Comment les scientifiques peuvent-ils prédire ce qui se passera dans le futur?
Si nous savons ce qui s’est passé dans le passé, nous pouvons souvent deviner ce qui se passera dans le futur. Si vous savez qu’il a plu tous les mardis au cours des cinq dernières années, vous pouvez deviner qu’il pleuvra aussi mardi prochain – et vous pourriez bien avoir raison. Les prévisions météorologiques sont un peu plus complexes que cela, mais elles consistent essentiellement à utiliser les données du passé pour prévoir l’avenir. Prévoir le climat de la Terre – les schémas météorologiques à long terme pour l’ensemble de la planète – est encore plus complexe.
Les scientifiques font des prévisions sur le climat en utilisant ce qu’on appelle un modèle informatique. Il s’agit d’un programme volumineux et très complexe fonctionnant sur un superordinateur (l’un des ordinateurs les plus puissants du monde). Il s’agit essentiellement d’un ensemble d’équations mathématiques qui décrivent le fonctionnement de différentes parties du climat. Chaque équation contient des variables (des quantités qui changent) comme la température, les précipitations, la quantité de dioxyde de carbone et le niveau de la mer, et montre comment l’une de ces choses affecte les autres. Prises dans leur ensemble, les équations décrivent grossièrement le fonctionnement du climat. Comment les scientifiques peuvent-ils en être sûrs ? Ils passent par un processus appelé « calibrage du modèle ». S’ils lancent le modèle avec des données de 1900, par exemple, et lui demandent d’avancer de 50 ans, il devrait prédire le temps qu’il fera en 1950. Les scientifiques peuvent comparer les prédictions du modèle avec les données réelles de 1950 et voir comment le modèle se comporte. S’il fait des prédictions exactes, ils peuvent le faire fonctionner dans le futur pour voir ce qui se passera en 2050, 2100, ou même plus tard. Plus le modèle avance dans le futur, moins il est susceptible d’être précis.
L’une des raisons pour lesquelles certaines personnes sont sceptiques quant au réchauffement climatique est qu’elles doutent que les modèles informatiques soient suffisamment bons pour modéliser le climat des décennies dans le futur. Pour produire un modèle informatique, les scientifiques doivent formuler certaines hypothèses sur le fonctionnement du climat. Comme le climat est très complexe et que la puissance des ordinateurs est limitée, ces hypothèses sont généralement des simplifications. Les sceptiques craignent que les modèles informatiques soient trop grossiers et trop simples et qu’ils ne reflètent pas la réalité. Mais à mesure que le temps passe, que les climatologues disposent de plus en plus de données et que les ordinateurs deviennent de plus en plus puissants, les modèles s’améliorent. Quelle est la qualité de leurs prévisions ? Une étude publiée en 2019 a révélé que les modèles climatiques ont prédit avec précision les 50 dernières années de réchauffement climatique.
Vous en saurez plus sur la façon dont les scientifiques fabriquent des modèles informatiques du climat dans un excellent article de BBC newsModels’key to climate forecasts’ par le Dr Vicky Pope du HadleyCentre du Royaume-Uni. Si vous voulez aller encore plus loin, rendez-vous surClimateprediction.net pour exécuter votre propre mini-modèle du climat.En utilisant le « temps mort » de votre ordinateur, vous pourrez aider certains des plus grands scientifiques du monde à produire des modèles encore meilleurs de notre climat.
Photo : Le modèle que j’exécute actuellement pour Climateprediction.net afin d’aider les scientifiques à améliorer leurs idées sur le réchauffement climatique.Mon ordinateur traite des données pour l’année 1811 au moment où vous lisez ces lignes !Plus de 47 000 ordinateurs dans le monde s’attaquent à ce projet, qui fonctionne exactement comme SETI@home.
Quels seront les impacts du changement climatique ?
Lorsque la Terre se réchauffe, les océans se réchauffent aussi – très lentement mais de manière significative. L’eau se dilate en se réchauffant. Ainsi, lorsque les océans sont chauffés, l’eau qu’ils contiennent prend plus de volume, ce qui fait monter le niveau des mers. Les mers montent également lorsque les glaciers et les calottes glaciaires fondent, alimentant ainsi les océans en eau. L’élévation du niveau des mers est l’un des principaux impacts du réchauffement climatique. Cela ne vous préoccupe peut-être pas si vous vivez au centre du pays ou sur les hauteurs – dans le Colorado ou le Montana, aux États-Unis, par exemple, ou à Birmingham, en Angleterre. Mais si vous vivez près du niveau de la mer, en Floride ou en Californie, dans un pays comme le Bangladesh, ou sur une île basse comme les Maldives dans l’océan Indien, il y a de plus en plus de chances (mais elles sont encore très faibles) que votre maison disparaisse sous l’eau. Actuellement, le niveau de la mer augmente de 3 cm (un peu plus d’un pouce) par décennie. Les scientifiques pensent que le niveau des mers pourrait augmenter en moyenne de 10 cm à 1 m (4 in à 3 ft) d’ici 2100.
Une autre conséquence très évidente du réchauffement climatique est le réchauffement spectaculaire des pôles Nord et Sud. Selon l’évaluation de l’impact du climat arctique (ACIA), la glace de mer dans l’Arctique a diminué d’environ 8 % au cours des 30 dernières années, ce qui signifie qu’une zone de glace de la taille de la Norvège, de la Suède et du Danemark (ou du Texas et de l’Arizona) réunis a maintenant disparu. Il y a quelques années, les scientifiques avertissaient que, d’ici 2100, le pôle Nord pourrait être si chaud que ses glaces disparaîtraient entièrement en été ; aujourd’hui, ils préviennent que cela pourrait se produire de façon imminente.L’Antarctique, au pôle Sud, contient environ 90 % des glaces du monde. Certains glaciers fondent rapidement, déversant de l’eau dans les océans et suscitant des inquiétudes quant à l’élévation à grande échelle du niveau de la mer. Mais l’effet exact du changement climatique est complexe : il entraîne également des chutes de neige plus importantes, qui renforcent les glaciers à certains endroits alors qu’ils sont érodés ailleurs. Si toute la glace de l’Antarctique devait fondre, on estime que le niveau mondial des mers augmenterait de 80 mètres ! Heureusement, cela ne risque pas de se produire. La fonte des glaces de l’Antarctique ne contribue qu’à environ 15 % de l’augmentation du niveau des mers actuellement en cours.
Pourquoi ces choses sont-elles importantes ?
Les écosystèmes des différentes régions de notre planète sont finement équilibrés. Dans les régions polaires, par exemple, les plantes et les animaux sont adaptés à la vie dans un froid extrême, avec peu de lumière solaire et pratiquement pas de précipitations. Dans les tropiques, les plantes et les animaux sont habitués à un climat beaucoup plus chaud et humide. Au fur et à mesure que le réchauffement de la planète prend de l’ampleur, le climat de nombreuses régions de la Terre va changer de manière significative, les pôles pouvant devenir trop chauds pour de nombreuses créatures qui y vivent. Si le changement climatique se produisait lentement, les choses auraient le temps de s’adapter : les plantes qui aiment la fraîcheur pourraient progressivement se déplacer vers le nord et pousser à des latitudes plus élevées. Mais avec un changement climatique relativement rapide, les plantes et les animaux pourraient ne pas être en mesure de s’adapter assez rapidement – et beaucoup disparaîtront.
Pensons à l’Arctique, où les températures moyennes ont augmenté deux fois plus vite ces dernières années que dans le reste du monde. Les ours polaires dépendent de la glace de mer pour chasser et se déplacer d’un endroit à l’autre. Si toute la glace de mer de l’été disparaît, comme prévu, les ours polaires risquent de ne pas pouvoir survivre. Des centaines de millions d’oiseaux migrateurs se rendent en Arctique chaque été pour se reproduire et nicher. Mais le réchauffement climatique modifiera les plantes qui peuvent prospérer dans l’Arctique. Environ 50 % des habitats de reproduction de certains oiseaux pourraient disparaître, menaçant les espèces qui en dépendent.Les caribous (rennes) sont déjà en déclin dans de nombreux endroits car leurs habitats de toundra commencent à disparaître.
Photo : Le caribou est-il vraiment en voie d’extinction ? Photo de Karen Laubenstein avec l’aimable autorisation du US Fish & Wildlife Service.
Et il n’y a pas que l’Arctique qui sera touché : le changement climatique rendra la vie difficile aux plantes et aux animaux du monde entier. Dans les tropiques, par exemple, on s’attend à ce que le réchauffement des océans tue des parties des récifs coralliens, ce qui aura des effets désastreux sur les écosystèmes complexes et colorés qui en dépendent. Selon certaines prévisions, le changement climatique pourrait entraîner l’extinction de 30 à 40 % des espèces mondiales.
Quel sera l’impact du changement climatique sur l’homme ?
Les humains, bien sûr, sont aussi des animaux et, même si nous l’oublions souvent, nous faisons aussi partie de l’écosystème mondial complexe. Ce qui se passe au pôle Nord peut sembler lointain et sans importance, mais nous sommes susceptibles de ressentir les effets du changement climatique beaucoup plus près de chez nous. Des conditions météorologiques plus irrégulières pourraient entraîner une augmentation des dégâts causés par les tempêtes et la perte de zones côtières en raison de la montée des eaux ; le secteur des assurances s’inquiète des effets du changement climatique depuis de nombreuses années. Les épisodes d’El Niño, plus intenses et plus durables, sont déjà trois fois plus fréquents qu’il y a un siècle et devraient doubler à l’avenir. Selon certaines prévisions, les inondations liées au changement climatique pourraient faire de 100 à 200 millions de personnes des sans-abri permanents d’ici 2100. Ironiquement, même dans un monde où le niveau des mers augmente et où les précipitations sont souvent plus violentes, beaucoup plus de personnes devraient souffrir de graves pénuries d’eau.
Il y aura aussi d’autres impacts. Les changements climatiques rendront la culture des aliments plus facile dans certains endroits, mais beaucoup plus difficile dans d’autres. Il y aura peut-être des gains de production dans certaines régions des États-Unis, mais des pays comme ceux d’Afrique seront perdants. Dans l’ensemble, les populations les plus pauvres du monde devraient être les plus durement touchées. Les parasites et les maladies devraient se propager beaucoup plus loin pour profiter du réchauffement de la planète. Les moustiques, par exemple, se reproduisent plus rapidement dans les climats plus chauds et propagent des maladies à un plus grand nombre de personnes. Dans un monde qui se réchauffe, certains scientifiques pensent que le paludisme se répandra beaucoup plus largement ; selon certaines estimations, les deux tiers de la population mondiale pourraient être exposés à ce risque – contre seulement 45 % aujourd’hui.(Mais la science est complexe, car de nombreux autres facteurs entrent en jeu.)
Photo : Les moustiques devraient étendre leur aire de répartition vers le nord, exposant davantage de personnes au risque de paludisme.Photo de l’Institut national des allergies et des maladies infectieuses (NIAID) avec l’aimable autorisation de la National Institutes of Health Image Gallery.
Que pouvons-nous faire pour arrêter le réchauffement climatique ?
La réponse courte est simple : pour réduire l’impact du changement climatique, nous devons réduire le réchauffement climatique. Cela signifie produire moins d’émissions de dioxyde de carbone et cela peut signifier utiliser moins d’énergie ou l’utiliser plus efficacement (faire les mêmes choses avec moins d’énergie ou une meilleure technologie). En pratique, réduire les émissions est à la fois très simple et très difficile.
Il est très simple pour chacun d’entre nous de réduire ses émissions personnelles de dioxyde de carbone. Vous pouvez remplacer les lampes à incandescence de votre maison (celles qui éclairent en chauffant) par des lampes fluorescentes économes en énergie.Vous pouvez changer de compagnie d’électricité pour qu’une plus grande partie de votre électricité soit produite à partir d’énergies renouvelables.Ou vous pouvez faire du vélo, marcher ou prendre le bus de temps en temps au lieu d’utiliser votre voiture. Vous pourriez mettre un pull au lieu d’allumer le chauffage, ouvrir vos fenêtres au lieu d’utiliser la climatisation, et conduire en pensant à une meilleure économie de carburant.Toutes ces choses sont très faciles à faire et feront une différence immédiate. Mais sont-ils suffisants ?
Photo : Des panneaux solaires comme ceux-ci pourraient nous aider à lutter contre le réchauffement climatique en produisant de l’énergie sans émettre de dioxyde de carbone.
Le vrai problème est que les tendances mondiales jouent contre nous.Les pays en développement comme l’Inde et la Chine deviennent plus riches à mesure que leurs habitants échappent à la pauvreté. De plus en plus de gens achètent des voitures et aspirent au même genre de style de vie que les gens apprécient aux États-Unis et en Europe. La consommation mondiale d’énergie et de combustibles fossiles ne cessant d’augmenter, un changement climatique majeur semble presque inévitable. Cela ne veut pas dire que nous devons renoncer à essayer de l’arrêter. Grâce à un effort international considérable, nous pourrions être en mesure de stopper la croissance des émissions de dioxyde de carbone d’ici 2100. Si nous parvenons à maintenir les niveaux de dioxyde de carbone dans l’atmosphère à moins de 550 ppm (environ deux fois ce qu’ils étaient avant la révolution industrielle et environ 45 % de plus qu’aujourd’hui), les inondations causées par le changement climatique dans les pays de faible altitude comme le Bangladesh seront réduites de 80 à 90 %.
S’il est facile pour les particuliers de faire une différence dans le réchauffement de la planète, les gouvernements trouvent cela beaucoup plus difficile. L’une des préoccupations est que les mesures visant à réduire les émissions de dioxyde de carbone peuvent signifier utiliser moins d’énergie et pourraient nuire à la croissance économique. Par conséquent, si un pays tente volontairement d’assainir sa situation, la crainte est qu’il se retrouve en situation de désavantage économique par rapport aux autres nations. C’est pourquoi les États-Unis ont refusé de soutenir un traité international sur le changement climatique appelé le protocole de Kyoto. Ce traité excluait les nations en développement comme laChine, alors que le gouvernement américain estimait que tous les pays devaient y prendre part.
Tout le temps que les gouvernements du monde continuent de débattre et de diverger, le réchauffement climatique ne cesse de s’aggraver. Plus il faut du temps pour parvenir à des accords, plus les choses vont empirer. En octobre 2006, le gouvernement britannique a publié un rapport rédigé par un éminent économiste appelé Sir Nicholas Stern. Le rapport Stern affirme qu’il est judicieux d’investir de l’argent et de s’attaquer au changement climatique dès maintenant, car le coût de l’inaction sera plus élevé demain. (C’est un peu comme aller chez le dentiste pour un plombage maintenant afin d’éviter que vos dents ne tombent plus tard). Stern affirme que l’activité économique mondiale (mesurée par ce que l’on appelle le produit intérieur brut, ou PIB) pourrait chuter de 20 % si les effets du changement climatique étaient vraiment graves. En revanche, investir dès maintenant dans des mesures visant à stopper le changement climatique ne coûterait qu’un pour cent du PIB, soit 20 fois moins. Avec la publication du rapport Stern, les scientifiques, les économistes et les politiciens ont enfin semblé parler le même langage.
Intéressant, certains sceptiques notoires du changement climatique sont maintenant revenus sur leur position. Il y a plusieurs années, le professeur Richard Muller de l’Université de Californie à Berkeley était nettement dubitatif quant au réchauffement climatique,il a donc mis en place le Berkeley Earth Surface Temperatureproject afin de tester les preuves de manière équitable et avec un esprit ouvert – comme on pourrait s’attendre à ce qu’un bon scientifique le fasse. En juillet 2012, il avait annoncé dans le New York Times une croyance beaucoup plus forte dans le changement climatique causé par l’homme que même le verdict officiel du GIEC : « Le réchauffement climatique est réel… et les humains en sont presque entièrement la cause. »
Malgré cela, les gouvernements ont continué à tergiverser et à repousser des mesures fermes. En décembre 2015,lors d’un sommet international à Paris, en France (COP21), 195 nations ont finalement convenu d’un accord pour tenter de limiter la hausse de la température mondiale à moins de 2°C. Alors que les négociateurs se félicitaient d’une réussite capitale, les critiques n’ont pas tardé à souligner que peu de choses changent : le monde est toujours en passe de connaître une hausse des températures bien plus importante et un changement climatique potentiellement dévastateur. L’un des climatologues les plus influents au monde, James Hansen, a décrit l’accord de Paris comme « une fraude… un faux… des paroles sans valeur. Il n’y a aucune action, seulement des promesses. Tant que les combustibles fossiles sembleront être les moins chers, on continuera à les brûler. » Et les températures continueront à augmenter. Chaque mois de janvier depuis 2013, les journalistes se retrouvent à écrire le même titre : mesurée d’une manière ou d’une autre, l’année dernière a été « la plus chaude de tous les temps ». » En janvier 2017, les scientifiques ont découvert que 2016 était l’année la plus chaude jamais enregistrée ; en janvier 2018, ils ont révélé que 2017 était l’année la plus chaude jamais enregistrée sans El Niño ; et, alors que des pans entiers du sud de l’Australie s’enflammaient dans un feu de brousse, 2019 a été déclarée la deuxième année la plus chaude jamais enregistrée.Le réchauffement climatique signifie que de nombreux autres titres comme celui-ci sont à venir.Fin 2018, le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) a prévenu qu’il ne nous restait plus que 12 ans pour limiter le réchauffement de la planète à 1,5 degré, ce qui « nécessiterait des changements rapides, profonds et sans précédent dans tous les aspects de la société. »
L’horloge tourne.
Malgré tous ces avertissements, il y a toujours un net manque d’urgence dans la lutte contre le changement climatique. Que faudra-t-il pour que nous nous réveillions face au réchauffement de la planète ? Et quand nous le ferons enfin, sera-t-il déjà trop tard ?
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