Présentation au Comité sénatorial permanent de lagriculture et des forêts 18 février 2003 Nigel Roulet Professeur de géographie Membre associé de la McGill School of Environment Université McGill Montréal (Québec)

Mot dintroduction Nous assumons que linvitation fait suite à notre article dans ISUMA: Revue canadienne de recherche sur les politiques –Responsable des portions de larticle relatives au liens entre le climat et le cycle du carbone –Ce thème sera abordé Le témoignage précédent –Volume dinformation impressionnant –Questions/commentaires remarquables –Comparativement à certains autres témoins, je suis un peu moins convaincu que nos connaissances réelles sont à la hauteur de ce que nous croyons savoir Forte incertitude, mais les preuves circonstancielles sont convaincantes

Mesures du dioxyde de carbone NOAA CMDL Carbon Cycle Greenhouse Gases CO 2 (ppm) Moyenne planétaire Taux de croissance planétaire ANNÉE Haut : Rapports de mélange moyens du dioxyde de carbone atmosphérique à léchelle planétaire (ligne bleue), déterminés à laide de mesures du réseau coopératif déchantillonnage atmosphérique NOAA CMDL. La ligne rouge représente la tendance à long terme. Bas : Taux de croissance moyen du dioxyde de carbone à léchelle planétaire. Enquêteur principal : Dr Pieter Tans, NOAA CMDL Carbon Cycle Greenhouse Gases, Boulder, Colorado, (303)

Mesures du méthane NOAA CMDL Carbon Cycle Greenhouse Gases CH 4 (ppb) Moyenne planétaire Taux de croissance planétaire ANNÉE Haut : Rapports de mélange moyens du méthane atmosphérique à léchelle planétaire (ligne bleue), déterminés à laide de mesures du réseau coopératif déchantillonnage atmosphérique NOAA CMDL. La ligne rouge représente la tendance à long terme. Bas : Taux de croissance moyen du méthane à léchelle planétaire. Enquêteur principal : Dr Ed Dlugogencky, NOAA CMDL Carbon Cycle Greenhouse Gases, Boulder, Colorado, (303)

(Sarmiento and Gruber, 2002) Global Carbon Cycle

Cycle planétaire du carbone Atmosphère Atmosphérisation Production primaire nette et respiration Puits terrestre Changement daffectation des terres Végétation, sol et détritus Combustibles fossiles Biote marin Couches superficielles de locéan Couches intermédiaires et profondes de locéan Sédiments superficiels Tailles des réservoirs en PgC Flux et taux en PgC/an

Équation source/puits de CO = -2.3 – GIEC 2000, meilleure estimation puits puits source source

(Sarmiento and Gruber, 2002)

Années El Nino Émissions de comb. foss. Taux daccumulation dans les océans et sur terre Taux daccumulation dans latmosphère ANNÉE (Sarmiento et Gruber, 2002)

Pourquoi votre comité devrait-t-il se préoccuper du cycle planétaire du carbone? Impacts et adaptation Létude des impacts et de ladaptation doit postuler une fourchette de conditions futures probables (incertitude) À la suite de rétroactions, les changements climatiques modifieront les réserves de carbone et les taux déchange dans le cycle planétaire du carbone, ce qui viendra modifiera encore davantage les concentrations de CO 2 Quelle sera lampleur et la direction du changement dans le cycle du carbone?

Perspective mondiale Échange actuel entre latmosphère et locéan/la surface terrestre : 150 Gt C/an Émissions anthropiques actuelles : 8 Gt C/an –50% demeure dans latmosphère; 50% aboutit dans la biosphère terrestre et les océans Comparaisons pour référence –Une modification de 5 % dans les échanges « naturels » équivaut à lampleur des émissions anthropiques actuelles –Toute diminution/augmentation dans le captage océanique et/ou terrestre se traduit par une hausse/baisse du CO 2 atmosphérique

Perspective : Canada Biosphère terrestre –10% de lensemble du carbone vivant et terrestre Forêt boréale et tempérée Toundra arctique Terres humides (tourbières) –Léchange terrestre est plus de dix fois supérieur aux émissions canadiennes –Actuellement un puits net? Entouré par trois océans –Généralement des puits nets

Doit-on sattendre à des changements dans léchange atmosphère – océan/terres, en raison du changement et/ou de la variabilité du climat? OUI Les données historiques indiquent des changements. De nombreux processus sont directement reliés au climat.

Captage océanique du carbone Différence de concentration de CO 2 à la surface de locéan et dans latmosphère Chimie des océans Productivité des océans (nutriments) Liens avec le climat –Températures des océans : solubilité –Circulation océanique (courants)

Échange terrestre de CO 2 Photosynthèse – captage du CO 2 Respiration des végétaux et du sol – libération de CO 2 Perturbation – libération puis captage Liens avec le climat –Lumière, température, humidité de lair et du sol –Concentration de CO 2 –Sécheresse, temps extrême –Nutriments

Peut-on estimer la rétroaction entre le climat et le cycle du carbone? Jusquà très récemment, cette rétroaction était laissée de côté par les projections climatiques (cest encore généralement le cas) mais La plupart des groupes travaillant à la modélisation du climat mettent au point des modèles élémentaires du carbone terrestre et océanique, pour les coupler aux modèles climatiques

(from UK Hadley Centre Carbon website) One example

Un exemple ÉMISSIONS ANTHROPIQUES DE CO 2 CYCLE DU CARBONE TERRESTRE Entreposage du carbone dans la végétation et les sols Caractéristiques de la végétation Échanges de carbone Dioxyde de carbone atmosphérique État physique de locéan MODÈLE CLIMATIQUE DU HADLEY CENTRE Captage du carbone océanique CYCLE DU CARBONE OCÉANIQUE (tiré du site Web sur le cycle du carbone du Hadley Centre)

UK Hadley Centre +280 ppm (710 vs 970 ppm) and +3.0 o C (4.8 vs. 7.8 o C) over non- coupled run IPSL CO 2 concentration was +19% higher than non-coupled run (3 times smaller than UK Hadley Centre result) (Sarmiento and Gruber, 2002)

MODÈLE DU HADLEY CENTRE Émissions Atmosphère Océans Terres MODÈLE DE LINSTITUT PIERRE SIMON LAPLACE Émissions Atmosphère Océans Terres UK Hadley Centre +280 ppm (710 vs 970 ppm) et +3.0 o C (4.8 vs 7.8 o C) par rapport à une modélisation non couplée IPSL la concentration de CO 2 était de +19% par rapport à une modélisation non couplée (un résultat de trois fois inférieur à celui du Hadley Centre)

Que fait-on au Canada pour faire face à ce problème? Plusieurs initiatives (exemples) –collaborations/partenariats –Canadian Global Coupled Climate Carbon Model Network (CGC 3 M) Modèle des systèmes terrestres de complexité intermédiaire Fluxnet Canada Programmes de mesure du CO 2 et des GES North American Carbon Project BIOCAP Canada

Particularités du Canada Vastes réserves et échanges « naturels » de carbone En raison de leur hautes latitudes, les écosystèmes du Canada peuvent subir des changements climatiques plus marqués Le Canada a un savoir-faire considérable

Besoins Poursuivre et renforcer les travaux scientifiques sur le couplage climat – carbone –Études à long terme (horizon pluriannuel à décennal) Le terme « surveillance » est inapproprié Les organismes de financement sont mal adaptés à un soutien à long terme –Engagement accru envers un groupe de modélisation de calibre mondial collaborations gouvernement-université (modèle idéal) Besoin de cheminer vers une meilleure intégration des modèles dévaluation (couplage entre les modèles des systèmes terrestres et les modèles socio-économiques) Besoin dinvestir considérablement dans lémergence des prochaines générations de scientifiques spécialisés en « systèmes terrestres » et en « aspects sociaux », qui continueront de développer ce domaine –capacité