Projections des changements climatiques futurs

Un progrès majeur de la présente évaluation des projections du changement climatique par rapport au TRE est le grand nombre de simulations fournies par un ensemble plus large de modèles. Prises ensemble, et compte tenu des informations additionnelles fournies par les observations, ces simulations fournissent une base quantitative permettant d’estimer la vraisemblance de maints aspects du changement climatique futur. Les simulations des modèles couvrent une série de futurs envisageables, y compris des hypothèses idéalisées sur les émissions ou les concentrations. Celles-ci comprennent des scénarios de référence du RSSE^[14] pour la période 2000–2100, ainsi que des expériences modélisées dans lesquelles les concentrations de gaz à effet de serre et des aérosols resteraient constantes après l’an 2000 ou 2100.

Pour les deux décennies à venir, un réchauffement d’environ 0,2°C par décennie est simulé pour une série de scénarios d’émissions du RSSE. Même dans l’éventualité où les concentrations de tous les gaz à effet de serre et des aérosols restaient constantes par rapport au niveau de l’année 2000, on doit s’attendre à un réchauffement d’environ 0,1°C par décennie. {10.3, 10.7}

• Depuis la publication du premier Rapport du GIEC en 1990, les projections estimées ont suggéré une hausse des températures mondiales moyennes d’environ 0,15°C à 0,3°C par décennie pour les années 1990–2005. On peut désormais comparer ces projections aux valeurs observées, qui sont de l’ordre de 0,2°C par décennie : la fiabilité des projections à court terme en est donc renforcée. {1.2, 3.2}
• Des simulations montrent que, même si tous les facteurs de forçage radiatif étaient maintenus constants au niveau de l’an 2000, un réchauffement induit se produirait au cours des deux décennies suivantes à un rythme d’environ 0,1°C par décennie, en raison essentiellement de la réponse lente des océans. Un réchauffement environ deux fois plus important (0,2°C par décennie) se produirait si les émissions étaient dans la gamme des scénarios du RSSE. Les simulations des valeurs les plus probables par les modèles indiquent que vers 2030 le réchauffement global moyen par décennie sur chaque continent habité ne dépendra pas du choix opéré parmi les scénarios du RSSE et qu’il sera très probablement au moins le double de la variabilité naturelle correspondante telle qu’estimée pour le XX^e siècle par les modèles. {9.4, 10.3, 10.5, 11.2–11.7, figure RT.29}

La poursuite des émissions de gaz à effet de serre au rythme actuel ou à un rythme supérieur provoquerait un réchauffement supplémentaire et entraînerait de nombreuses modifications du système climatique mondial au cours du XXI^e siècle qui seraient très probablement plus importantes que celles observées au cours du XX^e siècle. {10.3}

• Les progrès réalisés dans la modélisation du changement climatique permettent maintenant d’obtenir les meilleures estimations et des fourchettes d’incertitude probable pour le réchauffement projeté dans divers scénarios d’émissions. Les résultats des divers scénarios d’émissions sont indiqués dans le présent rapport de manière explicite afin que cette information politiquement pertinente ne soit perdue. Les réchauffements de surface en moyenne mondiale pour la fin du XXI^e siècle (2090–2099) par rapport à 1980–1999 sont donnés dans le tableau RDI.3. Ces données illustrent les différences existant entre les scénarios d’émissions les plus bas et les plus hauts du RSSE, ainsi que l’incertitude sur les réchauffements simulés associés à ces scénarios. {10.5}
• Les meilleures estimations et les fourchettes probables pour le réchauffement global moyen de l’air en surface pour les six scénarios d’émissions du RSSE sont fournies dans la présente évaluation et figurent au tableau RDI.3. Par exemple, la meilleure estimation dans le cas du scénario le plus bas (B1) est 1,8°C (dans une fourchette probable de 1,1°C à 2,9°C), tandis que la meilleure estimation pour le scénario le plus élevé (A1FI) est de 4,0°C (dans une fourchette probable de 2,4°C à 6,4°C). Bien que ces projections soient dans l’ensemble cohérentes avec la fourchette indiquée dans le TRE (1,4°C-5,8°C), elles ne sont pas directement comparables (voir figure RID.5). Le quatrième Rapport d’évaluation est plus avancé car il propose les meilleures estimations statistiques et estime des intervalles de confiance pour les scénarios de référence. La nouvelle évaluation des fourchettes probables repose maintenant sur un plus grand nombre de modèles climatiques d’une complexité et d’un réalisme accrus, ainsi que sur de nouvelles informations relatives à la nature des rétroactions liées au cycle du carbone et aux limitations des réponses du climat, telles qu’elles ont été observées. {10.5}
• Le réchauffement tend à diminuer la séquestration du dioxyde de carbone atmosphérique par les terres et les océans, augmentant de ce fait une partie des émissions anthropiques restant dans l’atmosphère. Dans le cas du scénario A2, par exemple, la boucle de réaction entre le climat et le cycle du carbone accroît le réchauffement mondial moyen correspondant en 2100 de plus de 1°C. Les limites supérieures des températures simulées sont plus importantes que celles du TRE (voir tableau RID.3), principalement parce qu’un nombre accru de modèles aujourd’hui disponibles suggère une boucle de réaction plus forte entre le climat et le cycle du carbone. {7.3, 10.5}
• Le tableau RID.3 présente les simulations de l’élévation mondiale moyenne du niveau de la mer à la fin du XXI^e siècle (2090–2099). Pour chaque scénario du tableau RID.3, le point médian de la fourchette indiquée dans le tableau se situe à moins de 10% des résultats des modèles moyens du TRE pour 2090–2099. Les fourchettes sont plus étroites que dans le TRE principalement grâce à l’amélioration des informations concernant quelques incertitudes dans des contributions simulées^[15].
• Jusqu’à présent, en raison de lacunes dans les publications existantes, les modèles ne tenaient compte ni des incertitudes ayant trait aux rétroactions entre le climat et le cycle du carbone, ni de la totalité des effets des changements sur l’écoulement des nappes de glace. Les simulations prennent en compte une contribution liée à une augmentation de l’écoulement de la glace du Groenland et de l’Antarctique aux débits observés sur 1993–2003, mais ces débits d’écoulement pourraient augmenter ou diminuer à l’avenir. Par exemple, si cette contribution progressait de façon linéaire parallèlement au changement de la température moyenne mondiale, les valeurs maximales de l’élévation du niveau de la mer pour les scénarios du RSSE figurant dans le tableau RDI.3 augmenteraient de 0,1m à 0,2m. On ne saurait exclure des valeurs plus élevées, mais la compréhension de ces effets est trop limitée pour évaluer leur vraisemblance ou fournir une meilleure estimation ou un seuil maximum pour l’élévation du niveau de la mer. {10.6}
• L’augmentation des concentrations de dioxyde de carbone dans l’atmosphère provoque une augmentation de l’acidité de l’océan. Les simulations basées sur des scénarios du RSSE donnent des réductions du pH^[16] moyen global de l’océan en surface entre 0,14 à 0,35 unités au cours du XXI^e siècle, ajoutant ainsi 0,1 unité à la diminution actuelle depuis l’époque préindustrielle. {5.4, Encadré 7.3, 10.4}

Moyennes des multi-modèles et fourchettes estimées du réchauffement en surface

Figure RID.5. Les lignes en traits pleins correspondent à des moyennes globales multi-modèles du réchauffement en surface (relatif à 1980-1999) pour les scénarios A2, A1B et B1, indiqués comme le prolongement des simulations du XXe siècle. Les zones ombrées matérialisent les écarts types de ±1 des moyennes annuelles pour les différents modèles. La ligne orange représente l’expérience au cours de laquelle les concentrations ont été maintenues constantes par rapport aux valeurs de 2000. Les barres grises sur la droite représentent les meilleures estimations (ligne solide à l’intérieur de chaque barre) et l’étendue probable évaluée pour les six scénarios du RSSE. L’évaluation de la meilleure estimation et des fourchettes probables dans les barres grises inclut les nombres d’AOGCM figurant à gauche de la figure, ainsi que les résultats obtenus d’une hiérarchie de modèles indépendants et de contraintes d’observation. {Figures 10.4 et 10.29}

Nous pouvons maintenant accorder davantage de confiance aux répartitions projetées du réchauffement et autres caractéristiques d’échelle régionale, y compris aux modifications dans la répartition des vents, des précipitations et d’autres aspects de phénomènes extrêmes et des glaces. {8.2, 8.3, 8.4, 8.5, 9.4, 9.5, 10.3, 11.1}

• Le réchauffement projeté pour le XXI^e siècle fait apparaître des caractéristiques géographiques indépendantes du scénario utilisé, semblables à ce qui a été observé au cours des dernières décennies. Le réchauffement le plus important est attendu sur les terres émergées et aux latitudes élevées, et le moins important devrait apparaître dans le sud de l’océan indien et dans certaines parties de l’Atlantique nord (voir figure RID.6). {10.3}
• Les simulations produisent une contraction de la couverture neigeuse. Des augmentations étendues de la profondeur de la couche de fonte sont également projetées sur la plupart des régions de pergélisol. {10.3, 10.6}
• Les simulations produisent une diminution de la banquise dans l’Arctique comme dans l’Antarctique pour tous les scénarios RSSE. Dans certaines simulations, la glace arctique de la fin de l’été disparaît presque entièrement vers la fin du XXI^e siècle. {10.3}
• Il est très probable que les canicules, les vagues de chaleur et les événements de fortes précipitations continueront à devenir plus fréquents. {10.3}
• En se fondant sur un ensemble de modèles, il est probable que les futurs cyclones tropicaux (typhons et ouragans) deviendront plus intenses, avec des vents maximum plus forts et des précipitations plus fortes, liées à l’accroissement en cours de la température à la surface des mers tropicales. En revanche, les projections indiquant une diminution globale du nombre de cyclones tropicaux sont moins crédibles. L’augmentation apparente du nombre de tempêtes tropicales depuis 1970 dans certaines régions est beaucoup plus importante que ce que produisent les modèles actuels pour cette période. {9.5, 10.3, 3.8}
• On prévoit que les trajectoires des tempêtes non tropicales se déplaceront vers les pôles, avec des changements en conséquence sur les répartitions des vents, des précipitations et des températures, dans la continuité des caractères des tendances observées lors du demi-siècle écoulé. {3.6, 10.3}
• La compréhension des répartitions attendues des précipitations a progressé depuis le TRE. Il est très probable que le volume des précipitations augmentera sous des latitudes élevées, alors qu’il diminuera probablement dans la plupart des régions émergées subtropicales (d’environ 20% en 2100 selon le scénario A1B, voir figure RID.7), suivant les schémas des tendances récentes observées. {3.3, 8.3, 9.5, 10.3, 11.2 to 11.9}
• Selon des simulations récentes, il est très probable que la circulation thermohaline de l’océan Atlantique ralentira au cours du XXI^e siècle. La valeur moyenne de cette réduction résultant de plusieurs modèles est de 25% (entre 0 et 50%) pour le scénario A1B du RSSE. Malgré ces changements, les simulations produisent une hausse des températures dans la région Atlantique, en raison d’un réchauffement beaucoup plus important lié aux projections d’augmentations de gaz à effet de serre. Il est très improbable que la circulation thermohaline subisse une transition importante et subite au cours du XXI^e siècle. On ne peut évaluer avec certitude les changements dans la circulation thermohaline à plus long terme. {10.3, 10.7}

Projections des températures de surface

Figure RID.6. Modifications des températures de surface simulées pour le début et la fin du XXIe siècle par rapport à la période 1980–1999. Les planches situées au centre et à droite représentent les moyennes des simulations faites à l’aide de modèles de circulation générale océan-atmosphère couplés (AOGCM) pour les scénarios RSSE B1 (au-dessus), A1B (au centre) et A2 (en bas), moyennés sur les décennies 2020–2029 (centre) et 2090–2099 (droite). Les panneaux de gauche montrent les incertitudes correspondantes sous forme de probabilités relatives pour l’estimation de la moyenne mondiale du réchauffement pour différents AOGCM et études de modèles de systèmes terrestres de complexité intermédiaire pour les mêmes périodes. Certaines études ne fournissent des résultats que pour un sous-ensemble des scénarios du RSSE ou pour d’autres versions de modèles. Par conséquent les différences sur le nombre de courbes, montrées sur les planches de gauche, sont uniquement dues aux différences dans la disponibilité des résultats. {Figures 10.8 et 10.28}

Simulation de la répartition des modifications des précipitations

Figure RID.7. Changements relatifs des précipitations (en pourcentages) pour la période 2090-2099 par rapport à 1980–1999. Les valeurs sont issues de moyennes sur de nombreux modèles basés sur le scénario A1B du RSSE pour les mois de décembre à février (à gauche) et de juin à août (à droite). Les aires blanches représentent les zones où moins de 66% des modèles concordent sur le signe du changement, les zones hachurées correspondent aux cas où plus de 90% des modèles concordent sur le signe du changement. {Figure 10.9}

Le réchauffement et l’élévation du niveau de la mer dus à l’homme continueraient pendant des siècles en raison des échelles temporelles associées aux processus climatiques et aux rétroactions, même si les concentrations des gaz à effet de serre étaient stabilisées. {10.4, 10.5, 10.7}

• On s’attend à ce que le couplage entre le climat et le cycle du carbone conduise à une augmentation du dioxyde de carbone dans l’atmosphère avec le réchauffement du système climatique, mais l’ampleur de cette rétroaction est incertaine. Ceci accroît les incertitudes sur la trajectoire des émissions de dioxyde de carbone requise pour garantir un niveau donné de stabilisation de la concentration du dioxyde de carbone dans l’atmosphère. Sur la base de la compréhension actuelle des rétroactions entre le climat et le cycle du carbone, les modèles suggèrent que pour stabiliser la concentration de dioxyde de carbone à 450 ppm il faudrait que le XXI^e siècle réduise le total des émissions d’une moyenne d’environ 670 [630–710] GtC (2460 [2310–2600] GtCO₂) à environ 490 [375–600] GtC (1800 [1370–2200] GtCO₂). De même, une stabilisation à 1000 ppm pourrait demander, en raison de cette rétroaction, que les émissions cumulées soient réduites d’une moyenne entre modèles d’environ 1415 [1340–1490] GtC (5190 [4910–5460] GtCO₂) à environ 1100 [980–1250] GtC (4030 [3590–4580] GtCO₂). {7.3, 10.4}
• Si le forçage radiatif était stabilisé en 2100 aux niveaux correspondants aux scénarios B1 ou A1B, une augmentation supplémentaire de la température globale moyenne d’environ 0,5°C serait encore à attendre pour l’essentiel aux environs de 2200. {10.7}
• Si le forçage radiatif était stabilisé en 2100 au niveau de A1B^[14], la dilatation thermique seule produirait vers 2300 une élévation du niveau de la mer de 0,3 à 0,8 m (par rapport à 1980–1999). La dilatation thermique continuerait pendant de nombreux siècles en raison du temps nécessaire au transfert thermique vers les profondeurs de l’océan. {10.7}
• On prévoit que l’inlandsis groenlandais continuera à se rétracter, participant ainsi à l’élévation du niveau de la mer après 2100. Les modèles actuels suggèrent que la déglaciation massive due au réchauffement est plus rapide que l’accumulation de la glace formée par les précipitations, et que l’équilibre de la masse en surface devient négatif (par rapport aux valeurs de l’époque préindustrielle) avec un réchauffement global moyen en excès de 1,9°C à 4,6°C. Dans le cas où un bilan de masse en surface négatif était maintenu sur des millénaires, ceci conduirait à une disparition pratiquement complète de l’inlandsis groenlandais, avec pour conséquence une contribution d’environ 7 m à l’élévation du niveau de la mer. Les températures futures correspondantes au Groenland sont comparables à celles déduites pour la dernière période interglaciaire il y a 125 000 ans, où l’information paléoclimatique suggère des réductions de l’étendue de la glace polaire sur terre et une augmentation du niveau de la mer de 4 à 6 m. {6.4, 10.7}
• La dynamique des glaces, dont les modèles actuels ne tiennent pas compte mais qui est suggérée par des observations récentes, pourrait accroître la vulnérabilité des inlandsis au réchauffement, en ajoutant à l’élévation future du niveau de la mer. Ces mécanismes sont encore mal compris et aucun consensus n’existe quant à leur ampleur. {4.6, 10.7}
• Les études actuelles fondées sur des modèles globaux prévoient que l’inlandsis antarctique restera trop froid pour qu’une fonte généralisée se produise à sa surface, et que sa masse augmentera en raison de chutes de neige plus abondantes. Cependant, une perte nette de masse de glace pourrait se produire si la dynamique de la déglaciation l’emportait sur l’équilibre de l’inlandsis. {10.7}
• Les émissions de dioxyde de carbone d’origine anthropiques passées et futures continueront à contribuer au réchauffement et à l’élévation du niveau de la mer pendant plus d’un millénaire, en raison des échelles de temps nécessaires pour retirer ce gaz de l’atmosphère. {7.3, 10.3}