Les Bases scientifiques physiques du changement climatique: Groupe de Travail 1 du GIEC (2007) A partir de présentations de Susan Solomon, co-chair.

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1 Les Bases scientifiques physiques du changement climatique: Groupe de Travail 1 du GIEC (2007) A partir de présentations de Susan Solomon, co-chair WG I à la Royal Society Anglaise, Londres, Mars 2007 et à l’Académie des Sciences de Norvège, Oslo, Avril 2007 Introduction et Contexte Le processus IPCC Conclusions principales

2 Le monde s’est réchauffé
En moyenne globale, la planète est environ 0.75°C plus chaude qu’elle ne l’était en 1860 (basé sur de longues séries temporelles, de haute qualité, de mesures de températures continentales et océaniques). 11 des 12 dernières années sont, en moyenne globale, parmi les plus chaudes depuis 1860.

3 Groupe d’Experts Intergouvernemental sur le Changement Climatique
Dans le cadre des négociations, les gouvernements demandent des informations sur le changement climatique Le GIEC a été formé en 1988 sous l’égide des Nations Unies Sa fonction est de fournir une évaluation de la science du changement climatique La communauté scientifique contribue largement et sur une base volontariste 75% des auteurs du WG1 du 4ème rapport (2007) n’ont pas participés au WG1 du 3ème rapport (2001) La substance du rapport du WG1 du GIEC est dans les mains des scientifiques

4 Préparation et Révision du WG1 AR4
Chaque rapport est une évaluation de l’état de l’art des connaissances basée sur la littérature révisée et publiée, le GIEC ne fait pas ou ne propose pas de recherche. Chaque rapport d’évaluation passe par une série de révisions sur une période de plus de 2 ans. Draft informel préparé, commentaires sur le draft demandé à 6-12 experts externes pour chaque chapitre (Oct 2004-Mar 2005) Draft formel premier ordre (FOD) révisé par environ 600 experts du monde entier (Sept -Nov 2005). Draft formel second ordre (SOD) révisé par environ 600 experts du monde entier et par des dizaines de gouvernements (Avril -Mai 2006). Commentaires gouvernementaux sur le Résumé pour décideurs (Oct-Nov 2006) Au total, WG1 a reçu environ commentaires. Les conclusions du rapport ne sont pas les vues d’un ou quelques scientifiques particuliers, mais reflètent la vision d’une communauté beaucoup plus large.

5 Le rapport du Groupe 1 Disponible: http://ipcc-wg1.ucar.edu/
Démarré en 2004 Achevé en Février 2007 152 Auteurs ~450 contributeurs ~600 expert relecteurs +30,000 commentaires Contenu Résumé pour décideurs Résumé Technique 11 Chapitres « Frequently Asked Questions » ~5000 références ~1000 pages Disponible: Contient également le matériel supplémentaire. Toutes les figures sont disponibles en powerpoint.

6 Atmosphère et révolution Industrielle
Les concentrations actuelles des principaux gaz à effet de serre et leur taux de croissance sont sans précédent. Dioxyde de carbone Méthane Oxyde Nitreux

7 350 Les cycles glaciaires ne sont pas aléatoires. Ils sont “forcés” par les changements de l’orbite terrestre, du rayonnement solaire reçu par la Terre Dernier interglaciaire 300 Dernier age glaciaire Carbon Dioxide (ppmv) 250 200 [D’après Figure 6.3, ©IPCC 2007: WG1-AR4] 600 500 400 300 200 100 Milliers d’années BP Les humains ‘forcent’ le système d’une manière unique. L’augmentation du CO2 est principalement due à la combustion d’énergie fossile. Le CO2 n’a pas été si élevé depuis plus de ans.

8 Meilleures et plus longues séries temporelles pour le rayonnement solaire
AR4 Evaluation: Pas de tendance observée dans l’irradiance solaire depuis 1978 Informations spectrales Modèle de flux magnétique solaire au lieu de proxy Ré-évaluation des variations des étoiles solaires. Forçage solaire nettement inférieur au forçage du aux gaz à effet de serre.

9 Moteurs naturels et anthropiques du changement climatique
Le dioxyde de carbone est le « big player ». En moyenne, il a un temps de vie de plusieurs centaines d’années dans l’atmosphère, et affecte donc le climat sur de longues échelles de temps.

10 Rétroaction vapeur d’eau
La vapeur d’eau répond au changement climatique, elle n’est pas le moteur du changement climatique. C’est une rétroaction majeure qui amplifie le changement climatique. Nouveau dans l’AR4 (2007): Observations qui montrent la tendance à la fois dans la haute troposphère et à la surface.

11 Eruptions volcaniques: Preuves de la réponse rapide
du climat à un forçage Le forçage « volcan » change la température (la vapeur d’eau,…). Si les volcans peuvent refroidir, alors, les GES doivent réchauffer…

12 Forçage glaciaire et réponses
Last Ice age interglacial

13 Le réchauffement est sans équivoque
Température atmosphérique croissante Elévation du niveau des mers Réduction de la couverture neigeuse (NH) Et dans l’océan.. Et la haute atmosphère….

14 Paléoclimats: Evidences nouvelles et indépendantes provenant de différents types de données
ex., changements dans l’extension des glaciers, indiquant un réchauffement global du 20ème siècle consistent avec les mesures de températures, et les coraux, et les anneaux d’arbres, et les forages et les carottes de glaces.

15 Un monde Arctique différent Présent et Futur
L’Arctique était aussi relativement chaud pendant la période , mais le réchauffement n’était pas global à cette époque. Les changement futurs d’extension de la glace de mer sont très probables. Des changements de glace de mer n’affectent pas le niveau des mers. Des changements de glaces continentales (glaciers, calottes,…) vont affecter le niveau des mers. Réduction claire de l’étendue des glaces de mer Arctique.

16 Changement de température en Europe Centrale, en été depuis 1800
• Il y a quelques exceptions à la tendance globale (land use?), et également de la variabilité d’une année à l’autre • Le réchauffement global a « plus probablement que pas » contribué à la canicule de 2003 en Europe.

17 Précipitation continentale change significativement sur de grandes régions
Anomalies lissées des précipitations annuelles (%) sur les continents de 1900 à Les autres régions sont dominées par la variabilité.

18 Un monde de sécheresse Nombreuses régions arides deviennent encore plus arides. Températures de surface océaniques et lien avec précipitation au Sahel. Des études montrent un lien avec le réchauffement global Déclin des précipitations sahéliennes reproduit par de nombreux modèles.

19 Attribution Anthro+ Nat forcing
Est ce que les changements observés sont : Consistants avec la réponse attendue aux forçages connus? Inconsistants avec d’autres explications alternatives? Anthro+ Nat forcing L’essentiel de l’accroissement observé sur la température moyenne globale depuis le milieu du 20ème siècle est très probablement dû (>90%) à l’augmentation observée des concentration des gaz à effet de serre anthropiques. evaluated whether observed changes are quantitatively consistent with the expected response to external forcings and inconsistent with alternative physically plausible explanations. Could also make the point about needing to know the response to RF here. TS-23

20 Comprendre et attribuer le changement climatique
Le réchauffement anthropique est probablement discernable sur tous les continents (excepté l’Antarctique) Observé Tous les forçages Forçages naturels seuls

21 Etudes d’attribution Solaire Séparer les patterns spatio-temporels de la réponse. Réponse au solaire a une signature très différente à celle des GES, en particulier avec l’altitude. La haute atmosphère devrait être beaucoup plus chaude qu ’elle ne l’est si le rayonnement solaire était la cause du réchauffement à la surface. Tous les forçages Inconsistent with pattern of response expected from solar forcing Inconsistent with space-time D&A results, even allowing for amplification mechanism Anthropogenic forcing likely at least 5x larger than solar forcing SPM assessment: The observed pattern of tropospheric warming and stratospheric cooling can be largely attributed to the combined influences of greenhouse gas increases and stratospheric ozone depletion. Ch 9 assessment on solar: Solar contribution very unlikely larger than that from greenhouse gases during past half century Observed warming at surface and in troposphere, cooling in the stratosphere. Expected response to solar over the 20th century slight warming throughout the atmosphere, except small cooling at poles above the tropopause. Expected response to all forcingings over 20th century – dominated by GHG (warming at surface, troposphere, cooling in the stratosphere. aerosols have roughly the opposite pattern of response, with differential cooling at surface and in troposphere (more in NH than SH). change in ozone contributes weakly to cooling of lower stratosphere and more strongly to cooling near tropopause at the poles.

22 Changement de vents, température, et des storm tracks
• Le forçage anthropique a probablement contribué au changement de circulation (vents, storm tracks) Hivers plus chauds et plus humides en Norvège, plus arides en Espagne (et Afrique du Nord)

23 Projections futures Le réchauffement continuera si les concentrations de GES augmentent. Si les concentrations étaient maintenues au niveau actuel, un réchauffement inexorable de 0.6°C se produirait d’ici à Un réchauffement plus large se produira pour les concentrations plus élevées. Equ. CO2 3.4oC = 6.1oF 850 2.8oC = 5.0oF 600 1.8oC = 3.2oF B1 and A1B have similar population projections – ca 7 billion at A2 population more than double at 15 billion. GDP/capita is 47k$, 75k$, 16k$ for B1, A1B, A2. 400 0.6oC = 1.0oF

24 A1B est un scénario “business as usual” typique
Réchauffement global ( ) : 2.8°C; Régions continentales se réchauffent de ~3.5°C, l’Arctique se réchauffe de ~7°C. Plus faible réchauffement pour émissions plus faibles

25 Projections du changement climatique futur
AR4 : Assèchement dans la majeure partie des régions sub-tropicales, plus de pluie aux hautes latitudes, Continue les tendances déjà observées.

26 Quoi d’autre dans un monde chaud ?
Observations satellites d’élévation de niveau des mers Elévation du niveau des mers au 20ème siècle : 0.17m, principalement par dilatation océanique, plus contribution de fonte de glaciers (Alaska, Patagonie, Europe….). Changements futurs (dilatation +glaciers) jusqu’à 0.5 m d’ici à 2100, et jusqu’à 1 mètre dans les 2-3 prochains siècles. A nouveau, dépend du niveau d’émissions des GES. Autres processus ? Tels que débâcles rapides

27 Les calottes influencent les fontes des glaciers
La rupture de la calotte Larsen B de la péninsule Antarctique en février 2002 illustre l’accélération des glaciers après la rupture de la calotte Disparition de la calotte, fonte des glaciers Autres exemples, comme le Glacier Jakobshavn (Greenland), montre également une accélération du flot après La rupture de la langue glaciaire. Larsen B Ice shelf break up early Pictures are from and dated: 31 Jan, 17 Feb, 23 Feb, 5 Mar Over 35 days 3250 km^2 disintegrated. Maintient de la calotte, pas d’accélération de la fonte des glaciers

28 Elévation du niveau des mers et calottes polaires
Groenland = 7 mètres d’élévation du niveau des mers. Peut fondre lentement et augmenter le niveau des mers sur des échelles de temps millénaires, pour un réchauffement supérieur à 2-5°C. MAIS des débâcles rapides ont été observées, et ne sont pas représentées dans les modèles. Possibilité d’élévation du niveau des mers plus rapide que prévu ? Certaines études suggèrent que c’est transitoire, d’autres que ça peut s’accélérer…

29 Changements passés de la calotte Groenlandaise
La dernière fois que les régions polaires étaient significativement plus chaude qu’aujourd’hui (de 3 à 5°C) pendant une longue période (il y a environ 125,000 ans),la réduction du volume des glaces polaires a induit une élévation du niveau des mers de 4 à 6 m. Les points blancs (noirs) montrent les forages où il y a (il n’y a pas) de la glace plus âgée que 125,000 ans.

30 Evolution des résultats clefs du GIEC :
GIEC (1990) Aperçu général des sciences du changement climatique, discussion sur les évidences et incertitudes du réchauffement. GIEC (1995) “La balance d’évidences suggère une influence humaine discernable sur le climat global.” GIEC (2001) “La plupart du réchauffement des 50 dernières années est probablement (>66%) attribuable aux activités humaines.” GIEC (2007) “Le réchauffement est sans équivoque, et l’essentiel du réchauffement des 50 dernières années est très probablement (>90%) due à l’augmentation observée de la concentration des gaz à effet de serre.”

31 Et plus…. • Forçage: Les gaz à effet de serre ont atteint des niveaux sans précédents, et induisent le changement climatique. • Au delà du réchauffement: Influence humaine détectable sur d’autres aspects du climat: canicules, régimes de vents, sécheresses, … C’est le premier rapport du GIEC « Système Terre». • « Commitment »: Plus de réchauffement « inertiel » déjà prévu (prochaines décennies), le choix des émissions futures affectant le réchauffement à plus long terme.

32 Et plus…. • Changements futurs dans le « Système Terre » : de vraisemblable à quasi certain: plus d’extrêmes, plus humides par endroit, plus aride à d’autres, … • Long terme: Elévation du niveau des mers est inévitable et continuera. La face de la planète va changer, de combien, à quelle vitesse ?