Eston sr que le rchauffement rcent de la plante est dorigine humaine

1
LHomme et le Climat, Certitudes et Interrogations

• Est-on sûr que le réchauffement récent de la
  planète est dorigine humaine ?

SUPAERO, le 17 mars 2006
Laurent Terray (terray_at_cerfacs.fr) Equipe
Modélisation du climat et de son changement
global, CERFACS/CNRS
2
Préambule lhistorique et le contexte

• Années 60 Club de Rome, avenir planétaire et la
  problématique des limites (finitude des
  ressources) ? Système terre et couplage
  économie-géosphère-biosphère
• 1988 Création du GIEC(IPCC), instance
  intergouvernementale dexpertise et dévaluation
  des risques, chargé dinformer les décideurs sur
  létat des connaissances sur le Changement
  Climatique (CC)
• 3 groupes de travail 1. Sciences du Climat 2.
  Impacts du CC 3. Réponses stratégiques au CC -
  Plusieurs centaines de scientifiques, 192 pays en
  2005
• Règles rigoureuses de reviewing par les pairs et
  de sélection dexperts, deux procédures dexamen
  et de réécriture pour la rédaction des chapitres
• Typologie des experts au sein du GIEC
• Le scientifique expert familier et compétent sur
  le domaine exploré ? production des rapports
  complets (milliers de pages) qui constituent un
  état des lieux de la connaissance scientifique
  sur le CC (y compris les divergences et les
  incertitudes) Processus scientifique
• Lexpert doit produire un avis fondé en vue
  dune décision et dune action politiques ?
  production des rapports finaux et du résumé pour
  les décideurs (résulte dune négociation  mot à
  mot , dune sélection et synthèse pour la
  recherche du consensus) Processus éminemment
  politique
• Création du SBSTA en 1995, tampon entre le GIEC
  et les négociateurs politiques, un espace de
  délibération sur les relations du couple
  politique-science
• Rupture avec le modèle dexpertise linéaire,
  coproduction du scientifique et du politique pour
  lexpertise et la fabrication des futurs

3
20th Century observed temperature increase by
0.3 to 0.6 ºC broadly consistent with predictions
of climate models forced by increasing
concentrations of greenhouse gases but it is also
of the same magnitude as natural climate
variability '
Intergovernmental Panel on Climate Change (United
Nations), First Assessment Report, 1990
4
The balance of evidence suggests that there is a
discernible human influence on global climate '
Intergovernmental Panel on Climate Change (United
Nations), Second Assessment Report, 1996
5
There is new and stronger evidence that most of
the warming observed overthe last 50 years is
attributable to human activities'
Intergovernmental Panel on Climate Change (United
Nations), Third Assessment Report, 2001
6
La question de linfluence humaine sur le climat
CO2
Reliés?
Le cadre conceptuel, les faits et les arguments,
les incertitudes
7
Le climat est un système couplé composé de
latmosphère, lhydrosphère, la biosphère et la
cryosphère qui interagissent à toutes les
échelles de temps et despace
8
Origines de la variabilité climatique ?

• Variabilité naturelle interne liée aux
  rétroactions dans et entre les différentes
  composantes du système climatique (bruit)

9
Origines de la variabilité climatique ?

• Variabilité naturelle interne liée aux
  rétroactions dans et entre les différentes
  composantes du système climatique (bruit)
• Variabilité naturelle externe liée aux
  variations des forçages externes dorigine
  naturelle (signal naturel)
• Changements climatiques anthropiques liés aux
  variations des forçages anthropiques
  accroissement de la concentration des gaz à effet
  de serre et des aérosols anthropiques (signal
  anthropique)

10
La variabilité climatique est liée aux variations
des forçages externes, incluant lintensité du
rayonnement solaire, des aérosols volcaniques et
les concentrations des gaz à effet de serre
11
Variations du rayonnement solaire
12
La variabilité climatique est liée aux variations
des forçages externes, incluant lintensité du
rayonnement solaire, des aérosols volcaniques et
les concentrations des gaz à effet de serre
13
Eruptions Volcaniques
Volcanism
14
Origines de la variabilité climatique ?

• Variabilité naturelle interne liée aux
  rétroactions dans et entre les différentes
  composantes du système climatique (bruit)
• Variabilité naturelle externe liée aux
  variations des forçages externes dorigine
  naturelle (signal naturel)
• Changements climatiques anthropiques liés aux
  variations des forçages anthropiques (signal
  anthropique)

15
La variabilité climatique est liée aux variations
des forçages externes, incluant lintensité du
rayonnement solaire, des aérosols volcaniques et
les concentrations des gaz à effet de serre et
aérosols
Aérosols anthropiques
16

• Les activités humaines modifient
• La composition de latmosphère
• en gaz à effet de serre
• Gaz carbonique 30
• Méthane multiplié par 2
• Oxydes dazote 15

Gaz carbonique CO2 - 6, 4 GtC/an (années
1990) - Pétrole - Charbon - Gaz naturel -
Cimenteries (3) - Puits Océans (1,7
GtC/an) - Végétation (1,7 GtC/an) Méthane
CH4 - Emissions naturelles (marais) -
Hydrocarbures - Agriculture - Décharges
. Oxyde Nitreux - Emissions naturelles -
Agriculture, élevage, biomasse - Activités
industrielles HFC, PFC, SF6, Ozone
17
Le cadre méthodologique

• Influence humaine sur le climat elle sinscrit
  dans le contexte de la variabilité naturelle
  interne (active à toutes les échelles de temps,
  de la semaine au millénaire, voire plus) et
  externe.
• Sa mise en évidence se ramène donc à un problème
  statistique classique de différenciation des
  signaux et du bruit

18
Détection et attribution

• Hypothèse Le climat est implicitement prévisible
  dans le sens où sil se produit un changement
  connu dans les facteurs de forçage externes, le
  climat répond par un changement prévisible de ses
  caractéristiques statistiques.
• Détection La détection consiste à montrer quun
  changement observé diffère significativement (au
  sens statistique du terme) de ce qui pourrait
  sexpliquer par la seule variabilité naturelle
• Attribution Lattribution consiste à établir,
  avec un certain degré de confiance, une relation
  de cause à effet, et notamment à évaluer(rejeter)
  les hypothèses concurrentes

19
Les faits et arguments

• Le climat du 20ème siècle a été très inhabituel
  (comparé à celui des mille dernières années)

20
(No Transcript)
21
Les faits et arguments

• Le climat du 20ème siècle a été très inhabituel
  (comparé à celui des mille dernières années)
• Le réchauffement de surface observé est
  incohérent avec les estimations modèles de la
  variabilité naturelle interne
• Le réchauffement de surface observé dans la 2ème
  partie du 20ème siècle est incohérent avec la
  variabilité naturelle externe (forçages solaire
  et volcanique)
• Le changement observé sur la température de
  latmosphère est incohérent avec la variabilité
  naturelle
• Les facteurs anthropiques fournissent une
  explication cohérente des changements de
  température observés au 20ème siècle
• Leffet des gaz à effet de serre est détecté, en
  dépit des incertitudes sur le forçage des
  aérosols sulfatés et de la réponse climatique
  associée
• Il est improbable que les études de détection
  aient considérée de manière erronée un signal
  naturel pour un signal anthropique
• Les facteurs naturels ont pu contribués au
  réchauffement observé dans la première partie du
  20ème siècle

22
Variabilité Naturelle Interne Simulée
23
Les faits et arguments

• Le climat du 20ème siècle a été très inhabituel
  (comparé à celui des mille dernières années)
• Le réchauffement de surface observé est
  incohérent avec les estimations modèles de la
  variabilité naturelle interne
• Le réchauffement de surface observé dans la 2ème
  partie du 20ème siècle est incohérent avec la
  variabilité naturelle externe (forçages solaire
  et volcanique)
• Le changement observé sur la température de
  latmosphère est incohérent avec la variabilité
  naturelle
• Les facteurs anthropiques fournissent une
  explication cohérente des changements de
  température observés au 20ème siècle
• Leffet des gaz à effet de serre est détecté, en
  dépit des incertitudes sur le forçage des
  aérosols sulfatés et de la réponse climatique
  associée
• Il est improbable que les études de détection
  aient considérée de manière erronée un signal
  naturel pour un signal anthropique
• Les facteurs naturels ont pu contribués au
  réchauffement observé dans la première partie du
  20ème siècle

24
La moyenne annuelle de la temperature de surface
globale simulée
Climate Change 2001 The Scientific Basis,
Houghton, J.T., et al. (eds.), Cambridge Univ.
Press, Cambridge, 2001
Simulations forcées par les facteurs externes
25
Les faits et arguments

• Le climat du 20ème siècle a été très inhabituel
  (comparé à celui des mille dernières années)
• Le réchauffement de surface observé est
  incohérent avec les estimations modèles de la
  variabilité naturelle interne
• Le réchauffement de surface observé dans la 2ème
  partie du 20ème siècle est incohérent avec la
  variabilité naturelle externe (forçages solaire
  et volcanique)
• Les facteurs anthropiques fournissent une
  explication cohérente des changements de
  température de surface observés au cours du 20ème
  siècle
• Les facteurs naturels ont pu contribués au
  réchauffement observé dans la première partie du
  20ème siècle
• Le changement observé sur la température de
  latmosphère est incohérent avec la variabilité
  naturelle
• Leffet des gaz à effet de serre est détecté, en
  dépit des incertitudes sur le forçage des
  aérosols sulfatés et de la réponse climatique
  associée
• Il est improbable que les études de détection
  aient considérée de manière erronée un signal
  naturel pour un signal anthropique

26
La moyenne annuelle de la temperature de surface
globale simulée
Climate Change 2001 The Scientific Basis,
Houghton, J.T., et al. (eds.), Cambridge Univ.
Press, Cambridge, 2001
Simulations forcées par les facteurs externes
27
Les faits et arguments

• Le climat du 20ème siècle a été très inhabituel
  (comparé à celui des mille dernières années)
• Le réchauffement de surface observé est
  incohérent avec les estimations modèles de la
  variabilité naturelle interne
• Le réchauffement de surface observé dans la 2ème
  partie du 20ème siècle est incohérent avec la
  variabilité naturelle externe (forçages solaire
  et volcanique)
• Les facteurs anthropiques fournissent une
  explication cohérente des changements de
  température de surface observés au cours du 20ème
  siècle
• Les facteurs naturels ont pu contribuer au
  réchauffement de surface observé dans la
  première partie du 20ème siècle
• Le changement observé sur la température de
  latmosphère est incohérent avec la variabilité
  naturelle
• Leffet des gaz à effet de serre est détecté, en
  dépit des incertitudes sur le forçage des
  aérosols sulfatés et de la réponse climatique
  associée

28
La moyenne annuelle de la temperature de surface
globale simulée
Climate Change 2001 The Scientific Basis,
Houghton, J.T., et al. (eds.), Cambridge Univ.
Press, Cambridge, 2001
Simulations forcées par les facteurs externes
29
Les faits et arguments

• Le climat du 20ème siècle a été très inhabituel
  (comparé à celui des mille dernières années)
• Le réchauffement de surface observé est
  incohérent avec les estimations modèles de la
  variabilité naturelle interne
• Le réchauffement de surface observé dans la 2ème
  partie du 20ème siècle est incohérent avec la
  variabilité naturelle externe (forçages solaire
  et volcanique)
• Les facteurs anthropiques fournissent une
  explication cohérente des changements de
  température de surface observés au 20ème siècle
• Les facteurs naturels ont pu contribuer au
  réchauffement de surface observé dans la première
  partie du 20ème siècle
• Les changements observés sur la température de
  latmosphère sont incohérents avec la variabilité
  naturelle et cohérents avec les effets attendus
  et simulés sous linfluence des facteurs
  anthropiques
• Leffet des gaz à effet de serre est détecté, en
  dépit des incertitudes sur le forçage des
  aérosols sulfatés et de la réponse climatique
  associée

30
Coupe verticale de la température de latmosphère
Effets des forçages naturels ?
31
Tendances observées sur la température
atmosphérique
Eruptions volcaniques
Radiosondages
1958-1997 Tendances globales en
température Stratosphere (100-50 hPa) -.45
( -.55 to -.37 -.22) K/decade Troposphere
(850-300 hPa) .10 ( .08 to .12 .04)
K/decade
32
Les faits et arguments

• Le climat du 20ème siècle a été très inhabituel
  (comparé à celui des mille dernières années)
• Le réchauffement de surface observé est
  incohérent avec les estimations modèles de la
  variabilité naturelle interne
• Le réchauffement de surface observé dans la 2ème
  partie du 20ème siècle est incohérent avec la
  variabilité naturelle externe (forçages solaire
  et volcanique)
• Les facteurs anthropiques fournissent une
  explication cohérente des changements de
  température de surface observés au 20ème siècle
• Les facteurs naturels ont pu contribuer au
  réchauffement de surface observé dans la première
  partie du 20ème siècle
• Les changements observés sur la température de
  latmosphère sont incohérents avec la variabilité
  naturelle et cohérents avec les effets attendus
  et simulés sous linfluence des facteurs
  anthropiques
• Leffet des gaz à effet de serre est détecté, en
  dépit des incertitudes sur le forçage des
  aérosols sulfatés et de la réponse climatique
  associée

33
Effets des forçages naturels et anthropiques sur
la température atmosphérique
34
49 modèles
1979-1999
35
Les faits et arguments

• Le climat du 20ème siècle a été très inhabituel
  (comparé à celui des mille dernières années)
• Le réchauffement de surface observé est
  incohérent avec les estimations modèles de la
  variabilité naturelle interne
• Le réchauffement de surface observé dans la 2ème
  partie du 20ème siècle est incohérent avec la
  variabilité naturelle externe (forçages solaire
  et volcanique)
• Les facteurs anthropiques fournissent une
  explication cohérente des changements de
  température observés au 20ème siècle
• Les facteurs naturels ont pu contribuer au
  réchauffement observé dans la première partie du
  20ème siècle
• Les changements observés sur la température de
  latmosphère sont incohérents avec la variabilité
  naturelle et cohérents avec les effets attendus
  et simulés sous linfluence des facteurs
  anthropiques
• Leffet des gaz à effet de serre est détecté, en
  dépit des incertitudes sur le forçage des
  aérosols sulfatés et de la réponse climatique
  associée

36
Détection et attribution (DA) Les ingrédients

• Données observées Yobs
• Variabilité interne (bruit) ? ? modèle
• Forçages et réponses (signal) Xi ? modèle
• DA régression linéaire multiple
• Yobs ? ßi. Xi R (ßi facteurs d'échelle)
• Résidu R cohérent avec ?
• Détection de Xi ßi ? 0
• Attribution ßi 1

37
Détection les résultats
ßiG,GS
Modèles couplés
38
Les incertitudes qui subsistent
Forçages anthropiques
39
Les interrogations qui disparaissentEffet ilôt
de chaleur urbaine
40
CONCLUSIONS
De toute évidence, le climat de la terre a évolué
à léchelle régionale et mondiale depuis lépoque
préindustrielle, et certains aspects de cette
évolution sont imputables aux activités humaines.
Depuis lépoque préindustrielle, les activités
humaines ont augmenté les concentrations de gaz à
effet de serre dans latmosphère.
Des preuves plus récentes et plus concluantes
permettent de dire que la majeure partie du
réchauffement observé au cours des cinquante
dernières années est due aux activités humaines.

• Que sait-on des conséquences climatiques,
  environnementales et socio-économiques régionales
  et mondiales au cours des 25, 50 et 100
  prochaines années, en conjonction avec une
  fourchette démissions de gaz à effet de serre ?
  ? présentations suivantes

41
Lorenzs definition of climate Climate is what
you expect, weather is what you get. Updated for
the 21st century Climate is what you affect,
weather is what gets you. The End !