Climat et GES : confusion entre effet direct et rétroaction climatique

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Par Philippe Charlez.

Assez bien connu du grand public, la réponse de Max Planck (mieux connue sous le terme d’effet de serre) n’explique que très partiellement le réchauffement climatique. En revanche, le concept indirect de « rétroaction climatique » qui joue pourtant un rôle essentiel est très peu connu, conduisant souvent à des incompréhensions globales du phénomène ainsi qu’à des interprétations erronées.

 

Dans un article publié le 31 juillet 2021 dans Contrepoints, le chimiste Pierre Allemand fait référence à une identité logarithmique simple reliant l’accroissement de température ∆T depuis la période préindustrielle à l’accroissement de concentration en CO2 dans l’atmosphère (par rapport à la référence de 280 ppm valeur reconnue à la fin du XVIIIe siècle).

Cette relation résulte d’une combinaison entre la formule empirique de Myhre (accroissement du forçage radiatif en fonction de la teneur en CO2 dans l’atmosphère obtenue à partir de nombreuses données satellitaires) et de la « réponse de Planck » (accroissement direct de température lié à l’accroissement du forçage radiatif) :

Selon cette relation (le concept de rétroaction climatique est très peu connu conduisant souvent à des incompréhensions globales du phénomène ainsi qu’à des interprétations erronées) le réchauffement climatique actuel (420 ppm) serait de 0,64°C (valeur bien inférieure aux 1,2°C mesurés) tandis que le doublement des émissions (560 ppm) conduirait à un accroissement direct de température de seulement 1,1°C contre en moyenne 3°C à 4°C annoncé par le GIEC.

En considérant que le doublement des émissions conduirait à un accroissement de température de 3°C à travers le seul effet de serre, Pierre Allemand estime la constante de la relation ci-dessus à 9,96 (au lieu de 3,65).

En réalité, les 3°C du GIEC ne résultent que pour 1,1°C de l’effet de serre direct. Le reste découle de phénomènes indirects non mentionnés dans l’article de Pierre Allemand : les rétroactions climatiques…

En fait, quand la température de surface se modifie, toutes les variables climatiques (vent, humidité, nuages, pluie, couvertures glacières et neigeuses) sont modifiées. Ces variations perturbent le bilan radiatif global de la Terre et en retour en modifient la température de surface. Les rétroactions climatiques sont généralement positives (amplification de la température) mais dans certains cas elles peuvent être négatives (la boucle atténue l’accroissement initial).

La principale boucle de rétroaction climatique est liée à l’augmentation du contenu en vapeur d’eau (gaz à effet de serre possédant le spectre infra-rouge le plus large) à la fois dans la haute atmosphère mais aussi dans la basse atmosphère où la couverture nuageuse est fortement densifiée. L’augmentation de la température change également les propriétés radiatives de la surface du globe notamment via la fonte accélérée de la neige et de la glace qui agissent comme surfaces réfléchissantes.

Pour un doublement de la concentration en CO2 dans l’atmosphère (quatrième rapport du GIEC), les trois rétroactions principales (nuages, vapeur d’eau et fonte des neiges et glaces) conduisent à une élévation moyenne de température de 2,7° (contre 1,1° pour l’effet de serre direct rappelons-le). Les rétroactions climatiques représenteraient donc près des trois quarts de l’élévation de température contre seulement 28 % pour la réponse de Planck.

Le dérèglement climatique est donc avant tout un phénomène indirect et non un phénomène direct.

L’évaluation des coefficients de rétroaction est l’une des clés mais aussi l’une des principales difficultés quant à la modélisation du réchauffement climatique.

La fonte du permafrost, ce sol gelé des régions subarctiques non recouvertes par la calotte glacière, représenterait dans l’avenir une rétroaction climatique majeure. Elle n’est pas considérée aujourd’hui dans les modèles climatiques. Le permafrost couvre un cinquième de la surface du globe dont 90 % du Groenland, 80 % de l’Alaska, 50 % du Canada et de la Russie. Il est constitué d’une couche superficielle qui dégèle l’été sur deux à trois mètres, d’une couche intermédiaire de 10 à 15 mètres soumise à des fluctuations saisonnières mais restant normalement gelée et d’une couche profonde gelée en permanence atteignant plusieurs centaines de mètres.

Au contraire de la glace, le permafrost a piégé au cours de son histoire géologique des quantités considérables de dioxyde de carbone mais aussi et surtout de méthane provenant notamment d’activités bactériennes. Le permafrost contiendrait 455 milliards de tonnes de carbone. Sa fonte conséquente au réchauffement climatique pourrait en libérer une partie significative dans l’atmosphère. Son timide dégel ne le rend aujourd’hui responsable que de marginales émissions. Mais il existe un point de basculement au-delà duquel il pourrait devenir un émetteur comparable aux émissions anthropiques.

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