Une part d’imprévisible dans l’évolution du climat

Dans l’atmosphère, il existe des gaz dits à effet de serre, la vapeur d’eau et le dioxyde de carbone au premier chef, qui empêchent l’énergie de la Terre de s’échapper dans l’espace et maintiennent ainsi une température clémente à sa surface. Sans eux, il ferait en moyenne – 18 °C sur notre Terre, contre 15 °C aujourd’hui. Or, comme le résume Jean-Louis Dufresne, du Laboratoire de météorologie dynamique1-IPSL « si les teneurs en vapeur d’eau et en dioxyde de carbone se modifient, l’effet de serre change, et c’est tout l’équilibre énergétique de la planète, donc son climat, qui se modifient. Nier ce fait est un non-sens scientifique ».

Justement, la quantité de dioxyde de carbone dans l’atmosphère a fortement augmenté au cours du siècle dernier, ce qui coïncide avec l’avènement de notre société industrielle basée sur les énergies fossiles. Quant à la vapeur d’eau, si les activités humaines ne la perturbent quasiment pas directement à grande échelle, elle dépend fortement du climat tout en agissant sur lui, par un jeu subtil d’actions et de rétroactions.
 

L’exemple des températures est flagrant. Sur une échelle d’une centaine d’années, l’augmentation est facilement observable (+ 0,9 à 0,2 °C près depuis 1900). Les activités humaines et l’augmentation de l’effet de serre qui en découle expliquent bien cette hausse. Sur dix ou vingt ans, c’est une autre histoire. Les analyses les plus récentes montrent un ralentissement de la montée des températures. Or, à cette échelle de temps, le caractère chaotique du climat rend difficile toute interprétation. « Ce genre d’observations ne remet pas en cause la réalité du réchauffement global, assure Jean-Louis Dufresne. Mais, plus on veut observer les choses précisément, plus on est limité dans le temps et dans l’espace du fait de la rareté des observations disponibles, et plus la variabilité naturelle du climat prend de l’importance. » Et il n’existe à ce jour aucun moyen direct pour résou­dre ce problème.

Des questions en suspens

L’analyse des grandes évolutions du climat passé peut évidemment fournir de précieux renseignements sur cette variabilité, mais les méthodes d’étude sont indirectes et possèdent elles aussi leur lot d’incertitudes. « Prenez l’exemple du Soleil, indique Jean-Louis Dufresne. Nous savons que son activité influence le climat de la Terre et que cette activité se traduit par le nombre de taches sombres à sa surface. Mais comment traduire la présence ou non de taches solai­res observée par les astronomes du passé en flux ou en spectre de lumière ? »

Les volcans, eux, projettent des cendres qui refroidissent l’atmosphère. Or, si les éruptions récentes sont bien documentées, les chercheurs n’ont que peu d’informations sur les plus ancien­nes. Quelle était la taille des poussières ? Quelle en était la quantité ? « Nous n’avons pas non plus assez de recul sur les événements extrê­mes comme les tempêtes, note Hervé Le Treut. Autrefois, ceux qui pouvaient acquérir des informations – marins ou aviateurs – avaient évidemment plutôt tendance à les éviter. Et, sur certains continents, ces événements faisaient uniquement partie de traditions orales. »

Les limites des modèles climatiques

Le caractère chaotique du climat et sa variabilité naturelle ne sont pas les seules difficultés auxquelles les climatologues doivent faire face. Les prévisions sur le climat futur sont réalisées à l’aide de modèles numériques qui s’appuient sur les lois de la physique atmosphérique et océanique. Ces modè­les sont à peu de chose près les mêmes que ceux utilisés en météorologie pour prévoir le temps à une échéance de quelques jours. « Mais, contrairement aux modèles de prévisions météorologiques, les modèles climatiques n’utilisent pas d’observations directes pour corriger les trajectoires, explique Jean-Louis Dufresne. Par exemple, lorsque des basses pressions sont observées au-dessus de l’Atlantique, les données sont enregistrées dans les modèles météo qui simulent une dépression et son évolution. Au fil du temps, si le modèle dérive, la trajectoire de la dépression peut être corrigée par les observations suivantes pour aboutir à des prévisions fiables à quelques jours. »

En climatologie, la page est blanche. Le modèle doit lui-même créer les conditions initiales, faire évoluer les grandes structures atmosphériques comme les dépressions ou les anticyclones sur des dizaines d’années, sans aucune observation pour le corriger. « Si, par exemple, les dépressions et les grandes structures associées sont systématiquement placées trop au sud, ce sont toutes les structures climatiques qui seront mal positionnées, indique Jean-Louis Dufresne. Rien ne les corrige. »

La difficulté est encore plus grande à l’échelle régionale (une région correspondant dans ce cas à un sous-continent). Le climat régional dépendant fortement du climat global, il faut que ce dernier soit déjà très bien simulé pour que les modèles parviennent à faire de bonnes prévisions sur le premier. Et, comme il n’y a pas de climat sans rétroactions, les effets régionaux vont à leur tour influer sur la circulation globale. « Nous savons, par exemple, que l’évolution des pluies sera très hétérogène sur la planète, remarque Jean-Louis Dufresne. Elles vont augmenter à l’équateur et aux hautes latitudes, diminuer dans les régions subtropicales et augmenter ou diminuer selon les saisons aux moyennes latitudes. Or les frontières exactes entre toutes ces zones dépendent de la circulation globale et de sa variation, sur laquelle, il y a encore beaucoup d’incertitudes. »

Les phénomènes extrêmes comme les tempêtes, ici à Nice en 2011, font courir des risques accrus aux populations.

Les phénomènes extrêmes comme les tempêtes, ici à Nice en 2011, font courir des risques accrus aux populations.

V. HACHE/ AFP

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Un risque climatique bien réel

Pour Hervé Le Treut, ce problème de l’incertitude est capital pour les recherches sur l’adaptation au changement climatique. « Il ne faut pas croire aveuglément les modèles, prévient-il. Ce n’est pas parce qu’ils prédisent en moyenne plus de sécheresse dans une région qu’il ne faudra y semer que des plantes résistantes à la sécheresse. Les prévisions ne se traduisent pas par des risques permanents. Des pluies pourraient aussi augmenter localement, et les plantes trop spécialisées n’y résisteraient pas. »

Malgré tout, l’urgence est là, car le risque climatique est bel et bien réel. « C’est notre rôle, en tant que climatologues, de réaffirmer sans cesse ce fait et de dénoncer toutes les contre-vérités qui sont dites dans ce domaine, estime Hervé Le Treut. Il est probable que nous ne sachions jamais avec exactitude ce qui va advenir. Mais cela ne doit pas empêcher d’agir. Nous ne savons pas prédire où et quand un tremblement de terre va survenir, mais nous connaissons les zones à risque et nous y construisons des bâtiments résistants. Nier le changement climatique serait donc un peu comme dire que, puisque nous ne savons pas les prévoir, les tremblements de terre n’existent pas. »