Michel Petit
Dans diverses hypothèses, les chercheurs ont fait "tourner leurs modèles".
Comme les rapports du Giec l’ont bien établi, l’évolution du climat de la Terre dépendra de celle de la concentration dans l’atmosphère des gaz absorbant le rayonnement infrarouge, dits gaz à effet de serre.
Cette concentration sera fonction des émissions nettes résultant des activités humaines, que les lois physiques ne permettent pas de prévoir.
Les concentrations de CO2 attendues à la fin du XXI° siècle sont deux à quatre fois plus élevées que celles de l'ère préindustrielle. Elles dépendent essentiellement des développements démographiques et des politiques énergétiques.
Il s'agit de l'un des principaux facteurs d'incertitude sur la sévérité du Réchauffement Global qui va se produire. Les scientifiques qui cherchent à simuler par des modèles numériques le comportement futur du climat doivent faire des hypothèses sur cette évolution de la composition de l’atmosphère.
Les scénarios du "Rapport spécial" sur les scénarios d’émission, formellement approuvé en 2000, ont servi de base aux modélisations dont ont rendu compte les troisième (2001) et quatrième (2007) rapports du Giec. Les émissions supposées étaient déduites de scénarios de développement socio-économique, élaborés par les prospectivistes. Les concentrations de gaz à effet de serre, calculées à partir de ces émissions servaient de base à l'évaluation du changement climatique.
Quatre grandes familles de scénarios ont été définies : A1, A2, B1 et B2, lesquelles se déclinent en variantes selon des hypothèses retenues.
Le scénarios A1 décrit un monde futur dans lequel la croissance économique sera très rapide, la population mondiale atteindra un maximum au milieu du siècle pour décliner ensuite et de nouvelles technologies plus efficaces seront introduites rapidement. Elle se scinde en trois groupes qui décrivent des directions possibles de l’évolution technologique dans le système énergétique.
Les trois groupes A1 se distinguent ainsi: forte intensité de combustibles fossiles (A1FI), sources d’énergie autres que fossiles (A1T) et équilibre entre les sources (A1B) («équilibre» signifiant que l’on ne s’appuie pas excessivement sur une source d’énergie particulière, en supposant que des taux d’amélioration similaires s’appliquent à toutes les technologies de l’approvisionnement énergétique et des utilisations finales).
Le scénario A2 prévoit un monde très hétérogène. Le thème sous-jacent est l’autosuffisance et la préservation des identités locales. Les schémas de fécondité entre régions convergent très lentement, avec pour résultat un accroissement continu de la population mondiale. Le développement économique a une orientation principalement régionale, et la croissance économique par habitant et l’évolution technologique sont plus fragmentées et plus lentes que dans les autres canevas.
Le scénario B1 correspond à un monde convergent avec la même population mondiale culminant au milieu du siècle et déclinant ensuite, comme dans le canevas A1, mais avec des changements rapides dans les structures économiques vers une économie de services et d’information, avec des réductions dans l’intensité des matériaux et l’introduction de technologies propres et utilisant les ressources de manière efficiente. L’accent est placé sur des solutions mondiales orientées vers une viabilité économique, sociale et environnementale, y compris une meilleure équité, mais sans initiatives supplémentaires pour gérer le climat.
Le scénario B2 décrit un monde où l’accent est placé sur des solutions locales dans le sens de la viabilité économique, sociale et environnementale. La population mondiale s’accroît de manière continue mais à un rythme plus faible que dans A2, il y a des niveaux intermédiaires de développement économique et l’évolution technologique est moins rapide et plus diverse que dans les canevas et les familles de scénarios B1 et A1.
À titre d'exemple, la figure ci-dessous montre les prévisions d'augmentation de la température moyenne de surface du globe par rapport à la période 1980-1999. Les courbes colorées montrent, en continuité avec les simulations relatives au 20ème siècle les variations pour les scénarios A2, A1B et B1, ainsi que pour un scénario irréaliste où les concentrations seraient restées constantes à leur valeur de 2000 et qui présente l’intérêt de montrer le réchauffement auquel nous condamnent les émissions passées. Les zones colorées donnent une indication de la dispersion des simulations. Dans les barres de droite, le trait horizontal indique la valeur la plus probable pour le scénario d’émissions considéré et l’étendue des barres indique la gamme des valeurs vraisemblables.
Figure 12a
Les modèles ne sont pas parfaits, ils sont en particulier incapables de simuler en des temps de calcul raisonnables des phénomènes de taille inférieure à 300 km. Il en résulte que les températures prévues par rapport au présent sont entachées d’une incertitude. Les barres à droite de la figure sont relatives à la température prévue en 2100.
On voit que si un mélange d'actions volontaristes et... de chance permet d'associer la concentration la plus faible et la partie basse de la barre correspondante, l’augmentation de température prévue peut se limiter à 1°, et que si, à l’opposé, la concentration la plus forte est associée à l'extrémité haute de la barre, on peut avoir 6,4° de plus en moyenne (sachant que d'après les observations, l'augmentation de température dans l'hémisphère nord est toujours supérieure à la moyenne Terre entière). C’est donc dans cette fourchette que l’on peut s’attendre à trouver l’augmentation de la température moyenne mondiale à la fin du siècle.
Les conséquences de telles variations de la température moyenne mondiale ne sont pas négligeables puisque c'est un écart de 5° qui sépare une ère glaciaire et un optimum interglaciaire, c’est-à-dire les périodes les plus froides et les périodes les plus chaudes des grands cycles climatiques naturels.
Les quatre grandes familles de scénarios d'émission, A1, A2, B1 et B2 décrits dans cette page qui ont servi de base aux modélisations des 3ème et 4ème rapport du Giec ont été remplacées, pour l'élaboration du cinquième rapport, par une approche différente.
Pour prendre en compte des scénarios d’émission correspondant à des mesures volontaristes de réduction des émissions envisagées, cette nouvelle approche est fondée sur le choix d’un nombre limité d’évolutions des concentrations, prises parmi celles utilisées par des scénarios existants qui intègrent de façon cohérente une évolution socio-économique, les émissions, les concentrations, les évolutions du climat et leurs conséquences.
Un travail important de chercheurs de toutes disciplines concernées a permis de choisir quatre d’entre eux dont les concentrations seront utilisées par les modèles pour permettre des comparaisons. Ces quatre scénarios, référencés conventionnellement par la valeur du forçage radiatif en 2100 calculés par le modèle de référence (2,6 ; 4,5 ; 6 et 8,5 W/m²), sont appelés en anglais «Representative Concentration Pathways (RCPs)» qu’on peut traduire par «Évolutions représentatives des concentrations».
L’évolution la plus modérée des concentrations correspond aux politiques les plus volontaristes des réductions d’émission et la plus forte correspond au contraire au maximum des émissions envisagées dans la littérature. Les deux autres RCP correspondent à des hypothèses intermédiaires.
Les quatre « Évolutions représentatives des concentrations » incluent tous les facteurs susceptibles d’influencer le climat. Elles ne sont ni des prévisions ni des recommandations politiques. Leur seule ambition est d’être un outil de travail permettant d’explorer la gamme des évolutions possibles du climat.
Elles sont utilisées en parallèle comme point de départ par les modélisateurs du climat et comme objectif par les chercheurs qui cherchent à déterminer l’influence des évolutions socio-économiques sur les émissions. Les résultats de ces modélisations du climat sont présentés dans la figure ci-dessous, tirées du 5ème rapport du Giec. On voit que seul le scénario RCP 2,6 permet d'espérer un accroissement de température de 1° qui correspond aux 2° par rapport à l'ère préindustrielle, valeur retenue par la COP 21.
Figure 12b :Evolution dans le temps de la différence entre la température moyenne mondiale de la surface et sa valeur au début du XXIe siècle.
Les simulations pour le futur sont traduites pour chaque RCP par la moyenne des modèles considérés (lignes continues), ainsi que par la dispersion entre ces modèles (zones colorées correspondant à une dispersion entre modèles allant de 5 à 95 %). La discontinuité des courbes en 2100 n'a aucune signification physique, elle est due au fait qu’un certain nombre de modèles n'ont pas fait de projection au-delà de 2100. Les nombres au milieu de la figure sont ceux du nombre de modèles pris en compte.
Voir la FAQ :
Les modèles climatiques ont-ils une valeur prédictive?
Voir News :
Janvier 2012 : Representative Concentration Pathways » : La nouvelle approche du Giec.
Avril 2013 : Le protocole de Kyoto : de belles paroles ne suffisent pas à éviter un bouleversement du climat de notre planète
Février 2015 : La COP 21 Paris - décembre 2015. Le seuil de 2°C : un artifice ?
Dernière mise à jour Mars 2016