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Réponse du système climatique aux forçages externes et projection du changement climatique dans le modèle CCSM4

Climate system response to external forcings and climate change projections in CCSM4

Meehl, G.A., W.M. Washington, J.M. Arblaster, A. Hu, H. Teng, C. Tebaldi, B. Sanderson, J.F. Lamarque, A. Conley, W.G. Strand, and J.B. White
Journal of Climate
19 mar 2007

Le quatrième rapport (AR4) du GIEC montre que, sur la fin des 20 dernières années, des scénarios absents de modération se sont intégrés dans les modèles de réchauffement climatique. Les nouveaux scénarios, qui représentent en particulier le niveau de concentration 2.6 (RCP 2.6), ciblent une certaine intensité du changement climatique qui nécessite des actions politiques, dont une politique énergétique auxquels s’ajoutent des considérations économiques et démographiques. Le réchauffement, au court-terme (2016-2035), est comparable selon n’importe quel scénario, c’est un problème d’adaptation. L’ampleur du réchauffement de la fin du siècle (2081-2100) dépend en revanche beaucoup du scénario que l’on suit. L’axe de la modération que nous suivons entraine une grosse différence après la seconde moitié du siècle. Le changement climatique ne s’arrête pas à 2100. La forte modération prise en compte dans le RCP2.6 engendre un refroidissement général après cette date, tandis que le modèle RCP8.5 montrait un large réchauffement pour 2300.

Dans les scenari bas RCP2.6, alors que les températures se stabilisent et diminuent même après 2100, le niveau de la mer devrait continuer d’augmenter car les effets du changement climatique en cours continueront de se faire sentir. Avec des scénarios plus agressifs en terme de modération, les températures globales pourraient être stabilisées, et si l’augmentation du niveau des mers ne pourra pas être arrêtée, elle pourrait être ralentie. Pour certaines décennies, il y a une interruption du réchauffement. Cela arrive quand la tendance de la température de surface reste stable le temps d’une décennie ou plus, et ce, grâce à La Nina qui permet que la chaleur soit absorbé dans le fond des océans, cela augmentent la convergence de la chaleur dans les océans subtropicaux, et affaiblit la circulation méridionale des eaux (MOC) et la formation d’eau profonde en Antarctique (phénomène ABW). Une telle période est relativement commune, de par l’image que l’on a du fonctionnement du climat, et n’invalide pas notre compréhension du (réchauffement induit par les gaz à effets de serre/ des gaz à effets de serre qui entrainent un réchauffement) ou des modèles utilisés pour simuler un tel réchauffement. Voici quelques différences entre des scenarios de forte modération et de continuité du modèle actuel :

-          Beaucoup plus de glace de la mer Arctique devrait être conservée d’après le scenario RCP2.6, en particulier en été, fort peu de glace en été avec le RCP8.5

-          Le MOC Atlantique se stabilise avec la forte modération, et disparait presque avec la plus faible.

-          La modération peut faire une différence dans la réduction de l’amplification possible des rétroactions (retenir plus de pergélisol permettrait de conserver plus de CO2 et de méthane dans le sol et dans l’air, ce qui causerait un réchauffement).

 

Abstract :

The IPCC AR4 in 2007 saw the end of the past 20 years of non-mitigation scenarios run in global climate models. New mitigation scenarios, especially representative concentration pathways 2.6 (RCP2.6), target certain levels of climate change that require policy actions, including energy policy, in addition to economic and demographic considerations.

Warming in the near-term (2016-2035) is similar no matter what scenario is followed—near term climate change is an adaptation problem. Magnitude of the warming later in the century (2081-2100) depends a lot on what scenario is followed—the mitigation path we follow makes a big difference after mid-century. Climate change doesn’t stop at 2100. Aggressive mitigation in RCP2.6 produces global cooling after 2100, business-as-usual in RCP8.5 results in ongoing large warming to 2300.

As temperatures stabilize, and even decrease after 2100 in the low RCP2.6 scenario, sea level would continue to rise due to climate change commitment. With aggressive mitigation scenarios, global temperatures can be stabilized, and though sea level rise cannot be stopped, it can be slowed down. There are some decades when there is a hiatus of global warming when the surface temperature trend is flat for a decade or so because the heat goes into the deep ocean with a La Niña-like SST pattern, increased heat convergence in the subtropical oceans, weakened MOC and Antarctic Bottom Water formation. Such a period is relatively common, consistent with our physical picture of how the climate system works, does not invalidate our basic understanding of greenhouse-gas-induced warming or the models used to simulate such warming. Some differences between aggressive mitigation and business-as-usual scenarios :

-          Much more Arctic sea ice would be retained with aggressive mitigation in RCP2.6, particularly in summer, compare to little summer sea ice with little mitigation in RCP8.5 ;

-          Atlantic MOC stabilizes with more aggressive mitigation, and nearly goes away with little mitigation ;

-          Mitigation could make a difference for reducing possible amplifying feedbacks (e.g. retaining more permafrost would keep more CO2 and methane in the ground and out of the air where it would cause more warming).

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