Réduire le rayonnement solaire ferait baisser les précipitations terrestres

Réduire l’énergie solaire reçue par la Terre par ingénierie climatique n’empêcherait pas la distribution des précipitations d’être fortement perturbée

Jeudi, 21 Juin 2012

Lutter contre le changement climatique en réduisant le rayonnement solaire atteignant notre planète à l'aide de l'ingénierie climatique ne semble pas être une panacée. C’est ce qui ressort d’une étude menée par des chercheurs issus de quatre pays européens (Allemagne, France, Grande-Bretagne et Norvège). À partir d'un scénario climatique correspondant à une augmentation brutale de l’effet de serre, ils montrent en effet que de réduire la quantité de rayonnement solaire reçu par la Terre pour contrer cet effet de serre pourrait fortement réduire les précipitations à l'échelle du globe. Les variations régionales des précipitations pourraient aussi être substantielles car du même ordre de grandeur que celles attendues en l’absence d'ingénierie climatique.

L'objectif de l'ingénierie climatique est de contrecarrer le réchauffement climatique en manipulant le climat pour qu’il ressemble au climat pré-industriel, au climat actuel ou encore à un climat jugé optimal pour l’humanité et les écosystèmes dont elle dépend. Mais jusqu'à quel point peut-on contrôler le climat et à quoi ressemblerait-il s’il était ainsi manipulé ?

Pour tenter de répondre à de telles questions, une équipe de chercheurs européens(1) a choisi de s’intéresser aux techniques d’ingénierie climatique visant à contrer l’effet de serre en réduisant la quantité de rayonnement solaire reçu par la Terre.
Les chercheurs ont analysé la manière dont quatre modèles climatiques(2) répondaient à un scénario climatique hypothétique extrême, consistant en un quadruplement instantané de la concentration atmosphérique préindustrielle de CO2, selon que l’augmentation de la température moyenne globale induite par ce scénario était ou non compensée par une réduction du rayonnement solaire reçu par la planète (compensation obtenue en réduisant la constante solaire). Pour ce faire, ils ont comparé les réponses des modèles aux caractéristiques climatiques préindustrielles, en termes de moyennes globales et régionales de la température et des précipitations.

Si la température moyenne globale à la surface de la Terre reste presque inchangée par rapport à la période préindustrielle, lorsque l'effet de serre dû au quadruplement du CO2 est compensé par une réduction de la quantité de rayonnement solaire reçu par la planète, on observe néanmoins un refroidissement au niveau des tropiques et un réchauffement au niveau des hautes latitudes. Ces changements régionaux de température sont toutefois beaucoup plus faibles que ceux obtenus avec un quadruplement du CO2 seul, ce scénario conduisant à un très fort réchauffement général.

 


Différences de température (en °C) par rapport aux températures préindustrielles suite à un quadruplement instantané de la concentration atmosphérique de CO2, celui-ci étant compensé (à gauche) par une diminution de la constante solaire et non compensé (à droite). Seules les régions où les 4 modèles climatiques utilisés simulent un changement de même signe ont été coloriés, la valeur indiquée étant une moyenne des valeurs obtenues par chacun des modèles. © Creative Common License

En revanche, lorsque l'effet de serre dû au quadruplement du CO2 est compensé par une réduction de la quantité de rayonnement solaire reçu par la planète, le cycle hydrologique à l'échelle globale est fortement ralenti par rapport à la période préindustrielle : les précipitations à l’échelle globale diminuent, avec davantage de régions où il pleut moins et quelques-unes où il pleut plus, ces variations régionales des précipitations étant du même ordre de grandeur que celles observées en présence du quadruplement du CO2 seul mais de signe opposé. Notamment, les précipitations diminueraient de manière significative (15-20%) en Europe et en Amérique du Nord.

 
 
Différences de température (en °C) par rapport aux températures préindustrielles suite à un quadruplement instantané de la concentration atmosphérique de CO2, celui-ci étant compensé (à gauche) par une diminution de la constante solaire et non compensé (à droite). Seules les régions où les 4 modèles climatiques utilisés simulent un changement de même signe ont été coloriés, la valeur indiquée étant une moyenne des valeurs obtenues par chacun des modèles. © Creative Common License
 

À la lumière de ces résultats, il ne semble donc pas possible d'affirmer que l'ingénierie climatique assurerait à tous les pays un climat meilleur ou au moins aussi favorable que le climat présent. Elle ne peut donc pas être considérée comme un substitut possible à une action politique volontaire pour réduire les émissions de gaz à effet de serre.

 
 
 
Note(s): 
  1. Ces chercheurs sont affiliés aux laboratoires suivants : en Allemagne, le Max Planck Institute for Meteorology, le Max Planck Institute for Chemistry et le Institute for Advanced Sustainability Studies ; en France, le Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (LSCE-IPSL) et le Laboratoire de météorologie dynamique (LMD-IPSL) ; en Norvège, l’Université d’Oslo, le Norwegian Meteorological Institute et le laboratoire Cicero ; en Grande-Bretagne, le Met Office Hadley Centre.
  2. MPI-ESM, NorESM, HadGEM2-ES et IPSL-CM5A
Source(s): 

H. Schmidt, K. Alterskjær, D. Bou Karam, O. Boucher, A. Jones, J. E. Kristjánsson, U. Niemeier, M. Schulz, A. Aaheim, F. Benduhn, M. Lawrence, C. Timmreck. Solar irradiance reduction to counteract radiative forcing from a quadrupling of CO2: climate responses simulated by four earth system models. Earth System Dynamics, 2012; 3 (1): 63. DOI: 10.5194/esd-3-63-2012

Contact(s):

Les coordonnées ci-dessus peuvent avoir été mises à jour depuis la publication de cet article.

source : http://www.insu.cnrs.fr/environnement/climat-changement-climatique/reduire-l-energie-solaire-recue-par-la-terre-par-ingenier?utm_source=DNI&utm_medium=Newsletters

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rayonnement solaire ingenerie climatique précipitations CO2

Commentaires (2)

1. doit-on interdire les prévisions (site web) 12/07/2012

31 mai 2012, par Pierre Barthélémy
Interdira-t-on les prévisions climatiques ?
C'est une histoire tellement incroyable qu'il vaut mieux commencer par livrer les faits tels que les a rapportés, lundi 28 mai, le News & Observer, journal implanté en Caroline du Nord. Les autorités fédérales américaines ayant estimé qu'en raison de leur relief peu élevé, les côtes de cet Etat étaient vulnérables face à la montée du niveau de l'océan due au réchauffement climatique, il a été demandé à une commission scientifique d'évaluer les risques. Son rapport, rendu à la Commission des ressources côtières de Caroline du Nord, a expliqué qu'il fallait s'attendre à une montée des eaux d'un mètre d'ici à la fin du siècle, avec pour corollaire quelque 5 000 kilomètres carrés de terres passant dans la catégorie des zones inondées ou inondables. Ce qui signifie, en clair, des conséquences économiques importantes avec le bouleversement de la politique locale d'aménagement du territoire, la fin de projets de stations balnéaires et l'obligation de construire des routes surélevées.

Beaucoup trop pour le NC-20, un groupement de 20 comtés côtiers de Caroline du Nord. Jugeant que le catastrophisme était mauvais pour les affaires et qu'il ne fallait pas s'appuyer sur "des modèles informatiques basés sur de simples hypothèses humaines", ce lobby local est donc passé à l'offensive contre ce rapport scientifique, avec tant d'efficacité que l'évaluation d'1 mètre de hausse du niveau de l'océan a été substantiellement revue à la baisse : la Commission des ressources côtières a finalement validé le chiffre de 15,6 pouces, soit un peu moins de 40 centimètres. Mais cette contre-attaque ne s'est pas arrêtée là. Un texte amendant une loi sur la politique d'aménagement des côtes de Caroline du Nord a même été préparé en avril, qui ajoute des restrictions sur l'évaluation de la hausse du niveau de l'océan dans cet Etat ! Il explique notamment que la Division de la gestion des côtes (qui n'est pas un organisme scientifique) sera la seule agence habilitée à la réaliser et ce uniquement à la demande de la Commission des ressources côtières. Les chercheurs pourront toujours effectuer des calculs dans leur coin, cela ne sera pas pris en compte par la Commission.

Ce texte présenté par des élus républicains va même plus loin en expliquant comment la hausse future du niveau de l'océan devra être estimée ! La prévision ne s'appuiera sur aucun modèle de climatologie mais devra seulement être extrapolée à partir des relevés historiques de niveau de la mer effectués depuis 1900. Quant à l'extrapolation elle-même, il s'agira d'une simple ligne droite prolongeant la tendance passée et "n'inclura pas de scénario prévoyant une accélération de la montée du niveau des océans". Alors même que tous les modèles prévoient ce genre d'accélération et que les mesures effectuées ces dernières années, en particulier par les altimètres des satellites Topex-Poséidon et Jason 1 et 2, concordent avec ces prévisions.

On pourrait très bien arguer que la valeur de 15,6 pouces est tout à fait correcte puisqu'elle s'insère bien dans la fourchette allant de 18 à 59 centimètres inscrite dans le rapport du GIEC de 2007. Ce serait omettre que cette fourchette a été volontairement conservatrice comme le précisait à l'époque le GIEC lui-même : "Les projections ne tenant compte ni des incertitudes liées aux rétroactions entre le climat et le cycle du carbone, ni des effets complets de l’évolution de l’écoulement dans les nappes glaciaires, les valeurs supérieures des fourchettes ne doivent pas être considérées comme les limites supérieures de l’élévation du niveau de la mer." Dans les faits, la perte de masse des calottes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique s'accélère depuis plusieurs années comme l'ont montré les mesures des satellites GRACE (voir aussi ici). Une étude de 2009 a donc réévalué la hausse à venir du niveau des mers : selon le scénario le plus modéré (augmentation de température limitée à 2°C à la fin du siècle), la hausse moyenne serait de 104 centimètres, ce qui est en bon accord avec la mesure donnée par le panel de chercheurs s'intéressant aux côtes de la Caroline du Nord.

Le projet de loi en question n'a, à ma connaissance, pas encore été soumis au vote. Cela dit, et au-delà des disputes sur les chiffres, on ne peut que trouver inquiétantes cette envie de vouloir faire taire la science par la législation et cette manière de se dire qu'un phénomène naturel sera limité parce que des responsables politiques ont décidé de le sous-évaluer. Cela rappelle évidemment l'arrêt aux frontières de la France du "nuage" radioactif de Tchernobyl. La hausse conséquente du niveau des océans au XXIe siècle aura lieu partout sur la Terre sauf en Caroline du Nord où elle sera limitée à moins de 40 cm, alors que l'article du News & Observer fait remarquer que d'autres Etats côtiers américains comme la Louisiane, la Californie, le Delaware et le Maine se préparent respectivement à des hausses de 1, 1,4, 1,5 et 2 mètres.

Il se peut aussi que rien de tout cela n'arrive, à en croire le sénateur républicain de l'Oklahoma James Inhofe, tout simplement parce que Dieu ne permet pas le changement climatique. C'est écrit dans la Bible. Lors d'une intervention à la radio début mars, cet homme politique a cité un passage de la Genèse pour soutenir son propos : "Tant que la terre subsistera, les semailles et la moisson, le froid et la chaleur, l'été et l'hiver, le jour et la nuit ne cesseront point." Il a ajouté : "Dieu est toujours là-haut. Je suis scandalisé par l'arrogance des gens qui pensent que nous, êtres humains, serions capables de changer ce qu'Il fait avec le climat." Tout est dit.

Pierre Barthélémy (@PasseurSciences sur Twitter)

Post-scriptum : ce billet a été le sujet de l'Histoire du jour sur France Info, en ce lundi 1er juin où la chaîne de radio fête ses 25 ans d'existence.

(L'illustration de ce billet est une prévision de la hausse des températures pour la dernière décennie du siècle, selon un des scénarios présentés dans le rapport du GIEC 2007.)

source : http://passeurdesciences.blog.lemonde.fr/2012/05/31/interdira-t-on-les-previsions-climatiques/

2. article du monde (site web) 12/07/2012

Contrarier artificiellement le réchauffement provoquerait des sécheresses accrues

LE MONDE | 10.07.2012 à 14h14 • Mis à jour le 12.07.2012 à 16h56

Par Stéphane Foucart

Brûler toutes les ressources fossiles disponibles, émettre autant de gaz à effet de serre qu'il est possible... tout en contrôlant le climat pour conserver des températures clémentes. La géoingénierie, ce vieux rêve techno-scientifique qui revient au goût du jour, n'est pas irréalisable. Mais c'est un pari risqué qui pourrait virer au cauchemar. C'est en tout cas ce que suggèrent plusieurs simulations publiées en juin dans la revue Earth System Dynamics, et conduites par Hauke Schmidt (Institut météorologique Max-Planck, Hambourg, Allemagne).

Selon ces travaux, une tentative de manipuler le climat en occultant une part du rayonnement solaire - en dispersant dans la stratosphère des millions de tonnes de particules réfléchissantes, par exemple - aurait toutes les chances de réduire drastiquement les précipitations sur la plupart des terres émergées.

Plusieurs études ont été menées dans le passé sur le sujet. Dans l'idée de mesurer les perturbations de pluviométrie qui pourraient résulter d'une manipulation climatique globale. "Mais les résultats étaient souvent assez divergents", explique Olivier Boucher, chercheur (CNRS) au laboratoire de météorologie dynamique, coauteur des derniers travaux. De fait, explique en substance M. Boucher, différents modèles de simulation étaient mis à contribution dans des conditions peu comparables...

Les auteurs ont cette fois utilisé quatre modèles climatiques différents, tous soumis aux trois mêmes régimes. Première situation : les conditions stables de l'ère préindustrielle, avec un taux de dioxyde de carbone (CO2) atmosphérique de 280 parties par million (ppm).

Deuxième scénario : un monde pourvu d'une atmosphère au taux de CO2 quatre fois supérieur (1 120 ppm). Troisième cas : la même atmosphère dopée au CO2, mais soumise à une baisse du rayonnement solaire de 4 % à 5 %.

DIFFICILE À ARRÊTER

Cette réduction de l'énergie solaire reçue serait suffisante pour maintenir la température moyenne au niveau correspondant à 280 ppm de CO2. Au prix, toutefois, de disparités régionales : le refroidissement obtenu serait plus marqué aux tropiques qu'aux hautes latitudes. Mais ce n'est pas le plus important.

En cas de quadruplement du CO2, les modèles prévoient tous, outre un puissant réchauffement, une augmentation moyenne des précipitations aux latitudes hautes, comme dans d'autres régions : Afrique équatoriale, Asie du Sud-Est, etc. D'autres régions seraient plus arides : Amérique centrale, Europe du sud, Afrique australe...

Mais lorsque les modèles intègrent la géoingénierie, la pluviométrie chute presque partout. La plus grande part de l'Eurasie et de l'Amérique du Nord, par exemple, perdrait jusqu'à une vingtaine de centimètres de précipitations par an, par rapport à un scénario où le rayonnement solaire n'aurait pas été artificiellement réduit.

La géoingénierie a un autre défaut : une fois mise en oeuvre, il devient très délicat de l'arrêter. De précédents travaux ont ainsi montré que, si les émissions continuaient à un rythme soutenu et étaient progressivement "occultées" pendant un demi-siècle par géoingénierie, l'arrêt de celle-ci se traduirait par un changement très brutal des conditions climatiques.

"On verrait le retour d'environ 80 % du réchauffement évité en une dizaine d'années seulement, ce qui signifie des problèmes d'adaptation encore plus aigus", explique M. Boucher.

Stéphane Foucart

source : http://www.lemonde.fr/planete/article/2012/07/10/contrarier-artificiellement-le-rechauffement-provoquerait-des-secheresses_1731598_3244.html#xtor=AL-32280308

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