Dossier : Climat   
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Impacts du changement climatique futur - Vulnérabilités clés et seuils critiques

Extrait de la Lettre du Changement global n°19 - Programme International Géosphère Biosphère (IGBP) - Programme Mondial de Recherches sur le Climat (WCRP) - Programme International «Dimensions Humaines» (IHDP) - Diversitas - Earth System Science Partnership (ESSP)



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Conférence d’Exeter (1-3 février 2005)

La conférence internationale «Avoiding dangerous climate change ?» s’est déroulée à Exeter (Royaume Uni) du 1e au 3 février 2005 dans le cadre de la préparation du G8 (sommet de Gleneagles en juillet 2005). Le changement climatique (CC) était un des sujets retenus par T. Blair pour le G8 et cette conférence scientifique d’Exeter le préparait. Elle a permis de faire le point à une étape intermédiaire entre le 3e rapport du GIEC publié en 2001 et le 4e rapport qui doit sortir en 2007. Un compte rendu officiel a été publié en mai 2005 et figure sur le site de la conférence (www.stabilisation2005.com), qui contient aussi les résumés et les présentations faites par les conférenciers. Un ouvrage contenant les communications après révision paraîtra en mars 2006 aux Editions Cambridge University Press (Schellnhuber et al., 2006). Après une brève introduction, voici un résumé des présentations les plus informatives sur les surprises climatiques, les impacts et les vulnérabilités, y compris les conséquences socio-économiques.

 

Introduction

Le thème précis de la conférence «Avoiding dangerous climate change» s’inspire de l’article 2 de la Convention Climat (Convention Cadre des Nations Unies sur les Changements Climatiques, Rio, 1992, www.unfccc.int) dont l’objectif ultime est de «stabiliser les concentrations de Gaz à Effet de Serre (GES) dans l’atmosphère à un niveau qui empêche toute perturbation anthropique dangereuse du système climatique». Cette Convention précise en outre qu’il faudra «s’efforcer d’atteindre ce niveau dans un délai suffisant pour que les écosystèmes puissent s’adapter naturellement aux CC, que la production alimentaire ne soit pas menacée et que le développement économique puisse se poursuivre de manière durable». Ceci explique l’accent mis par la conférence d’une part sur les questions d’impacts (sur les écosystèmes, la biodiversité et l’agriculture), et, d’autre part, sur les scénarios économiques et les moyens technologiques pour stabiliser les concentrations en GES. Ces domaines relèvent des groupes thématiques II (impacts) et III (atténuation) du GIEC, mais des questions fondamentales sur les processus physiques et les surprises climatiques ont aussi été présentées (groupe I : physique). Cette conférence a rassemblé 230 personnes d’origine à la fois scientifique et politique (chercheurs et décideurs) de 30 pays différents, avec une majorité de britanniques (150), et une forte présence anglo-saxonne, notamment du GIEC. On note la présence de décideurs politiques issus de la DEFRA (Ministère britannique en charge de l’Environnement) qui l’organisait et de la secrétaire d’état à l’environnement M. Backett. Cette dernière a ouvert la conférence en indiquant l’engagement de réduction des émissions de GES de la Grande Bretagne (60% en 2050), et en appelant les américains à rejoindre l’Europe dans le Protocole de Kyoto, «effective depuis la ratification par la Russie en février 2005».

 

Le système climatique global

Schneider précise les rôles respectifs des «scientifiques» et des «décideurs» sur ce thème du «Changement Climatique dangereux». Il y a deux attitudes extrêmes : «une précaution exagérée» et «laisser filer en attendant l’arrivée d’impacts certains ou la preuve d’une origine anthropique du CC». Pour sortir de ce dilemme, il préconise l’analyse probabiliste des diagrammes d’incertitudes du 3e rapport du GIEC (diagrammes de couleurs jaune à rouge puis noir symbolisant la gravité, voir IPCC, 2001). Enfin il fournit des exemples précis de seuils critiques et de points de non-retour pour des systèmes physiques et biologiques, résumés ci-dessous en fonction d’un seuil en température globale ou concentration de CO2 équivalent (en prenant tous les GES avec leur forçage radiatif respectif ; ppm = parties par millions en volume).

Pour l’effondrement de la circulation thermo-haline les limites sont 3°C en 100 ans (O’Neill et al. 2002) et 700 ppm (Keller et al. 2004). La calotte antarctique de l’ouest se désintègre à partir de 2°C (ou 450 ppm) suivant O’Neill et Oppenheimer (2002) et à partir de 2-4°C (<550 ppm) selon Oppenheimer et Alley (2004, 2005). Pour la calotte du Groenland cela se produit à partir de 1°C d’échauffement (Hansen 2004). Le blanchiement généralisé des récifs coralliens a lieu au-dessus de 1°C (Smith et al,. 2001 ; O’ Neill et Oppenheimer 2002). On trouve des impacts sérieux sur les écosystème à capacité d’adaptation limitée à partir de 1-2°C (Leemans et Eickout, 2004 ; Hare, 2002). L’augmentation importante de la population en danger par manque de ressources en eau apparaît à 450-650 ppm d’après Parry al,. (2001). Enfin l’augmentation des impacts dangereux dans la plupart des secteurs économiques se situe à partir de 3-4° C d’après Hitz et Smith (2004).

B. Rapley étudie l’Antarctique de l’Ouest, où des exemples de déstabilisation comme celle récente de la plaque Larsen B semblent en train de s’accélérer. Un programme d’étude coopératif avec le British Antarctic Survey comprenant des observations et des modélisations doit permettre de répondre aux questions scientifiques et notamment de préciser s’il s’agit de variabilité naturelle ou d’un effet du réchauffement d’origine anthropique.

J. Lowe examine la situation du Groenland, qui, dans le cas d’une fusion totale de la calotte de glace, conduirait à une hausse moyenne des mers de 7 m. Un risque de diminution de cette calotte, apparaît à partir d’un réchauffement au niveau du Groenland de 2,7°C. En utilisant des scénarios d’émission (stabilisés entre 450 et 1000 ppm équ. CO2) le déclenchement du phénomène peut se produire dans quelques décades. Cependant, même à 450 ppm 5% des modèles et des scénarios utilisés conduisent à une fonte complète et irréversible à l’ échelle de quelques millénaires.

M. Schlesinger avec un modèle simplifié estime que l’effondrement de la circulation thermo-haline a 2 chances sur 3 de se produire dans les 200 ans à venir. Une autre étude avec un ensemble de modèles (non calés sur les observations) donne 30% de possibilités dans 100 ans. R. Wood estime lui que suite à cet effondrement en 2050 il pourrait résulter un refroidissement plus important que le réchauffement prévu en Atlantique Nord. Cependant aucun modèle utilisé pour le 3e rapport du GIEC ne voit ce phénomène apparaître avant 2100. Pour confirmer la réponse, il faudrait davantage de modélisation et d’observations (des campagnes océanographiques sont prévues pour éclaircir cela en lien avec la modélisation).

 

 


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Figure 1 – Estimation du nombre de millions de personnes en danger
 

Impacts du changement climatique

M. Parry mentionne trois aspects importants qui affectent les Vulnérabilités Clés et les seuils associés : l’échelle spatiale ou temporelle considérée, le secteur économique concerné et la capacité d’adaptation du milieu. Il ressort de l’étude « Fast-Track» de la DEFRA (réf. Global Environmental Change, Vol. 14, 1, 1-99, avril 2004) qu’une stabilisation à 750 ppm n’évitera pas les effets les plus dangereux, tandis qu’une stabilisation à 550 ppm en évite quelques-uns mais pas tous. Une estimation des millions de personnes en danger du fait du CC est présentée à la figure 1 avec différents seuils (élévation de température globale ou niveau de concentration) pour les risques de manque d’eau, de malaria, de faim ou d’inondations des côtes. Enfin M. Parry indique que le choix d’une trajectoire de développement (scénario B2 par exemple) peut être aussi importante qu’une stratégie particulière d’atténuation des émissions de GES.

Le professeur Y. Izrael présente une méthode globale d’optimisation «coûts + bénéfice» pour l’analyse des impacts du CC. En conclusion il propose les limites suivantes : 2,5°C pour la température moyenne du globe (4°C pour l’Arctique), 1m de hausse du niveau des mers, avec les concentrations de CO2 limitées à 550-700 ppm. Enfin le coût global de l’atténuation ne doit pas dépasser 1-2 % du produit intérieur brut.

J. Smith propose de stabiliser les concentrations en gaz à effet de serre à un niveau aussi bas que possible, tout en redéfinissant cette limite, en fonction d’une meilleure compréhension des processus et d’une possibilité d’atténuer davantage. Ce but à atteindre doit être défini dans un processus transparent et légitime en rapport avec la perception qu’en a le public, cadre qui permettra une compréhension partagée avec la communauté scientifique, pour en déduire des options politiques pour les décideurs.

Ainsi la réponse à la question des impacts dangereux varie d’une communauté à l’autre, en plus de l’échelle considérée, mais elle doit aussi tenir compte du niveau de perception de celle-ci, ainsi que des évolutions de la société et de la capacité d’adaptation (communauté ou société). Enfin les nouvelles technologies sont aussi importantes à considérer, même si des prévisions dans ce domaine sont très difficiles.

Pour conclure, il faut mentionner une notion importante : la résilience, qui est la capacité de résistance d’une société ou d’un individu à un changement extérieur. Il faut cependant se garder dans certains domaines comme la santé de considérer le CC comme autre chose qu’un effet additionnel à une situation de risque sanitaire important pour d’autres raisons (cf. Reiter, Inst. Pasteur – Paris sur la Malaria, dont la croissance en Afrique est attribuée à tort au CC).

 

Vulnérabilités clés pour les écosystèmes et la biodiversité

P. Cox étudie le cycle du Carbone et présente la transition puits-source de la biosphère terrestre avec un modèle qui intègre les processus de photo-synthèse de respiration et la dynamique de la végétation en réponse aux changements de CO2 et de climat. Bien que ces modélisations comportent un fort degré d’incertitude, il y a une forte probabilité que cette transition se produise avant 2100 dans un scénario d’émissions «Business as usuel». Enfin les changements observés de la biodiversité ne peuvent qu’exacerber le phénomène.

Pour R. Leemans il est évident que les écosystèmes changent si l’on en juge à la littérature concernée (plus de 1000 articles, alors qu’il y en avait 21 lors du 3ème rapport GIEC). Il décrit ainsi des effets phénologiques et des déplacements d’espèces concernant oiseaux, insectes, pathogènes, lichens et arbres en réponse au CC observé. Il indique que les changements peuvent être plus importants suite à des variations extrêmes de température que suite à l’évolution moyenne. Il propose de limiter cette évolution de la température globale à 0,05 °C par décade avec une limite globale de 1,5 °C par rapport à l’ère pré-industrielle.

Pour J. Lanchberry, compte tenu des effets observés sur les écosystèmes et de leur difficulté à s’adapter, le niveau de concentration en GES est déjà trop haut. On peut observer des altérations, voire disparitions d’espèces dues simplement à des changements d’une espèce clé. Il cite l’exemple des oiseaux de la mer du Nord qui se nourrissent d’une anguille, dont la diminution est liée au manque de plancton qui lui-même résulte du réchauffement des eaux superficielles. En conclusion il est difficile de fixer un seuil (de température par exemple) unique pour tous les écosystèmes, sans compter les interactions des différentes espèces entre elles.

 

Effets socio-économiques et Vulnérabilités clés dans différents secteurs

Sur l’aspect socio-économique il faut considérer le CC comme un facteur déclenchant sur des évènements eux-mêmes largement conditionnés par d’autres facteurs non climatiques, qu’il faut intégrer dans un diagramme complet d’interactions. A. Patwardhan cite en exemple un suicide massif de 300 fermiers indiens lors de la sécheresse de l’été 2004 et montre le diagramme de causalité qui présente d’autres facteurs économiques (problèmes de crédit, chute des prix) et institutionnels (organisations locales), sur lesquels le surcroît de chaleur agit comme un déclencheur pour le suicide.

 

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Figure 2 – Impacts sur les écosystèmes de différentes régions

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Figure 3 – Impacts sur les écosystèmes de différentes régions

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Figure 4 – Impacts sur les espèces de différentes régions

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Figure 5 – Impacts sur les espèces de différentes régions

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Figure 6 – Impacts sur les zones côtières

 

W. Hare (Potsdam Institüt fur Klimate) fait une étude approfondie des impacts sur les écosystèmes, la production de nourriture, la ressource en eau, et les systèmes socio-économiques à partir des articles scientifiques publiés. Il établit une échelle de risque à 5 degrés (non significatif, faible, modéré, sérieux, sévère) suivant le niveau de dommages qu‘il met en relation avec une élévation de température globale. Des diagrammes de couleurs (symbolisant la gravité) sont établis dans les différents écosystèmes étudiés (figures 2 et 3), différentes espèces (figures 4 et 5) enfin pour les zones côtières et humides (figure 6). Il n’obtient pratiquement pas d’effet en dessous de 1°C, un certain impact entre 1 et 2°C, cette limite pouvant aller jusqu’à 3°C et de sérieux problèmes en général au-delà de 3°C.

R. Nicholls fait une revue précise des risques dus à la hausse du niveau des mers. Il en ressort que beaucoup de monde est concerné, que l’adaptation est importante et qu’une protection renforcée dans un scénario B2 permet de se protéger des risques. Tout ceci doit être envisagé avec l’inertie du système océanique, qui représente des échelles de temps millénaires. Un document sur le problème des barrières de la Tamise pour la protection de Londres est aussi disponible, qui est le résultat d’une étude importante pour renforcer ces barrières et la protection de Londres en cas de hausse du niveau des mers suite au CC (Hall al,. 2005).

 

Perspectives régionales pour les impacts et la vulnérabilité

Les impacts du CC dans différentes régions ont été présentés comme le fait le rapport du groupe II du GIEC, en plus des impacts sectoriels. On trouve ainsi des présentations sur l’Arctique, où un échauffement global de 2°C peut signifier localement un échauffement de 3 à 6°C, avec une perte de glace importante (1,5 million de km2 par degré) et des conséquences graves pour les animaux qui y vivent mais aussi pour les population indigènes (sur ce point voir le rapport du conseil scientifique de l’Arctique qui évalue l’effet des changements climatiques dans cette région : ACIA, Arctic Climate Impact Assessment, www.acia.uaf.edu).

Un autre exemple concerne l’Afrique, où se trouvent 70 % des Pays les Moins Avancés. La vulnérabilité de cette région est exacerbée par les problèmes de sécheresse, de maladie et de conflits. Le CC touchera les ressources en eau, l’agriculture, la pêche et la santé. Le lien entre le CC et le développement est important à étudier pour trouver un bon compromis entre les options d’adaptation et le développement nécessaire (pour atteindre les Objectifs du Millénaire). On pourra lire à ce sujet la synthèse de A. Nyong sur le site de la conférence.

 

Conclusion

Ce congrès d’Exeter a donné une idée de l’avancement des travaux préparant le 4e rapport du GIEC qui sortira en 2007, sous le thème unificateur du «Comment éviter un changement climatique dangereux ?» («climat dangereux» renvoie à l’article 2 de la Convention Climat). Ces thèmes sont les surprises du système climatique, les vulnérabilités majeures et les impacts, les incertitudes scientifiques et socio-économiques, enfin les scénarios de stabilisation et les progrès technologiques pour réduire les émissions de GES, deux thèmes non traités ici. Pour approfondir on renvoie aux ateliers du GIEC tenus en 2004 à Dublin, Buenos-Aires et Paris (www.ipcc.ch). Pour Dublin voir le n° spécial des CRAS Geoscience, 337, N°4 intitulé «Incertitudes scientifiques et risques climatiques» (M. Petit).

 

Références

  • Geoscience, mars 2005 : Incertitudes scientifiques et risques climatiques. Comptes rendus de l’Académie des Sciences, tome 337, N°4.

  • Hansen J., 2004 : Defusing global warming time bomb. Scientific American, 290 (3), 68-77.

  • Hare W., 2003 : Assessment of knowledge on impacts of climate change –contribution to the specification of Article 2 of the UNFCCC. Report to the German Advisory Council on Global Change (WBGU), Special Report 94.

  • Hitz S. and J. Smith, 2004 : Estimating global impacts from climate change. Global Environmental Change, 14(3), 201-218.

  • IPCC, 2003 : Bilan 2001 des Changements climatiques- Rapport de synthèse. Contribution des Groupes de travail I, II et III au 3e Rapport d’évaluation du groupe d’experts intergouvernemental sur les changements climatiques. Editeur R. Watson et al., PNUE et Grid-Arendal, Norvège, 205 p.

  • Keller et al., 2004 : Uncertain climate thresholds and optimal economic growth. Journal of Environmental Economics and Management, 48 (1), 723-741.

  • Leemans R. and B. Eickout, 2004 : Another reason for concern : regional and global impacts on ecosystems for different levels of climate change. Global Environmental Change, 14(3), 219-228.

  • O’Neill B. C. and M. Oppenheimer, 2002 : Climate change-dangerous climate impacts and the Kyoto protocol. Science, 296(5575), 1971-1972.

  • Oppenheimer M. and R.B. Alley, 2004 : The West Antarctic Ice Sheet and Long Term Climate Policy. Climatic Change, 64, 1-10.

  • Oppenheimer M. and R.B. Alley, 2005 : Ice Sheets, Global warming, and Article 2 of the UNFCC. Climatic Change, 68, 257-267.

  • Parry et al., 2001 : Millions at risk: defining critical climate change threats and targets. Global Environmental Change, 11(3), 181-183.

  • Schellnhuber H. J. , W. Cramer, N. Nakicenovic, T. Wigley and G. Yohe, 2006 : Avoiding dangerous climate change. Cambridge University Press Editions.

  • Smith et al., 2001 : Vulnerability to climate change and reasons for concern: a synthesis. In IPCC, 2001b.

 

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