éocène inférieur, une époque où les forêts tropicales prospéraient sous les tropiques du Nouveau Monde, selon les preuves fossiles.

Mais le modèle CESM2 a projeté des températures terrestres de l'Éocène inférieur dépassant 55 degrés Celsius (131 F) sous les tropiques, ce qui est beaucoup plus élevé que la tolérance à la température de la photosynthèse des plantes, en contradiction avec les preuves fossiles. En moyenne dans le monde, le modèle a projeté des températures de surface d'au moins 6 °C (11 °F) supérieures aux estimations fondées sur des preuves géologiques.

"Certains des modèles les plus récents utilisés pour faire des prévisions futures peuvent être trop sensibles aux augmentations du dioxyde de carbone atmosphérique et donc prévoir trop de réchauffement, " a déclaré Chris Poulsen de U-M, professeur au département U-M des sciences de la Terre et de l'environnement et l'un des trois auteurs de l'étude.

Les autres auteurs sont le chercheur postdoctoral de l'UM Jiang Zhu et Bette Otto-Bliesner du National Center for Atmospheric Research. Ils disent que leur étude montre comment les preuves géologiques peuvent être utilisées pour comparer les modèles climatiques et les prévisions du réchauffement futur.

La nouvelle étude se concentre sur un paramètre climatique clé appelé sensibilité climatique d'équilibre, ou ECS. L'ECS fait référence au changement à long terme de la température mondiale qui résulterait d'un doublement soutenu - pendant des centaines à des milliers d'années - du dioxyde de carbone piégeant la chaleur au-dessus du niveau de référence préindustriel de 285 parties par million.

Le niveau actuel de CO2 est d'environ 410 ppm, et les climatologues disent que les concentrations atmosphériques pourraient atteindre 1, 000 ppm d'ici 2100 si rien n'est fait pour limiter les émissions de carbone provenant de la combustion de combustibles fossiles.

Depuis des décennies, la plupart des meilleurs modèles climatiques ont prédit une sensibilité climatique d'équilibre d'environ 3 degrés Celsius (5,4 F), avec une plage de 1,5 à 4,5 C (2,7 à 8,1 F).

Mais cela a changé récemment avec certains des modèles climatiques les plus récents participant au CMIP6. Le projet d'intercomparaison de modèles couplés (CMIP) est un effort coordonné à l'échelle internationale entre des institutions de science du climat, et il est maintenant dans sa sixième phase. Le prochain rapport d'évaluation du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat, faisant autorité, qui doit arriver l'année prochaine, s'appuiera sur les modèles CMIP6.

Dix des 27 modèles CMIP6 ont une sensibilité climatique d'équilibre supérieure à 4,5 C (8,1 F), ce qui signifie qu'ils sont plus sensibles aux augmentations de CO2 que la plupart des modèles de la génération précédente. Le modèle CESM2 (Community Earth System Model, la version 2) testée par l'équipe de recherche dirigée par U-M est l'un de ces modèles CMIP6 et a une sensibilité climatique à l'équilibre de 5,3 C (9,5 F).

Le prédécesseur du CESM2, le modèle CESM1.2, a fait un travail remarquablement bon de simulation des températures au cours de l'Éocène inférieur, selon les chercheurs. Il a une sensibilité climatique d'équilibre de 4,2 C (7,6 F).

"Notre étude implique que la sensibilité climatique de CESM2 de 5,3 C est probablement trop élevée. Cela signifie que sa prédiction du réchauffement futur dans un scénario à haute teneur en CO2 serait également trop élevée, " dit Zhu, premier auteur de la Nature Changement Climatique lettre.

« Déterminer si la sensibilité climatique élevée des modèles CMIP6 est réaliste est d'une importance capitale pour nous pour anticiper le réchauffement futur et élaborer des plans d'adaptation, " a déclaré Otto-Bliesner du NCAR.

Les simulations de l'Eocène inférieur de l'équipe ont incorporé les dernières reconstructions paléoclimatiques et ont inclus des données sur la paléogéographie, la couverture végétale et les propriétés de la surface terrestre. Les reconstitutions des niveaux de dioxyde de carbone atmosphérique de cette époque sont antérieures aux enregistrements des carottes de glace et reposent sur des approximations géochimiques et paléobotaniques.

Le cinquième rapport d'évaluation du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat, finalisé en 2014, a déclaré que l'augmentation de la température de surface mondiale d'ici la fin du 21e siècle devrait dépasser 1,5 °C par rapport à la période de 1850 à 1900 pour la plupart des scénarios d'émissions, et est susceptible de dépasser 2,0 C pour certains scénarios d'émissions.

Les projections de cette évaluation étaient basées sur la génération précédente de modèles CMIP, connus sous le nom de modèles CMIP5. Les nouveaux modèles CMIP6 conduiront probablement à des projections d'un réchauffement encore plus important. L'objectif de température à long terme de l'accord de Paris sur le climat est de maintenir l'augmentation de la température moyenne mondiale bien en dessous de 2 C au-dessus des niveaux préindustriels et de poursuivre les efforts pour limiter l'augmentation à 1,5 C.