RT.4.1 Avancées dans l’attribution des variations de température à l’échelle du globe pendant la période instrumentale : l’atmosphère, l’océan et la glace

Le réchauffement d’origine anthropique du système climatique est largement répandu et peut être détecté à l’aide d’observations de la température menées à la surface de la terre, à l’air libre et dans les océans. {3.2, 3.4, 9.4}

Des preuves scientifiques de l’effet d’influences extérieures, aussi bien anthropiques que naturelles, sur le système climatique se sont accumulées depuis le TRE. Les améliorations des modèles et des données, des simulations d’ensemble et une représentation améliorée des aérosols et du forçage issu des gaz à effet de serre, avec d’autres influences, permettent d’aboutir à un degré de confiance plus élevé dans le fait que la plupart des modèles actuels reproduisent assez bien la variabilité forcée de l’atmosphère à l’échelle d’une ou de plusieurs décennies. Ces avancées confirment que les variations climatiques du passé, à grande échelle spatiale, ont été influencées pour une grande part par des facteurs de forçage extérieurs. Toutefois, des incertitudes existent encore quant à l’ampleur et l’évolution temporelle des contributions estimées de tel ou tel forçage particulier hors gaz à effet de serre bien mélangés, en raison par exemple des incertitudes liées aux réponses au forçage au sein des modèles. Certains facteurs de forçage dont l’importance potentielle est grande comme les aérosols de carbone noir n’ont pas été pris en compte encore au sein des principales études de détection et d’attribution formelles. Des incertitudes demeurent dans l’estimation de la variabilité intrinsèque naturelle du climat. Par exemple, il y a des écarts entre les estimations de la variabilité de la chaleur emmagasinée par les océans dans les modèles et dans les observations, bien que des insuffisances dans la récolte d’échantillons dans certaines parties du monde puissent expliquer ces écarts. De plus, la variabilité intrinsèque est difficile à estimer à l’aide des relevés d’observations disponibles, parce que ceux-ci sont influencés par le forçage externe et ne sont pas étalés sur une durée assez longue (pour les données instrumentales), ou une portée assez précise (pour les reconstructions indirectes) pour fournir une description complète de la variabilité sur un horizon décennal ou au-delà (v. fig. RT.22 et l’Encart RT.7). {8.2–8.4, 8.6, 9.2–9.4}

Figure RT.22. Comparaison des variations constatées à l’échelle mondiale et continentale dans la température à la surface de la terre à l’aide des résultats simulés par les modèles climatiques basés sur les forçages naturels et anthropiques. Les moyennes décennales des observations de 1906 à 2005 (ligne brisée noire) sont datées du milieu de chaque décennie, et le point zéro en ordonnée correspond chaque fois à la moyenne observée pendant la période 1901–1950. Les courbes sont pointillées lorsque la couverture spatiale des observations est inférieure à 50%. Les bandes bleues correspondent à l’amplitude située entre 5% et 95% pour 19 simulations issues de 5 modèles climatiques qui ne sont basés que sur les forçages naturels provenant du soleil et de l’activité volcanique. Les bandes rouges représentent l’amplitude située entre 5% et 95% pour 58 simulations issues de 14 modèles climatiques basés à la fois sur les facteurs de forçage naturels et anthropiques. Les sources de données et les modèles utilisés sont décrits dans la Section 9.4, FAQ 9.2, le Tableau 8.1 et les informations complémentaires du chapitre 9. {FAQ 9.2, Figure 1}

Il est extrêmement improbable (<5%) que le schéma mondial de réchauffement observé durant le demi-siècle dernier puisse s’expliquer sans faire appel au forçage extrinsèque. Ces variations ont eu lieu pendant une période au cours de laquelle la somme des facteurs de forçage non anthropiques (c’est-à-dire, la somme du forçage solaire et du forçage volcanique) aurait probablement abouti à un rafraîchissement, et non un réchauffement (cf. fig. RT.23). Les études d’attribution montrent qu’il est très probable que ces facteurs de forçage naturels seuls ne puissent pas rendre compte du réchauffement observé (cf. fig. RT.23). Il y a aussi une confiance accrue dans le fait que la variabilité interne naturelle ne peut rendre compte des changements observés, grâce en partie à des études améliorées prouvant que le réchauffement a eu lieu à la fois dans les océans et dans l’atmosphère, de concert avec la perte observée de masse des glaces. {2.9, 3.2, 5.2, 9.4, 9.5, 9.7}

Figure RT.23. (a) Variations de la température mondiale moyenne à la surface de la terre par rapport à la période 1901–1950, telles qu’elles ont été observées (ligne noire) et telles qu’elles ont été calculées par des simulations prenant en compte les forçages naturels et anthropiques. La courbe rouge épaisse indique la moyenne de l’ensemble multi-modèle et les courbes rouges claires minces indiquent les simulations une par une. Les lignes grises verticales indiquent les dates d’événements volcaniques majeurs. (b) comme pour (a), sauf que les variations simulées de la température mondiale moyenne sont basées sur le forçage naturel uniquement. La courbe bleue épaisse montre la moyenne de l’ensemble multi-modèles et les courbes bleu clair minces indiquent les simulations une par une. Chaque simulation a été paramétrée de façon à ce que sa couverture corresponde à la couverture des observations. {Figure 9.5}

Il est très probable que l’augmentation des gaz à effet de serre d’origine anthropique ait causé la plus grande partie de l’augmentation constatée des températures moyennes au niveau mondial depuis la moitié du XX^e siècle. Sans le refroidissement induit par les aérosols atmosphériques, il est probable que les gaz à effet de serre seuls auraient causé une plus grande augmentation de température que celle qui a été observée au cours des 50 dernières années. Un facteur clé d’identification de l’empreinte des aérosols, permettant de chiffrer l’ampleur du refroidissement antagoniste du réchauffement dû à l’effet de serre, réside dans la variation des températures à travers le temps (cf. fig. RT.23), et dans le contraste du réchauffement hémisphérique. La conclusion selon laquelle le forçage par gaz à effet de serre domine prend en compte les incertitudes liées aux observations et au forçage ; en outre elle est corroborée par l’usage de différents modèles climatiques, de différentes méthodes pour estimer les réponses au forçage externe et de différentes techniques d’analyse. Elle permet aussi d’identifier une amplification possible de la réponse au forçage solaire. {2.9, 6.6, 9.1, 9.2, 9.4}

Un réchauffement largement répandu a été détecté dans les températures océaniques. Des études d’attribution formelles laissent aujourd’hui à penser qu’il est probable que le forçage d’origine anthropique ait contribué au réchauffement constaté dans plusieurs des premières centaines de mètres de profondeurs des océans sur Terre pendant la deuxième moitié du XX^e siècle. {5.2, 9.5}

Le forçage anthropique a probablement contribué à la récente diminution de la couverture glaciaire arctique. Des variations dans les glaces de mer arctiques sont attendues en lien avec le réchauffement accéléré de l’Arctique. Les études d’attribution et les progrès effectués dans la représentation modélisée des glaces de mer et du transport de chaleur dans les océans rehaussent le degré de confiance en cette conclusion. {3.3, 4.4, 8.2, 8.3, 9.5}

Il est très probable que la réponse au forçage anthropique ait contribué à l’élévation du niveau de la mer au cours de la deuxième moitié du XX^e siècle, mais on ne comprend toujours pas bien la variabilité décennale de l’élévation du niveau de la mer. Les estimations modélisées de la contribution de la dilatation thermique à l’élévation du niveau de la mer sont en cohérence avec les estimations qui se basent sur les observations faites entre 1961 et 2003, bien que la récolte des données sur l’élévation du niveau de la mer pendant cette période ne soit pas terminée. L’accélération constatée dans le recul des glaciers et des calottes glaciaires est proportionnelle à la montée des températures moyennes au niveau mondial, comme on s’y attendait qualitativement parlant en se basant sur des considérations physiques (cf. tableau RT.3). Le fait que le rythme de l’élévation du niveau de la mer ait été plus important entre 1993 et 2003 qu’entre 1961 et 2003 pourrait être lié à l’augmentation du forçage anthropique, qui a probablement contribué au réchauffement constaté des couches les moins profondes des océans et au recul général des glaciers. En outre, les relevés marégraphiques du niveau moyen de la mer laissent à penser que des rythmes comparables ont pu avoir lieu dans les décennies précédant 1950, ce qui implique que la variabilité naturelle intrinsèque pourrait aussi être un facteur explicatif des rythmes élevés constatés dans la période 1993-2003. La variabilité décennale constatée dans les relevés marégraphiques est plus grande que ce qui peut être expliqué par la variabilité des estimations basées sur l’observation de la dilatation thermique et des modifications des glaces continentales. De plus, la variabilité décennale constatée dans la dilatation thermique est plus grande que celle qui a été simulée par les modèles pour le XX^e siècle. Ceci explique pourquoi les causes physiques de la variabilité constatée dans les relevés marégraphiques restent incertaines. Ces problèmes non résolus, liés à la variation du niveau de la mer et à sa variabilité décennale entre 1961 et 2003 compliquent la compréhension de la part de la variabilité intrinsèque naturelle et des changements climatiques d’origine anthropique dans l’accélération du rythme de l’élévation du niveau de la mer entre 1993 et 2003. {5.5, 9.5}