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6.2 : Prédire le futur climat de la Terre - Biologie


6.2 : Prédire le futur climat de la Terre

Chronologie : l'avenir précaire de la Terre

Notre planète et ses habitants - y compris nous, les humains - sommes dans une position précaire à l'approche du Jour de la Terre, le 22 avril.

Alors que le réchauffement climatique est largement accepté comme une réalité par les scientifiques et de nombreux gouvernements et dirigeants industriels, les progrès pour réduire les gaz à effet de serre et d'autres formes de pollution restent limités. Le climat économique actuel rendra probablement les efforts de contrôle de la pollution plus difficiles, selon les analystes.

Des études récentes, ainsi que le rapport de 2007 du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) ont mis en évidence certains des effets probables des émissions de gaz à effet de serre non maîtrisées : augmentation des températures mondiales, élévation du niveau de la mer, fonte de la banquise arctique, disparition des glaciers , inondations épiques dans certaines régions et sécheresse intense dans d'autres.

Ces effets sont intensifiés lorsqu'ils sont combinés avec d'autres formes de pollution de la population croissante du monde.

Les humains seront confrontés à des pénuries d'eau généralisées. La famine et les maladies augmenteront. Le paysage terrestre va se transformer radicalement, avec un quart des plantes et des animaux menacés d'extinction.

Bien qu'il soit difficile de fixer des dates précises sur ces événements potentiels traumatisants, cette chronologie donne une vue d'ensemble et détaille l'avenir de la Terre sur la base de plusieurs études récentes et de la version scientifique plus longue du rapport du GIEC. Cette chronologie est une version mise à jour d'une première publiée par En directScience en 2007.

La glace de mer arctique atteint sa deuxième plus faible étendue de glace estivale jamais enregistrée (la plus faible étendue remonte à 2007). Un énorme morceau de glace se détache du glacier Petermann du Groenland. Plusieurs ruptures de banquises en Antarctique sont observées. (NSIDC Jason Box, Ohio State University ESA, NSIDC)

La production mondiale de pétrole culmine entre 2008 et 2018, selon un modèle d'un physicien suédois. D'autres disent que ce tournant, connu sous le nom de "pic Hubbert", ne se produira qu'après 2020. Une fois le pic Hubbert atteint, la production mondiale de pétrole entamera un déclin irréversible, déclenchant peut-être une récession mondiale, des pénuries alimentaires et des conflits entre les nations au sujet de la diminution des approvisionnements en pétrole. . (Thèse de doctorat de Frederik Robelius, Université d'Uppsala, Suède rapport de Robert Hirsch de Science Applications International Corporation)

L'administration Bush promulgue des modifications à la Loi sur les espèces en voie de disparition qui affectent les examens des projets gouvernementaux.

Les ours polaires et les bélugas sont inscrits sur la liste des espèces en voie de disparition. Les loups gris sont déclassés dans certaines zones.

L'Environmental Protection Agency des États-Unis déclare que le dioxyde de carbone et d'autres gaz piégeant la chaleur sont des polluants en vertu de la Clean Air Act.

Un pont de glace relié à la calotte glaciaire Wilkins de l'Antarctique se brise.

On constate que de nombreux grands fleuves du monde perdent de l'eau. (Aiguo Dai, NCAR, Journal du climat)

La première phase du protocole de Kyoto, un traité environnemental international créé pour limiter la production de gaz à effet de serre, expire. Les nations devront rédiger et promulguer un traité successeur pour limiter davantage les émissions, si elles choisissent de le faire.

Les crues soudaines vont très probablement augmenter dans toutes les régions d'Europe. (GIEC)

Une diminution des précipitations pourrait réduire les rendements agricoles jusqu'à 50 pour cent dans certaines parties du monde. (GIEC)

La population mondiale atteindra 7,6 milliards de personnes. (Bureau de recensement des États-Unis)

Les maladies liées à la diarrhée augmenteront probablement jusqu'à 5 pour cent dans les régions à faible revenu du monde. (GIEC)

Jusqu'à 18% des récifs coralliens mondiaux seront probablement perdus en raison du changement climatique et d'autres stress environnementaux. Dans les eaux côtières asiatiques, la perte de corail pourrait atteindre 30 pour cent. (GIEC)

La population mondiale atteindra 8,3 milliards de personnes. (Bureau de recensement des États-Unis)

Le réchauffement des températures entraînera la disparition des glaciers tempérés des montagnes équatoriales d'Afrique. (Richard Taylor, University College London, Lettres de recherche géophysique:)

Dans les pays en développement, la population urbaine va plus que doubler pour atteindre environ 4 milliards de personnes, occupant davantage de personnes sur le territoire d'une ville donnée. Les populations urbaines des pays développés pourraient également augmenter jusqu'à 20 %. (Banque mondiale: La dynamique de l'expansion urbaine mondiale)

La mer arctique pourrait être libre de glace en été. (James Overland, NOAA, Muyin Wang, Université de Washington, Lettres de recherche géophysique)

Le Groupe des huit principaux pays industrialisés a approuvé la réduction de moitié des émissions de gaz à effet de serre d'ici cette année.

Les petits glaciers alpins disparaîtront très probablement complètement et les grands glaciers reculeront de 30 à 70 pour cent. Le scientifique autrichien Roland Psenner de l'Université d'Innsbruck dit qu'il s'agit d'une estimation prudente et que les petits glaciers alpins pourraient disparaître dès 2037. (GIEC)

L'acidification des océans pourrait tuer la plupart des récifs coralliens. (Ken Caldeira, Carnegie Institution de Washington, Science)

Au moins 400 espèces d'oiseaux pourraient devenir menacées ou éteintes en raison de la déforestation et du changement climatique. (Walter Jetz, Université de Californie, Davis, Biologie PLoS)

En Australie, il y aura probablement 3 200 à 5 200 décès supplémentaires liés à la chaleur par an. Les plus durement touchés seront les personnes de plus de 65 ans. 500 à 1 000 personnes supplémentaires mourront chaque année de décès liés à la chaleur à New York. Au Royaume-Uni, le contraire se produira et les décès liés au froid dépasseront ceux liés à la chaleur. (GIEC)

La population mondiale atteint 9,4 milliards de personnes. (Bureau de recensement des États-Unis)

Les rendements des cultures pourraient augmenter jusqu'à 20 pour cent en Asie de l'Est et du Sud-Est, tout en diminuant jusqu'à 30 pour cent en Asie centrale et du Sud. Des changements similaires dans les rendements des cultures pourraient se produire sur d'autres continents. (GIEC)

Les points chauds de la biodiversité étant de plus en plus menacés, un quart des espèces végétales et animales vertébrées du monde pourraient être menacées d'extinction. (Jay Malcolm, Université de Toronto, Biologie de la conservation)

À mesure que les glaciers disparaissent et que les zones touchées par la sécheresse augmentent, la production d'électricité pour les centrales hydroélectriques existantes dans le monde diminuera. Le plus durement touché sera l'Europe, où le potentiel hydroélectrique devrait diminuer en moyenne de 6 pour cent autour de la Méditerranée, la diminution pourrait atteindre 50 pour cent. (GIEC)

Des conditions plus chaudes et plus sèches entraîneront des sécheresses plus fréquentes et plus longues, ainsi que des saisons des incendies plus longues, des risques d'incendie accrus et des vagues de chaleur plus fréquentes, en particulier dans les régions méditerranéennes. (GIEC)

Alors que certaines parties du monde se dessèchent, d'autres seront inondées. Les scientifiques prédisent que jusqu'à 20 pour cent de la population mondiale vit dans des bassins fluviaux susceptibles d'être touchés par des risques d'inondation accrus. Jusqu'à 100 millions de personnes pourraient subir des inondations côtières chaque année. Les zones les plus à risque sont les zones densément peuplées et de faible altitude qui sont moins capables de s'adapter à l'élévation du niveau de la mer et les zones qui sont déjà confrontées à d'autres défis tels que les tempêtes tropicales. (GIEC)

La population côtière pourrait atteindre 5 milliards de personnes, contre 1,2 milliard en 1990. (GIEC)

Entre 1,1 et 3,2 milliards de personnes connaîtront des pénuries d'eau et jusqu'à 600 millions souffriront de la faim. (GIEC)

Le niveau de la mer pourrait monter de plus de trois pieds autour de la ville de New York, inondant potentiellement les Rockaways, Coney Island, une grande partie du sud de Brooklyn et du Queens, des parties de Long Island City, Astoria, Flushing Meadows-Corona Park, Queens, Lower Manhattan et l'est de Staten Île de Great Kills Harbour au nord jusqu'au pont Verrazano-Narrows. (GISS de la NASA)

Le risque de dengue lié au changement climatique est estimé à 3,5 milliards de personnes. (GIEC)

Une combinaison de réchauffement climatique et d'autres facteurs poussera de nombreux écosystèmes à leurs limites, les forçant à dépasser leur capacité naturelle à s'adapter au changement climatique. (GIEC)

Les niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère seront beaucoup plus élevés qu'à n'importe quel moment au cours des 650 000 dernières années. (GIEC)

Les niveaux de pH des océans diminueront très probablement jusqu'à 0,5 unité de pH, le plus bas qu'il ait été au cours des 20 derniers millions d'années. La capacité des organismes marins tels que les coraux, les crabes et les huîtres à former des coquilles ou des exosquelettes pourrait être altérée. (GIEC)

Le dégel du pergélisol et d'autres facteurs feront de la Terre une source nette d'émissions de carbone, ce qui signifie qu'elle émettra plus de dioxyde de carbone dans l'atmosphère qu'elle n'en absorbe. (GIEC)

Environ 20 à 30 pour cent des espèces évaluées en 2007 pourraient disparaître d'ici 2100 si les températures moyennes mondiales dépassent 2 à 3 degrés par rapport aux niveaux préindustriels. (GIEC)

De nouvelles zones climatiques apparaissent sur jusqu'à 39% de la surface terrestre mondiale, transformant radicalement la planète. (Jack Williams, Université du Wisconsin-Madison, Actes de l'Académie nationale des sciences)

Un quart de toutes les espèces de plantes et d'animaux terrestres&mdashplus d'un million au total&mdash pourraient être conduits à l'extinction. Les rapports du GIEC avertissent que les « pratiques de conservation actuelles sont généralement mal préparées au changement climatique et que des réponses d'adaptation efficaces sont susceptibles d'être coûteuses à mettre en œuvre. » (GIEC)

Des sécheresses accrues pourraient réduire considérablement les niveaux d'humidité dans le sud-ouest américain, le nord du Mexique et peut-être certaines parties de l'Europe, de l'Afrique et du Moyen-Orient, recréant efficacement les environnements de &ldquoDust Bowl&rdquo des années 1930 aux États-Unis. (Richard Seager, Observatoire de la Terre Lamont Doherty, Science)

Un jour terrestre sera plus court de 0,12 milliseconde, car la hausse des températures entraîne une expansion des océans de l'équateur vers les pôles, prédit un modèle. L'une des raisons pour lesquelles l'eau sera déplacée vers les pôles est que la majeure partie de l'expansion aura lieu dans l'océan Atlantique Nord, près du pôle Nord. Les pôles sont plus proches de l'axe de rotation de la Terre, donc avoir plus de masse là-bas devrait accélérer la rotation de la planète. (Felix Landerer, Institut Max Planck de météorologie, Lettres de recherche géophysique)


6.2 : Prédire le futur climat de la Terre - Biologie

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Le nouvel observatoire du système terrestre de la NASA pour aider à lutter contre le changement climatique et à l'atténuer

Le nouvel observatoire du système terrestre de la NASA guidera les efforts liés au changement climatique, à l'atténuation des catastrophes, à la lutte contre les incendies de forêt et à l'amélioration des processus agricoles en temps réel, notamment en aidant à mieux comprendre les ouragans de catégorie 4 à 5 tels que l'ouragan Maria, illustré ici dans une image thermique de 2017 capturé par le satellite Terra de la NASA. Crédit : NASA

La NASA concevra un nouvel ensemble de missions centrées sur la Terre pour fournir des informations clés pour guider les efforts liés au changement climatique, à l'atténuation des catastrophes, à la lutte contre les incendies de forêt et à l'amélioration des processus agricoles en temps réel. Avec l'Observatoire du système terrestre, chaque satellite sera conçu de manière unique pour compléter les autres, travaillant en tandem pour créer une vue holistique en 3D de la Terre, du substratum rocheux à l'atmosphère.

« J'ai vu de mes propres yeux l'impact des ouragans rendus plus intenses et destructeurs par le changement climatique, comme Maria et Irma. La réponse de l'administration Biden-Harris au changement climatique correspond à l'ampleur de la menace : approche du pont pour faire face à ce moment », a déclaré l'administrateur de la NASA, le sénateur Bill Nelson. « Au cours des trois dernières décennies, une grande partie de ce que nous avons appris sur le changement climatique de la Terre repose sur les observations et les recherches des satellites de la NASA. Le nouvel Observatoire du système terrestre de la NASA étendra ce travail, offrant au monde une compréhension sans précédent du système climatique de notre Terre. , nous armant de données de nouvelle génération essentielles à l'atténuation du changement climatique et à la protection de nos communautés face aux catastrophes naturelles."

L'observatoire suit les recommandations de l'enquête décennale des sciences de la Terre 2017 des National Academies of Sciences, Engineering and Medicine, qui définit des orientations de recherche et d'observation ambitieuses mais indispensables.

Les domaines d'intervention de l'observatoire comprennent :

  • Aérosols : répondre à la question cruciale de savoir comment les aérosols affectent le bilan énergétique mondial, une source clé d'incertitude dans la prévision du changement climatique.
  • Nuages, convection et précipitations : s'attaquer aux plus grandes sources d'incertitude dans les projections futures du changement climatique, la prévision de la qualité de l'air et la prévision des phénomènes météorologiques violents.
  • Changement de masse : Fournir une évaluation et une prévision de la sécheresse, une planification associée pour l'utilisation de l'eau pour l'agriculture, ainsi que le soutien de la réponse aux risques naturels.
  • Biologie et géologie de surface : Comprendre les changements climatiques qui ont un impact sur l'alimentation et l'agriculture, l'habitation et les ressources naturelles, en répondant à des questions ouvertes sur les flux de carbone, d'eau, de nutriments et d'énergie au sein et entre les écosystèmes et l'atmosphère, l'océan et la Terre .
  • Déformation et changement de surface : modèles de quantification du changement du niveau de la mer et du paysage induits par le changement climatique, les prévisions des risques et les évaluations des impacts des catastrophes, y compris la dynamique des tremblements de terre, des volcans, des glissements de terrain, des glaciers, des eaux souterraines et de l'intérieur de la Terre.

La NASA entame actuellement la phase de formulation de l'observatoire. Parmi ses premières parties intégrées se trouve le partenariat de la NASA avec l'Organisation indienne de recherche spatiale (ISRO), qui rassemble deux types différents de systèmes radar capables de mesurer les changements de la surface de la Terre à moins d'un demi-pouce. Cette capacité sera utilisée dans l'une des premières missions de l'observatoire conçu comme un pathfinder, appelé NISAR (NASA-ISRO synthétique à ouverture radar). Cette mission mesurera certains des processus les plus complexes de la planète tels que l'effondrement de la calotte glaciaire et les risques naturels tels que les tremblements de terre, les volcans et les glissements de terrain. NISAR peut aider les planificateurs et les décideurs à gérer à la fois les risques et les ressources naturelles à l'avenir.


Un passé enflammé jette un nouvel éclairage sur l'avenir du changement climatique mondial

Crédit : Unsplash/CC0 Domaine public

Selon une nouvelle étude publiée dans Avancées scientifiques.

"Jusqu'à présent, l'ampleur de l'activité des incendies passés, et donc la quantité de fumée dans l'atmosphère préindustrielle, n'a pas été bien caractérisée", a déclaré Pengfei Liu, ancien étudiant diplômé et boursier postdoctoral à la Harvard John A. Paulson School of Ingénierie et sciences appliquées (SEAS) et premier auteur de l'article. "Ces résultats sont importants pour comprendre l'évolution du changement climatique depuis les années 1750 jusqu'à aujourd'hui, et pour prédire le climat futur."

L'une des plus grandes incertitudes lorsqu'il s'agit de prédire les impacts futurs du changement climatique est la vitesse à laquelle les températures de surface augmenteront en réponse à l'augmentation des gaz à effet de serre. La prédiction de ces températures est compliquée car elle implique le calcul des effets concurrents de réchauffement et de refroidissement dans l'atmosphère. Les gaz à effet de serre emprisonnent la chaleur et réchauffent la surface de la planète tandis que les particules d'aérosol dans l'atmosphère provenant des volcans, des incendies et d'autres combustions refroidissent la planète en bloquant la lumière du soleil ou en ensemençant la couverture nuageuse. Comprendre à quel point la température de surface est sensible à chacun de ces effets et comment ils interagissent est essentiel pour prédire l'impact futur du changement climatique.

De nombreux modèles climatiques d'aujourd'hui s'appuient sur les niveaux passés de gaz à effet de serre et d'aérosols pour valider leurs prévisions pour l'avenir. Mais il y a un problème : alors que les niveaux préindustriels de gaz à effet de serre sont bien documentés, la quantité d'aérosols de fumée dans l'atmosphère préindustrielle ne l'est pas.

Pour modéliser la fumée dans l'hémisphère sud préindustriel, l'équipe de recherche s'est tournée vers l'Antarctique, où la glace a emprisonné les particules de fumée émises par les incendies en Australie, en Afrique et en Amérique du Sud. Les scientifiques des carottes de glace et co-auteurs de l'étude, Joseph McConnell et Nathan Chellman du Desert Research Institute du Nevada, ont mesuré la suie, un composant clé de la fumée, déposée dans un ensemble de 14 carottes de glace de tout le continent, dont beaucoup ont été fournies par des organismes internationaux collaborateurs.

"La suie déposée dans la glace des glaciers reflète directement les concentrations atmosphériques passées, de sorte que les carottes de glace bien datées fournissent les enregistrements à long terme les plus fiables", a déclaré McConnell.

Ce qu'ils ont trouvé était inattendu.

"Alors que la plupart des études ont supposé qu'il y avait moins d'incendies à l'ère préindustrielle, les carottes de glace suggéraient un passé beaucoup plus fougueux, du moins dans l'hémisphère sud", a déclaré Loretta Mickley, chercheuse principale en interactions chimie-climat chez SEAS et auteure principale de le papier.

Pour tenir compte de ces niveaux de fumée, les chercheurs ont effectué des simulations informatiques qui tiennent compte à la fois des incendies de forêt et des pratiques de brûlage des peuples autochtones.

« Les simulations informatiques d'incendies montrent que l'atmosphère de l'hémisphère sud aurait pu être très enfumée au siècle précédant la révolution industrielle. Les concentrations de suie dans l'atmosphère étaient jusqu'à quatre fois supérieures à celles suggérées par les études précédentes. et le brûlage régulier pratiqué par les peuples autochtones à l'époque précoloniale », a déclaré Jed Kaplan, professeur agrégé à l'Université de Hong Kong et co-auteur de l'étude.

Ce résultat est en accord avec les enregistrements de carottes de glace qui montrent également que la suie était abondante avant le début de l'ère industrielle et est restée relativement constante tout au long du 20e siècle. La modélisation suggère qu'à mesure que les changements d'utilisation des terres diminuent l'activité des incendies, les émissions de l'industrie augmentent.

Que signifie cette découverte pour les futures températures de surface ?

En sous-estimant l'effet refroidissant des particules de fumée dans le monde préindustriel, les modèles climatiques pourraient avoir surestimé l'effet de réchauffement du dioxyde de carbone et d'autres gaz à effet de serre afin de tenir compte des augmentations observées des températures de surface.

"Les climatologues savent que la génération la plus récente de modèles climatiques surestime la sensibilité de la température de surface aux gaz à effet de serre, mais nous ne savons pas pourquoi ni dans quelle mesure", a déclaré Liu. "Cette recherche offre une explication possible."

"Il est clair que le monde se réchauffe, mais la question clé est de savoir à quelle vitesse se réchauffera-t-il alors que les émissions de gaz à effet de serre continueront d'augmenter. Cette recherche nous permet d'affiner nos prévisions à l'avenir", a déclaré Mickley.


Le passé est la clé pour prédire le climat futur, selon les scientifiques

IMAGE: Concentrations passées de dioxyde de carbone (à gauche) comparées aux scénarios d'émissions futurs possibles (à droite) : le taux d'émissions actuelles est beaucoup plus rapide - se produisant sur des décennies - contrairement aux changements géologiques. Voir plus

Crédit : Jessica Tierney/Université de l'Arizona

Une équipe internationale de climatologues suggère que les centres de recherche du monde entier utilisant des modèles numériques pour prédire les changements climatiques futurs devraient inclure des simulations de climats passés dans leur évaluation et déclaration de la performance de leur modèle.

"Nous exhortons la communauté des développeurs de modèles climatiques à prêter attention au passé et à l'impliquer activement dans la prévision de l'avenir", a déclaré Jessica Tierney, auteure principale de l'article et professeure agrégée au département de géosciences de l'Université d'Arizona. « Si votre modèle peut simuler avec précision les climats passés, il fera probablement un bien meilleur travail pour obtenir les bons scénarios futurs. »

Alors que de plus en plus d'informations de meilleure qualité deviennent disponibles sur les climats de l'histoire lointaine de la Terre, remontant à plusieurs millions d'années avant l'existence de l'homme, les climats passés deviennent de plus en plus pertinents pour améliorer notre compréhension de la façon dont les éléments clés du système climatique sont affectés par les niveaux de gaz à effet de serre, selon les auteurs de l'étude. Contrairement aux enregistrements climatiques historiques, qui ne remontent généralement qu'à un siècle ou deux - un simple clin d'œil dans l'histoire climatique de la planète - les paléoclimats couvrent une gamme beaucoup plus large de conditions climatiques qui peuvent informer les modèles climatiques d'une manière que les données historiques ne peuvent pas. Ces périodes du passé de la Terre couvrent une large gamme de températures, de régimes de précipitations et de distribution de la calotte glaciaire.

"Les climats passés devraient être utilisés pour évaluer et affiner les modèles climatiques", a déclaré Tierney. « Se tourner vers le passé pour éclairer l'avenir pourrait aider à réduire les incertitudes entourant les projections des changements de température, des calottes glaciaires et du cycle de l'eau. »

En règle générale, les climatologues évaluent leurs modèles avec des données provenant d'enregistrements météorologiques historiques, tels que des mesures par satellite, des températures de surface de la mer, des vitesses de vent, une couverture nuageuse et d'autres paramètres. Les algorithmes du modèle sont ensuite ajustés et ajustés jusqu'à ce que leurs prédictions correspondent aux enregistrements climatiques observés. Ainsi, si une simulation informatique produit un climat historiquement précis sur la base des observations faites pendant cette période, il est considéré comme apte à prédire le climat futur avec une précision raisonnable.

"Nous constatons que de nombreux modèles fonctionnent très bien avec les climats historiques, mais pas si bien avec les climats du passé géologique de la Terre", a déclaré Tierney.

L'une des raisons des divergences réside dans les différences dans la façon dont les modèles calculent les effets des nuages, ce qui est l'un des grands défis de la modélisation climatique, a déclaré Tierney. De telles différences font diverger les différents modèles les uns des autres en termes de ce que les climatologues appellent la sensibilité climatique : une mesure de la force avec laquelle le climat de la Terre réagit à un doublement des émissions de gaz à effet de serre.

Plusieurs des modèles de dernière génération qui sont utilisés pour le prochain rapport du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat, ou GIEC, ont une sensibilité climatique plus élevée que les itérations précédentes, a expliqué Tierney.

« Cela signifie que si vous doublez les émissions de dioxyde de carbone, elles produisent plus de réchauffement climatique que leurs homologues précédents, la question est donc : quelle confiance avons-nous dans ces nouveaux modèles très sensibles ? »

Entre les rapports du GIEC, qui sont généralement publiés tous les huit ans, les modèles climatiques sont mis à jour sur la base des dernières données de recherche.

« Les modèles deviennent plus complexes et, en théorie, ils s'améliorent, mais qu'est-ce que cela signifie ? » dit Tierney. "Vous voulez savoir ce qui se passe dans le futur, donc vous voulez pouvoir faire confiance au modèle en ce qui concerne ce qui se passe en réponse à des niveaux plus élevés de dioxyde de carbone."

Bien qu'il n'y ait pas de débat dans la communauté des scientifiques du climat sur la consommation humaine de combustibles fossiles poussant la Terre vers un état plus chaud pour lequel il n'y a pas de précédent historique, différents modèles génèrent des prédictions variables. Certains prévoient une augmentation pouvant atteindre 6 degrés Celsius d'ici la fin du siècle.

Tierney a déclaré que bien que l'atmosphère terrestre ait connu des concentrations de dioxyde de carbone beaucoup plus élevées que le niveau actuel d'environ 400 parties par million, il n'y a pas de temps dans les archives géologiques qui correspond à la vitesse à laquelle les humains contribuent aux émissions de gaz à effet de serre.

Dans l'article, les auteurs ont appliqué des modèles climatiques à plusieurs extrêmes climatiques connus du passé à partir des archives géologiques. Le climat chaud le plus récent offrant un aperçu de l'avenir s'est produit il y a environ 50 millions d'années à l'époque éocène, a déclaré Tierney. Le dioxyde de carbone mondial était à 1 000 parties par million à cette époque et il n'y avait pas de grandes calottes glaciaires.

"Si nous ne réduisons pas les émissions, nous nous dirigeons vers le CO de type éocène2 niveaux d'ici 2100 », a déclaré Tierney.

Les auteurs discutent des changements climatiques jusqu'au Crétacé, il y a environ 90 millions d'années, lorsque les dinosaures régnaient encore sur la Terre. Cette période montre que le climat peut devenir encore plus chaud, un scénario que Tierney a décrit comme « encore plus effrayant », avec des niveaux de dioxyde de carbone allant jusqu'à 2 000 parties par million et les océans aussi chauds qu'une baignoire.

"La clé est le CO2", a déclaré Tierney. "Chaque fois que nous voyons des preuves d'un climat chaud dans les archives géologiques, le CO2 est également élevé."

Certains modèles sont bien meilleurs que d'autres pour produire les climats observés dans les archives géologiques, ce qui souligne la nécessité de tester les modèles climatiques par rapport aux paléoclimats, ont déclaré les auteurs. En particulier, les climats chauds du passé tels que l'Éocène mettent en évidence le rôle que jouent les nuages ​​dans la contribution à des températures plus chaudes sous des niveaux accrus de dioxyde de carbone.

"Nous exhortons la communauté climatique à tester des modèles sur les paléoclimats dès le début, pendant que les modèles sont en cours de développement, plutôt qu'après, ce qui a tendance à être la pratique actuelle", a déclaré Tierney. "Des choses apparemment petites comme les nuages ​​affectent le bilan énergétique de la Terre de manière importante et peuvent affecter les températures produites par votre modèle pour l'année 2100."

Pour une liste complète des auteurs et des informations sur le financement, veuillez consulter l'article "Les climats passés informent notre avenir", Science, 6 novembre 2020. DOI : 10.1126/science.aay3701

Pour obtenir une copie de l'embargo Science papier, veuillez contacter le Bureau des programmes publics de l'AAAS au +1-202-326-6440 ou [email protected]

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Un modèle prédit que la population mondiale cessera de croître en 2050

Les données démographiques mondiales couvrant les années 1900 à 2010 ont permis à une équipe de recherche de l'Université autonome de Madrid de prédire que le nombre de personnes sur Terre se stabilisera vers le milieu du siècle. Les résultats, obtenus avec un modèle utilisé par les physiciens, coïncident avec les prévisions à la baisse de l'ONU.

Selon les estimations des Nations Unies, la population mondiale en 2100 se situera dans une fourchette comprise entre 15,8 milliards de personnes selon les estimations les plus élevées -variante de fécondité élevée- et 6,2 milliards selon la plus faible -variante de fécondité faible-, un chiffre qui se situe en dessous les 7 milliards actuels.

Un modèle mathématique développé par une équipe de l'Université autonome de Madrid (UAM) et de l'Université CEU-San Pablo, toutes deux espagnoles, semble confirmer l'estimation la plus basse, en plus d'un arrêt et même d'une légère baisse du nombre de personnes sur Terre d'ici le milieu du 21e siècle.

Les perspectives démographiques entre 1950 et 2100 fournies par l'ONU ont été utilisées pour mener l'étude, publiée dans la revue 'Simulation'. Les équations mathématiques utilisées dans les domaines scientifiques, comme la physique de la matière condensée, ont ensuite été appliquées à ces données.

« C'est un modèle qui décrit l'évolution d'un système à deux niveaux dans lequel il y a une probabilité de passer d'un niveau à un autre », comme l'explique Féacutelix F. Muñoz, chercheur UAM et co-auteur du projet.

L'équipe a considéré la Terre comme un système fermé et fini où la migration des personnes au sein du système n'a pas d'impact et où le principe fondamental de la conservation de la masse -la biomasse dans ce cas- et de l'énergie est respecté.

"Dans ce principe général, les variables qui limitent la zone supérieure et inférieure des deux niveaux du système sont les taux de natalité et de mortalité", a souligné Muñoz et a rappelé le changement qui s'est produit dans le rapport entre les deux variables au cours du siècle dernier.

"Nous sommes partis d'une situation générale où tant le taux de natalité que le taux de mortalité étaient élevés, avec une croissance lente en faveur des premiers", a-t-il ajouté, "mais le taux de mortalité a fortement chuté dans la seconde moitié du XXe siècle en raison des progrès de la des soins de santé et une augmentation de l'espérance de vie et il semblait que la population allait beaucoup augmenter. Cependant, les trois dernières décennies ont également vu une forte baisse du nombre d'enfants nés dans le monde.

La courbe sigmoïde en S du modèle reflète cette situation avec un point d'inflexion au milieu des années 1980 lorsque la vitesse de croissance de la population commence à ralentir jusqu'à se stabiliser vers 2050.

Les données reflètent également la tendance à la baisse de la série de perspectives de l'ONU. « La surpopulation était un spectre dans les années 1960 et 1970, mais historiquement, les prévisions de variantes de faible fécondité de l'ONU se sont réalisées », a souligné Muñoz.

Pas plus tard qu'en 1992, il était prévu qu'il y aurait 7,17 milliards de personnes sur Terre d'ici 2010 au lieu des 6,8 milliards réels. En effet, le taux de fécondité a baissé de plus de 40 % depuis 1950.

"Ce travail est un autre aspect à prendre en considération dans le débat, même si nous ne traitons pas des conséquences économiques, démographiques et politiques importantes que pourraient entraîner la stabilisation et le vieillissement de la population mondiale", a conclu le chercheur.


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Les modèles de changement environnemental futur impliquent tous un réchauffement climatique, qu'il soit lent ou rapide. Prédire comment les plantes et les animaux réagiront à un tel réchauffement peut être facilité en utilisant des « règles » biologiques écogéographiques, dont certaines sont établies de longue date, qui font des prédictions basées sur des observations dans la nature, ainsi que sur des attentes physiologiques et écologiques plausibles. La règle de Bergmann est bien connue, à savoir que les animaux à sang chaud sont généralement plus petits dans les climats chauds, mais six autres règles liées à la température - la règle d'Allen, la règle de Gloger, la règle de Hesse, la règle de Jordan, la règle de Rapoport et la règle de Thorson - méritent également d'être considérées comme outils prédictifs. Ces règles ont été discutées dans la littérature écologique et physiologique récente, et dans certains cas, des études méta-analytiques de plusieurs études montrent comment elles sont applicables à travers les taxons et dans des situations environnementales physiques particulières.


Voir la vidéo: Comprendre le réchauffement climatique en 4 minutes (Janvier 2022).