Dans un article de synthèse publié dans la revue Science , un groupe de climatologues plaide pour l'inclusion des données paléoclimatiques dans le développement de modèles climatiques. Ces modèles sont utilisés à l'échelle mondiale pour évaluer les impacts des émissions de gaz à effet de serre d'origine humaine, prévoir des scénarios pour le climat futur et proposer des stratégies d'atténuation.

Une équipe internationale de climatologues suggère que les centres de recherche du monde entier utilisant des modèles numériques pour prédire les changements climatiques futurs devraient inclure des simulations de climats passés dans leur évaluation et déclaration de la performance de leur modèle.

« Nous exhortons la communauté des développeurs de modèles climatiques à prêter attention au passé et à l'impliquer activement dans la prévision de l'avenir, " a déclaré Jessica Tierney, l'auteur principal de l'article et professeur agrégé au Département des géosciences de l'Université de l'Arizona. "Si votre modèle peut simuler avec précision les climats passés, il fera probablement un bien meilleur travail pour corriger les scénarios futurs. »

Alors que de plus en plus d'informations sont disponibles sur les climats de l'histoire lointaine de la Terre, remontant à plusieurs millions d'années avant l'existence de l'homme, les climats passés deviennent de plus en plus pertinents pour améliorer notre compréhension de la façon dont les éléments clés du système climatique sont affectés par les niveaux de gaz à effet de serre, selon les auteurs de l'étude. Contrairement aux relevés climatiques historiques, qui ne remontent généralement qu'à un siècle ou deux - un simple clin d'œil dans l'histoire climatique de la planète - les paléoclimats couvrent une gamme beaucoup plus large de conditions climatiques qui peuvent informer les modèles climatiques d'une manière que les données historiques ne peuvent pas. Ces périodes dans le passé de la Terre couvrent une large gamme de températures, modèles de précipitations et distribution de la calotte glaciaire.

« Les climats passés devraient être utilisés pour évaluer et affiner les modèles climatiques, " a déclaré Tierney. " Se tourner vers le passé pour éclairer l'avenir pourrait aider à réduire les incertitudes entourant les projections de changements de température, calottes glaciaires, et le cycle de l'eau."

Typiquement, les climatologues évaluent leurs modèles avec les données des enregistrements météorologiques historiques, telles que les mesures satellitaires, températures de surface de la mer, vitesses du vent, couverture nuageuse et d'autres paramètres. Les algorithmes du modèle sont ensuite ajustés et ajustés jusqu'à ce que leurs prédictions correspondent aux enregistrements climatiques observés. Ainsi, si une simulation informatique produit un climat historiquement précis sur la base des observations faites pendant cette période, il est considéré comme apte à prédire le climat futur avec une précision raisonnable.

« Nous constatons que de nombreux modèles fonctionnent très bien avec les climats historiques, mais pas si bien avec les climats du passé géologique de la Terre, " dit Tierney.

L'une des raisons de ces divergences sont les différences dans la façon dont les modèles calculent les effets des nuages, qui est l'un des grands défis de la modélisation climatique, dit Tierney. De telles différences font diverger les différents modèles les uns des autres en termes de ce que les climatologues appellent la sensibilité climatique :une mesure de la force avec laquelle le climat de la Terre réagit à un doublement des émissions de gaz à effet de serre.

Plusieurs des modèles de dernière génération utilisés pour le prochain rapport du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat, ou GIEC, ont une sensibilité climatique plus élevée que les itérations précédentes, Tierney a expliqué.

« Cela signifie que si vous doublez les émissions de dioxyde de carbone, ils produisent plus de réchauffement climatique que leurs homologues précédents, la question est donc :quelle confiance avons-nous dans ces nouveaux modèles très sensibles ?"

Entre les rapports du GIEC, qui sont généralement publiés tous les huit ans, les modèles climatiques sont mis à jour sur la base des dernières données de recherche.

« Les modèles se complexifient, et en théorie, ils vont mieux, mais qu'est-ce que cela signifie ?" dit Tierney. "Vous voulez savoir ce qui se passera dans le futur, vous voulez donc pouvoir faire confiance au modèle en ce qui concerne ce qui se passe en réponse à des niveaux plus élevés de dioxyde de carbone."

Bien qu'il n'y ait aucun débat dans la communauté des scientifiques du climat sur la consommation humaine de combustibles fossiles poussant la Terre vers un état plus chaud pour lequel il n'y a pas de précédent historique, différents modèles génèrent des prédictions variables. Certains prévoient une augmentation pouvant atteindre 6 degrés Celsius d'ici la fin du siècle.

Tierney a déclaré que si l'atmosphère terrestre a connu des concentrations de dioxyde de carbone beaucoup plus élevées que le niveau actuel d'environ 400 parties par million, il n'y a pas de temps dans les archives géologiques qui correspond à la vitesse à laquelle les humains contribuent aux émissions de gaz à effet de serre.

Dans le journal, les auteurs ont appliqué des modèles climatiques à plusieurs extrêmes climatiques connus du passé à partir des archives géologiques. Le climat chaud le plus récent offrant un aperçu du futur s'est produit il y a environ 50 millions d'années à l'époque éocène, dit Tierney. Le dioxyde de carbone mondial était à 1, 000 parties par million à cette époque et il n'y avait pas de grandes calottes glaciaires.

« Si nous ne réduisons pas les émissions, nous nous dirigeons vers le CO de type éocène 2 niveaux d'ici 2100, " dit Tierney.

Les auteurs discutent des changements climatiques jusqu'au Crétacé, il y a environ 90 millions d'années, quand les dinosaures régnaient encore sur la Terre. Cette période montre que le climat peut devenir encore plus chaud, un scénario que Tierney a décrit comme « encore plus effrayant, " avec des niveaux de dioxyde de carbone jusqu'à 2, 000 parties par million et les océans aussi chauds qu'une baignoire.

"La clé est le CO 2 , " a déclaré Tierney. " Chaque fois que nous voyons des preuves d'un climat chaud dans les archives géologiques, CO 2 est également élevé."

Certains modèles sont bien meilleurs que d'autres pour produire les climats observés dans les archives géologiques, ce qui souligne la nécessité de tester les modèles climatiques par rapport aux paléoclimats, disaient les auteurs. En particulier, les climats chauds passés tels que l'éocène mettent en évidence le rôle que jouent les nuages ​​dans la contribution à des températures plus chaudes sous des niveaux accrus de dioxyde de carbone.

"Nous exhortons la communauté climatique à tester des modèles sur les paléoclimats dès le début, pendant le développement des modèles, plutôt qu'après, qui tend à être la pratique actuelle, " a déclaré Tierney. " Des choses apparemment petites comme les nuages ​​affectent le bilan énergétique de la Terre de manière majeure et peuvent affecter les températures que votre modèle produit pour l'année 2100. "