Le réchauffement climatique constitue une menace importante pour les écosystèmes, les sociétés et les économies du monde entier. Au cours des dernières décennies, un objectif de politique climatique internationale visant à limiter le réchauffement climatique à 2°C par rapport aux niveaux préindustriels a été fixé. Il s'agissait d'éviter des impacts graves et irréversibles sur l'environnement.
Les accords internationaux comme l’Accord de Paris et les cadres politiques, y compris les mécanismes de tarification du carbone, jouent un rôle central dans la réalisation de cet objectif. Les décisions climatiques sont souvent motivées par des informations et des données obtenues à partir de cadres de simulation et de modélisation, car elles permettent aux décideurs politiques d'évaluer les impacts potentiels de diverses options politiques, de comprendre la dynamique du système climatique et d'évaluer l'efficacité des différentes stratégies d'atténuation et d'adaptation.
Aujourd'hui, une équipe de chercheurs dirigée par le professeur adjoint He Xiaogang de la NUS Civil and Environmental Engineering a appliqué cette approche à la planification future de l'utilisation des terres et aux décisions politiques visant à atténuer le changement climatique.
Plus précisément, ils ont évalué les implications biogéophysiques et biogéochimiques de deux scénarios d'atténuation terrestres à l'aide d'un cadre de modélisation intégré. Leurs travaux ont été récemment publiés dans les Proceedings of the National Academy of Sciences. .
Les processus biogéophysiques influencent l'environnement physique, notamment les changements d'énergie, d'humidité et de mouvements d'air dans l'atmosphère. Ces processus interagissent avec des processus biogéochimiques terrestres tels que la séquestration du carbone, où les écosystèmes naturels comme les forêts et les océans captent et stockent le dioxyde de carbone atmosphérique.
Dans le même temps, les processus biogéochimiques peuvent influencer les changements d’énergie et d’humidité dans l’atmosphère. Ensemble, ces processus jouent un rôle essentiel dans la régulation du climat terrestre. Comprendre ces processus est donc essentiel pour élaborer des stratégies efficaces visant à atténuer le changement climatique ou à permettre aux écosystèmes ou à la société de s'adapter au changement climatique.
Dans l'étude du professeur adjoint He, un cadre de modélisation intégré du système homme-Terre a été appliqué à deux scénarios d'atténuation :la bioénergie avec captage et stockage du carbone (BECCS) et le reboisement et le boisement (re/boisement) - pour étudier leur impact sur le puits de carbone terrestre et climat.
BECCS explore la bioénergie (énergie dérivée de la biomasse) en combinaison avec les technologies de captage et de stockage du carbone. De plus en plus de preuves indiquent que l’expansion à grande échelle des bioénergies peut avoir des conséquences imprévues, notamment les émissions de carbone induites par la culture des bioénergies et un stress hydrique exacerbé. De telles conséquences pourraient contrebalancer les avantages attendus du BECCS en matière d’élimination du carbone.
De même, la réponse biogéophysique au re/boisement dans certaines régions peut influencer les microclimats locaux, modifier les cycles de l’eau et influencer l’absorption et la réflexion du rayonnement solaire. Cela pourrait compenser les avantages climatiques de la séquestration du carbone forestier. De telles mesures d'atténuation peuvent cependant être optimisées si elles sont appliquées de manière stratégique, afin de maximiser leurs avantages environnementaux.
Deux scénarios co-développés ont été explorés. Plus précisément, SSP226Lu-BIOCROP, qui se concentre sur l'expansion de la bioénergie, et SSP126Lu-REFOREST qui évalue le re/boisement. Ces scénarios sont des voies alternatives d'atténuation basées sur les terres qui sont basées sur les voies socio-économiques partagées (SSP), qui sont des scénarios de changement climatique de changements socio-économiques mondiaux projetés jusqu'en 2100, tels que définis dans le sixième rapport d'évaluation du GIEC.
Dans son évaluation, le professeur adjoint He a constaté que le puits de carbone efficace (Cnet ) associé à SSP126Lu-REFOREST dépend fortement de la capacité des conditions environnementales à soutenir la croissance forestière dans les régions re/boisées projetées.
Des régions telles que le centre des États-Unis et l'Europe affichent des gains de carbone faibles, voire inexistants, dans les régions reboisées, car elles ne devraient pas soutenir la croissance des arbres, tandis que des régions telles que l'Asie du Sud-Est, l'Afrique centrale et l'Amérique du Sud ont des gains de carbone beaucoup plus importants. ils présentent une croissance forestière réussie.
De plus, le Cnet pour SSP226Lu-BIOCROP dépend fortement des hypothèses liées aux progrès et avancées technologiques du BECCS. Par exemple, SSP226Lu-BIOCROP présente une plus grande variation pour Cnet en raison des incertitudes concernant le rendement futur de la biomasse, la technologie de conversion d'énergie et l'efficacité du captage et du stockage du carbone (CSC).
Il est stipulé que les progrès technologiques rapides en matière de rendement de la biomasse, de conversion des biocarburants et de technologie CSC pourraient permettre aux terres du SSP226Lu-BIOCROP d'être un puits de carbone efficace considérablement plus grand par rapport au SSP126Lu-REFOREST, et vice versa.
L’étude a également révélé les conséquences climatiques, spatiales et saisonnières, des deux scénarios d’atténuation. Il est proposé que SSP226Lu-BIOCROP entraîne un climat plus frais à l'échelle mondiale par rapport à SSP126Lu-REFOREST, mais cela n'est pas uniforme selon les régions et les saisons. L'effet de refroidissement relatif est plus prononcé aux hautes latitudes que dans les régions tropicales et tempérées, et pendant l'été (de juin à août).
En effet, l’effet rafraîchissant de l’effet albédo – la capacité d’une surface à réfléchir la lumière du soleil vers l’espace – est plus important que la contribution au réchauffement provoquée par la réduction de l’évapotranspiration. En revanche, la déforestation due à la bioénergie dans les régions tropicales provoque un effet de réchauffement relatif lorsque l'on compare SSP226Lu-BIOCROP à SSP126Lu-REFOREST.
Dans l'ensemble, l'étude du professeur adjoint He fait progresser notre compréhension de l'impact de deux stratégies d'atténuation basées sur les terres et souligne l'importance de prendre en compte les progrès technologiques et les conditions environnementales régionales lors de la conception de stratégies d'atténuation terrestres efficaces.
Il souligne également l'importance d'optimiser les emplacements pour le re/boisement et l'expansion de la bioénergie dans la planification future de l'utilisation des terres, afin de maximiser la probabilité que tout résultat d'atténuation souhaité soit atteint.
Notamment, l'étude révèle également une efficacité variable du re/boisement dans les régions tempérées, ce qui implique la possibilité d'intégrer de manière synergique le re/boisement et l'expansion de la bioénergie pour maximiser les résultats d'atténuation du climat.
Ces résultats fournissent des informations pour la planification stratégique de l'utilisation des terres et les décisions politiques, afin de mieux lutter contre le changement climatique et d'optimiser les efforts d'atténuation aux échelles régionale et mondiale.
Plus d'informations : Yanyan Cheng et al, Une voie d'atténuation axée sur la bioénergie par rapport à une voie d'atténuation axée sur le reboisement produit un stockage de carbone et des réponses climatiques disparates, Actes de l'Académie nationale des sciences (2024). DOI : 10.1073/pnas.2306775121
Fourni par l'Université nationale de Singapour
