Rétroactions et sensibilité climatiques

Les processus qui amplifient ou atténuent la réponse du climat à un forçage, et le réchauffement d'équilibre qui en résulte, attendu d'un doublement du dioxyde de carbone.

Definition

Une rétroaction climatique est un processus qui se modifie en réponse à un réchauffement ou un refroidissement de manière à amplifier ou à atténuer le changement initial, et la sensibilité climatique est le changement de température globale à l'équilibre produit par un doublement du dioxyde de carbone atmosphérique.

Scope

Ce sujet couvre les processus de rétroaction qui régissent l'intensité de la réponse climatique à une perturbation radiative : la rétroaction de la vapeur d'eau, la rétroaction du taux de décroissance (lapse-rate feedback), la rétroaction de l'albédo de surface due à la fonte des neiges et des glaces, et les rétroactions des nuages qui demeurent les plus incertaines. Il aborde la manière dont celles-ci se combinent pour déterminer la sensibilité climatique à l'équilibre et la réponse climatique transitoire, ainsi que les multiples lignes de preuves, issues d'études de processus, des enregistrements instrumentaux et du paléoclimat, utilisées pour contraindre ces quantités.

Core questions

• Quelles rétroactions amplifient le réchauffement et lesquelles l'atténuent ?
• Pourquoi la rétroaction des nuages est-elle la principale source d'incertitude ?
• Quelle est la meilleure estimation et la fourchette de la sensibilité climatique à l'équilibre ?
• Comment les multiples lignes de preuves contraignent-elles la sensibilité ?

Key theories

Rétroactions de la vapeur d'eau et du taux de décroissance

Une atmosphère plus chaude contient plus de vapeur d'eau, un puissant gaz à effet de serre qui amplifie fortement le réchauffement, tandis que les changements dans le profil de température vertical compensent partiellement cela par la rétroaction du taux de décroissance.

Contrainte de la sensibilité par de multiples lignes de preuves

La combinaison de la compréhension des processus de rétroaction, des données historiques de réchauffement et des preuves paléoclimatiques permet de réduire la fourchette probable de la sensibilité climatique à l'équilibre et d'exclure les valeurs très faibles.

Mechanisms

Un forçage initial réchauffe la surface, déclenchant des rétroactions : l'augmentation de la vapeur d'eau et le recul des neiges et des glaces amplifient le réchauffement, tandis qu'une émission thermique accrue et certaines réponses du taux de décroissance et des nuages peuvent l'atténuer. La rétroaction nette détermine la quantité de réchauffement supplémentaire nécessaire pour rétablir l'équilibre énergétique ; ainsi, une rétroaction nette fortement positive conduit à une sensibilité climatique élevée.

Clinical relevance

La sensibilité climatique détermine l'ampleur du réchauffement résultant d'une émission donnée de gaz à effet de serre ; réduire son incertitude affine donc directement les projections utilisées pour fixer les objectifs d'émissions et planifier l'adaptation.

Evidence & guidelines

Le sixième rapport d'évaluation du GIEC, s'appuyant sur la synthèse des multiples lignes de preuves, estime la sensibilité climatique à l'équilibre avec une meilleure estimation proche de 3 degrés Celsius et une fourchette probable d'environ 2,5 à 4 degrés Celsius par doublement du dioxyde de carbone.

History

Le rapport Charney de 1979 a d'abord défini la fourchette moderne de la sensibilité climatique à environ 1,5 à 4,5 degrés Celsius, une fourchette qui a persisté pendant des décennies ; des travaux récents combinant la compréhension des processus, les données historiques et le paléoclimat l'ont finalement affinée, principalement en améliorant le traitement des rétroactions des nuages.

Debates

Magnitude et signe des rétroactions des nuages

La question de savoir si les changements des nuages bas amplifient ou atténuent le réchauffement, et dans quelle mesure, est la principale raison pour laquelle la sensibilité climatique est restée incertaine, bien que des observations récentes et la modélisation à haute résolution privilégient un effet amplificateur net.

Key figures

• Jule Charney
• Steven Sherwood
• Syukuro Manabe
• Isaac Held

Seminal works

• charney1979
• sherwood2020

Frequently asked questions

Qu'est-ce que la sensibilité climatique à l'équilibre ?

C'est le réchauffement moyen global atteint, après que le système se soit entièrement ajusté, en réponse à un doublement du dioxyde de carbone atmosphérique, estimé comme probable entre 2,5 et 4 degrés Celsius.

Pourquoi les nuages sont-ils si importants pour la sensibilité climatique ?

Les nuages réfléchissent la lumière du soleil et piègent la chaleur ; de petits changements dans leur quantité, leur hauteur ou leur luminosité peuvent considérablement amplifier ou atténuer le réchauffement, ce qui en fait la plus grande source d'incertitude.