Stabilisation des gaz atmosphériques à effet de serre : conséquences physiques, biologiques et socio-économiques – Document technique III du GIEC, 1997
Page 7 : Il est essentiel de disposer d’outils qui permettent d’analyser de manière efficace et crédible les stratégies envisagées avant que le changement climatique en tant que tel ne soit amorcé. Ainsi, les modèles du système climatique employés par les chercheurs ayant participé à la rédaction du Rapport du GTI visent-ils, au moins en partie, à prévoir rapidement l’incidence des émissions anthropiques de gaz à effet de serre et d’aérosols, à travers les différents maillons de la chaîne qui relie la cause à ses effets. La hiérarchie des modèles selon leur niveau de complexité, de dimensionnalité et de résolution spatiale est une notion importante dans la modélisation du système climatique. Il serait absurde d’affirmer, hors du contexte d’analyse, qu’un niveau est supérieur ou inférieur à un autre, car chaque modèle peut être parfaitement adapté à l’étude d’une question donnée.
page 10 : Les aérosols sont de petites particules en suspension dans l’air qui interviennent principalement dans le climat en réfléchissant une partie de l’énergie solaire en direction de l’espace (effet direct) et en régulant dans une certaine mesure la nébulosité et les propriétés optiques des nuages (effet indirect). Ils absorbent également une fraction du rayonnement infrarouge. Les aérosols sont d’origine naturelle et artificielle; les aérosols naturels comprennent le sel marin, les poussières et les particules volcaniques, alors que les aérosols anthropiques proviennent notamment du brûlage de la biomasse et des combustibles fossiles. Certains aérosols, comme les poussières, sont directement émis dans l’atmosphère, mais la majorité d’entre eux sont le produit, comme l’ozone troposphérique, de la transformation chimique des gaz précurseurs. Tous les aérosols troposphériques ont une courte durée de vie car ils sont rapidement emportés par la pluie. Pour cette raison et étant donné que l’intensité des sources d’émission varie fortement d’une région à l’autre, la quantité d’aérosols présents dans l’atmosphère fluctue beaucoup. La nature, la quantité et la répartition des aérosols atmosphériques sont elles-mêmes influencées par le climat (voir le Rapport du GTI : sections 2.3 et 2.4).
Page 11 : 2.3.1 Forçage radiatif : Les aérosols et les gaz à effet de serre anthropiques influent sur le système climatique en modifiant l’équilibre entre le rayonnement solaire absorbé et le rayonnement infrarouge émis, comme cela est décrit dans le Rapport du GTI (section 2.4). Ce déséquilibre est appelé «forçage radiatif», défini comme la variation du rayonnement descendant net (solaire et infrarouge combiné) dans la tropopause après, par exemple, modification des concentrations de gaz à effet de serre ou d’aérosols et en tenant compte de l’ajustement des températures stratosphériques uniquement. Le climat de surface réagit à l’évolution initiale du rayonnement net dans la tropopause plutôt qu’en surface ou dans la haute atmosphère, car la surface et la troposphère sont fortement couplées par les échanges de chaleur et répondent comme un tout à la perturbation thermique combinée. L’ajustement de la stratosphère est inclus dans le forçage radiatif parce que la stratosphère réagit rapidement et indépendamment du système surface-troposphère. Les forçages radiatifs naturels, à une échelle allant de la décennie au siècle, comprennent les variations de la luminosité solaire et les éruptions volcaniques, ces dernières produisant des aérosols sulfatés réfléchissants, dont la durée de vie est de plusieurs années s’ils sont injectés dans la stratosphère. Le forçage radiatif pour un doublement de la concentration de CO2 est de 4,0-4,5 Wm-2 avant l’ajustement des températures stratosphériques (Cess et al., 1993); cet ajustement réduit le forçage d’environ 0,5 Wm-2, ce qui donne 3,5-4,0 Wm-2. Si la température était la seule variable climatique touchée par ce phénomène, le climat se réchaufferait de 1,2 °C afin de rétablir l’équilibre radiatif. Cette élévation de température modifierait toutefois d’autres propriétés atmosphériques et de surface, ce qui altérerait encore le bilan énergétique et provoquerait d’autres changements de température par une série de processus de rétroactions, dont il est question dans la section suivante et dans le Rapport du GTI (Résumé technique, section D).
Page 13 : L’effet des aérosols sur le bilan radiatif du climat reste incertain. Les fluctuations, difficiles à prévoir, de la circulation océanique pourraient avoir des répercussions significatives sur les changements climatiques régionaux et mondiaux. Il pourrait se produire des variations imprévues du flux de carbone entre l’atmosphère, la biosphère terrestre et les océans. On peut cependant affirmer que la recherche améliore notre compréhension des principaux processus en jeu et affine leur représentation au moyen de modèles.