Quelle sera la température de la Terre en 2100 ?
Alors que les dirigeants du monde entier se sont réunis pour marquer le début de l’année 2050, ils ont repensé à la pandémie de coronavirus 30 ans auparavant comme un tournant dans la quête pour freiner le réchauffement climatique. Les nations ont uni leurs efforts pour vaincre la pandémie, ce qui a lancé une nouvelle ère de coopération pour éviter une catastrophe climatique. Les investissements dans les énergies vertes et les nouvelles technologies ont permis de réduire rapidement les émissions de dioxyde de carbone, mettant ainsi le monde sur la voie d’une limitation du réchauffement climatique à environ 1,5 °C par rapport aux niveaux préindustriels.
Ou peut-être pas. En 2050, le monde pourrait regarder en arrière et considérer que la pandémie n’est guère plus qu’une péripétie dans un effort long et surtout futile pour conjurer le réchauffement climatique. Malgré une baisse temporaire des émissions de carbone due à l’épidémie de 2020, les pays se sont tournés vers les combustibles fossiles bon marché pour relancer leur économie après la crise. Les émissions de carbone ont explosé et les températures ont suivi, ouvrant la voie à un réchauffement de 5 °C d’ici la fin du siècle.
Ce ne sont là que deux visions possibles de l’avenir. Personne ne sait comment la pandémie actuelle va se dérouler ; on ne sait pas non plus si l’humanité finira par s’unir pour éviter une éventuelle catastrophe climatique. Mais les chercheurs en climatologie ont besoin d’explorer les types de problèmes qui pourraient émerger avec différents niveaux de réchauffement. Ils ont donc élaboré une série de scénarios destinés à représenter un éventail de futurs auxquels l’humanité pourrait être confrontée1. Leur objectif est d’étudier comment différentes politiques pourraient modifier les émissions de carbone – et comment la planète réagira à tout ce gaz qui piège la chaleur.
À une extrémité du spectre, les scénarios optimistes explorent des mondes dans lesquels les gouvernements unissent leurs forces pour faire progresser les technologies à faible émission de carbone tout en réduisant la pauvreté et les inégalités. À l’autre extrémité, les pays augmentent leur utilisation de combustibles fossiles bon marché et poursuivent la croissance économique à tout prix.
Des équipes de recherche ont fait tourner ces scénarios (voir « Un éventail de futurs ») à travers les principaux modèles climatiques du monde pour la première fois, fournissant des projections de la façon dont la Terre pourrait réagir à différentes voies socio-économiques. Ces simulations alimenteront la recherche sur le climat dans les années à venir et joueront un rôle central dans la prochaine évaluation majeure du réchauffement planétaire par le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), qui doit être publiée l’année prochaine. La recherche pourrait également avoir un rôle clé dans les négociations autour d’une nouvelle série d’engagements pour réduire les émissions dans le cadre de l’accord de Paris sur le climat de 2015.
Source : Adapté de la figure 3, B. C. O’Neill et al. Geosci. Model Dev. 9, 3461-3482 (2016)
Ces scénarios mettent à jour un ensemble qui a été utilisé au cours de la dernière décennie, y compris une version extrême – et controversée – qui prévoit une augmentation de la température d’environ 5 °C au-dessus des niveaux préindustriels d’ici 2100. Les détracteurs de ce scénario, qui joue un rôle central dans les études sur le climat depuis plus de dix ans, estiment qu’il est trompeur car il inclut des quantités irréalistes d’utilisation du charbon, qui seraient multipliées par cinq d’ici 2100. Mais de nombreux chercheurs rejettent cette critique, affirmant que même les scénarios à fortes émissions ont de la valeur tant que les gens comprennent leurs hypothèses sous-jacentes et leurs limites. Une libération massive de méthane à partir du pergélisol arctique, par exemple, pourrait avoir un effet similaire à d’énormes poussées de l’utilisation de combustibles fossiles.
« Nous essayons de comprendre les risques, pas de prédire l’avenir », déclare Donald Wuebbles, un scientifique atmosphérique de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign et un auteur principal coordonnateur du premier volume de la dernière évaluation climatique nationale américaine2, publiée en 2017. Les scénarios ne sont pas conçus pour prévoir les émissions, mais pour étudier différents niveaux de réchauffement et types de développement économique. Ils aident une grande variété de chercheurs : les modélisateurs climatiques les utilisent pour tester leurs modèles et projeter l’impact de l’augmentation des émissions de gaz à effet de serre ; les économistes en ont besoin pour explorer les coûts des politiques ; et les écologistes s’appuient sur eux pour prédire les changements dans les écosystèmes du monde entier.
« Ce n’est pas de la science-fiction », déclare Kristie Ebi, chercheuse en santé environnementale à l’Université de Washington à Seattle, qui copréside le comité qui a élaboré les nouveaux scénarios. « Nous avons besoin des résultats de ces modèles pour nous donner un aperçu des impacts de nos choix, et maintenant nous pouvons le faire. »
Unusual business
En avril 1989, un groupe d’experts chargés de prévoir les futurs potentiels s’est réuni à Bilthoven, aux Pays-Bas, pour préparer la première évaluation du GIEC, qui devait être publiée l’année suivante. Ils ont créé des scénarios décrivant la quantité de dioxyde de carbone, de méthane et d’autres gaz qui piègent la chaleur que les nations pourraient produire au cours du siècle prochain3. Et ces mondes futurs possibles – de l’extrêmement pollué à l’exceptionnellement propre – ont fourni la matière première aux modélisateurs du climat pour projeter comment la planète pourrait réagir.
Depuis, le GIEC a mis à jour les principaux scénarios d’émissions à plusieurs reprises. Mais la situation a changé en 2006, lorsque le GIEC a décidé de se retirer de l’activité d’élaboration de scénarios en raison de la pression exercée par les États-Unis et d’autres pays qui ont fait valoir que l’organisation devait évaluer, et non guider, la science.
Donc, en 2010, un groupe autoproclamé dirigé par le climatologue Richard Moss, alors au Joint Global Change Research Institute de College Park, dans le Maryland, a publié un nouveau cadre pour la création et l’utilisation de scénarios conçus pour guider la recherche en vue de la dernière évaluation4 du GIEC, qui a été publiée en 2013-2014.
Le groupe a fourni un ensemble de quatre projections des futurs niveaux de pollution par le carbone – baptisées Representative Concentration Pathways (RCP) – qui pourraient être exécutées par des groupes de modélisation du climat dans le monde entier pour produire des prévisions sur le sort de la planète5. Les RCP ont été sélectionnés pour représenter différents niveaux de forçage radiatif – un nombre qui reflète la quantité de réchauffement supplémentaire résultant des émissions de gaz à effet de serre. Les PCR n’étaient pas destinés à décrire des tendances particulières en matière d’émissions ou à prévoir l’évolution des économies et des technologies. Ce travail a été laissé à d’autres chercheurs, qui produiraient plus tard des ensembles de tendances d’émissions qui pourraient faire évoluer les concentrations de gaz à effet de serre de manière à imiter les PCR.
Moss dit que les PCR ont été conçus pour capturer le spectre des possibilités de réchauffement dans la littérature scientifique et créer une fourchette suffisamment importante entre les projections hautes et basses pour que les modélisateurs climatiques soient capables de les différencier. Et l’un des principaux attraits du scénario prévoyant une augmentation de la température mondiale de 5 °C qui a suscité tant de critiques – appelé RCP8.5 – est qu’il fournit aux modélisateurs un signal puissant. « Nous voulions donner suffisamment de détails pour que les modélisateurs climatiques puissent faire leur travail », déclare M. Moss. En ce qui concerne les scénarios individuels, ajoute-t-il, « nous n’avons jamais voulu leur donner un poids particulier ».
Au fil du temps, cependant, les RCP ont pris une vie propre. Bien que les mises en garde et les qualifications soient toutes là pour ceux qui savent où regarder, de nombreux scientifiques et autres ont commencé à utiliser le RCP8,5 pour représenter un monde sans action climatique agressive.
« Il est très tentant d’utiliser le RCP8,5 pour toute une série de raisons, mais c’est aussi assez irréaliste », déclare Glen Peters, chercheur en politique climatique au Centre pour la recherche internationale sur le climat à Oslo et co-auteur d’un commentaire récent sur la question6. « La question est de savoir comment équilibrer ces questions et communiquer sur ce qu’il représente. »
La mauvaise caractérisation du RCP8.5 – en tant que projection de ce qui pourrait se produire dans un monde de statu quo dans lequel les gouvernements ne parviennent pas à adopter des politiques climatiques – est endémique, selon Roger Pielke Jr, chercheur en sciences et politiques à l’Université du Colorado Boulder. Selon Pielke, même des études scientifiques majeures, telles que l’évaluation nationale du climat aux États-Unis, ont choisi d’utiliser le RCP8.5 comme scénario de référence de facto, dans lequel les émissions continuent à augmenter. Cela gonfle les projections des effets du réchauffement climatique – ainsi que des coûts de l’inaction, dit-il.
Wuebbles défend la décision d’utiliser le RCP8.5 dans l’évaluation américaine2. Le document fait référence au RCP8.5 simplement comme un scénario « plus élevé ». Il note que les émissions ont été conformes à ce scénario pendant 15 à 20 ans, jusqu’à ce qu’elles se stabilisent pendant quelques années autour de 2014.
En outre, le RCP8.5 fournit aux scientifiques un scénario à haut risque qui est précieux pour comprendre les risques posés par les extrêmes climatiques, explique Céline Guivarch, économiste spécialiste du changement climatique au Centre de recherche internationale sur l’environnement et le développement (CIRED) à Nogent-sur-Marne, en France. De nombreux scientifiques affirment que même si l’utilisation du charbon n’augmente pas de manière catastrophique, un réchauffement de 5 °C pourrait survenir par d’autres moyens, notamment le dégel du pergélisol.
Après la publication des PCR en 2010, il était prévu qu’une nouvelle série de scénarios socio-économiques étoffés soit prête dans les deux ans. Ceux-ci auraient alimenté les rapports du GIEC sortis en 2013 et 2014, qui ont constaté que le taux de réchauffement depuis 1950 est sans précédent sur une échelle de temps de plusieurs siècles à plusieurs millénaires, et ont préparé le terrain pour l’accord de Paris sur le climat de 2015.
Mais le processus a été beaucoup plus difficile – et a pris beaucoup plus de temps – que prévu. La nouvelle génération de scénarios, connue sous le nom de « Shared Socioeconomic Pathways » (SSP), n’a été introduite qu’en 2015. Ce n’est que maintenant, alors que les principaux centres de modélisation climatique du monde entier mènent leurs expériences en vue de l’évaluation du GIEC de 2021, qu’ils occupent le devant de la scène dans la recherche sur le climat.
Bien que basés sur les anciens PCR, les nouveaux scénarios présentent pour la première fois des récits entièrement étoffés sur la façon dont le monde pourrait évoluer. Chacun d’entre eux fournit un scénario général sur la façon dont le monde pourrait changer, ainsi que des chiffres pour les principales tendances démographiques – population, productivité économique, urbanisation et éducation – dans chaque pays de la Terre, que les modélisateurs utilisent ensuite pour simuler les émissions et les impacts planétaires.
Les équipes qui ont produit les SSP ont intentionnellement laissé de côté toute politique climatique. Cette approche permet aux scientifiques de mener leurs propres expériences et de tester les impacts de différentes décisions des gouvernements et des sociétés, explique Mme Ebi. Cette flexibilité lui permet, ainsi qu’à d’autres chercheurs en santé publique, de comparer et de contraster les avantages pour la santé de politiques climatiques qui réduisent simultanément les émissions de carbone et entraînent une amélioration de la qualité de l’air.
« Vous ne pouviez pas faire cela avant », dit Ebi. « Cela permet à la communauté climatique de poser des questions que nous ne pouvions pas poser. »
Rocky road
Bien que les scénarios SSP n’aient que quelques années, ils ont été développés dans un monde très différent de celui d’aujourd’hui. Ils ont été façonnés avant les bouleversements politiques de 2016, lorsque le Royaume-Uni a voté pour la sortie de l’Union européenne et que les États-Unis ont élu le président Donald Trump, qui a promis de faire passer l’Amérique en premier et de se retirer du traité de Paris sur le climat.
Mais les équipes qui ont rédigé les SSP ont imaginé une trame très proche de la voie empruntée par les États-Unis et d’autres grandes puissances. Le scénario SSP3, appelé « rivalité régionale – une route rocailleuse », est défini par une résurgence du nationalisme. Il voit les préoccupations en matière de compétitivité économique et de sécurité conduire à des guerres commerciales. Au fil des décennies, les efforts nationaux pour verrouiller l’approvisionnement en énergie et en nourriture court-circuitent le développement mondial. Les investissements dans l’éducation et la technologie diminuent. Il serait difficile de réduire les émissions de gaz à effet de serre dans un tel monde, et l’adaptation au changement climatique ne serait pas plus facile. Selon ce scénario, la température moyenne mondiale devrait s’envoler à plus de 4 °C au-dessus des niveaux préindustriels.
Pour Ebi, c’est une leçon d’humilité, car le scénario semblait farfelu lorsqu’il a été élaboré. Mais c’est là le but.
« Lorsque nous avons commencé à travailler sur ce sujet, il n’était pas question de l’Amérique d’abord, il n’y avait pas de Brexit, il n’y avait pas de guerre commerciale entre les États-Unis et la Chine », dit-elle. « C’est inconfortable, mais vous devez avoir ce genre de cheminement. Nous ne savons pas à quoi l’avenir va ressembler. »