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Le 21 ème siècle pourrait être marqué par un réchauffement compris entre 1,6 et 6°C. L'incertitude est grande. Ce dossier présente les deux causes les plus importantes si l'on excepte celle concernant la consommation d'énergie fossile elle-même.

  
DossiersPourquoi tant d'incertitudes sur les prévisions climatiques ?
 

On peut considérer le système climatique comme une sorte d'amplificateur : à l'entrée, on perturbe le bilan d'énergie radiative de la planète, c'est ce qu'on appellera un forçage, il s'exprime donc en W/m2. A la sortie, il y a une augmentation de température, le rapport des deux, c'est le gain de l'ampli η ou dans le cas présent la sensibilité du climat. Si la Terre était un simple caillou, ça serait très simple mais les sous systèmes sont nombreux et complexes et réagissent à leur manière au stimuli que constitue le forçage, ces réactions peuvent amplifier le forçage initial ou, au contraire, le réduire. Si l'on veut continuer à utiliser l'image de l'amplificateur, il faut choisir un amplificateur opérationnel, c'est-à-dire introduire une rétroaction f en fait beaucoup de rétroactions. On voit que suivant le signe de f, la réponse en température peut être diminuée ou augmentée.

Figure 1 : on peut considérer le climat comme un amplificateur opérationnel : le signal d'entrée est un déséquilibre du bilan radiatif de la Terre, on l'appelle forçage (ou contrainte), le signal de sortie est une variation de température. Sous l'influence de cette variation de température, certaines propriétés du climat sont modifiées qui, à leur tour, modifient le bilan radiatif ; ce sont les rétroactions. © Yves Fouquart

Une rétroaction qui amplifie le forçage initial (f >0) est dite positive, elle est négative si elle tend à ramener le système vers son état initial. Parmi les rétroactions positives, la plus évidente est celle de la neige: plus il fait chaud, moins il y a de neige et plus l'énergie solaire est absorbée, donc plus il fait chaud. On connaît finalement peu de rétroactions négatives mise à part celle du bilan radiatif: plus la Terre chauffe, plus elle émet de rayonnement infrarouge ce qui la refroidit et la ramène à l'équilibre. L'augmentation de l'effet de serre perturbe justement cette rétroaction.

Les incertitudes portent à la fois sur les forçages et sur les rétroactions, principalement sur le rôle joué par les aérosols (forçage) et sur la rétroaction des nuages.