“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 405 — #428
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10. Des climats du passé aux climats du futur
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2050. Les émissions de CO 2 ont principalement pour origine l’utilisation de
« combustibles fossiles » (pétrole, charbon, gaz) et les émissions de SO 2 proviennent du soufre présent dans ces combustibles. Pour des raisons sanitaires
et de protection de l’environnement (le SO 2 étant notamment à l’origine des
« pluies acides »), les combustibles sont de plus en plus épurés de leur soufre
avant utilisation, d’où une croissance des émissions de SO 2 moins rapide (ou
une diminution plus rapide) que celles du CO 2 dans presque tous les scénarios.
À partir des émissions des différents gaz, leurs concentrations ont été calculées
pour le GIEC par des modèles des cycles biogéochimiques, et pour les aérosols sulfatés, à l’aide de modèles de chimie-transport. Les concentrations de
chacun de ces constituants peuvent ensuite être utilisées pour calculer le forçage radiatif correspondant. Par exemple, sur la figure 10.10, nous avons tracé
l’évolution des différents forçages de 1860 à 2100 pour les scénarios SRES-B1
(dit « faible ») et SRES-A2 (dit « fort »). On peut remarquer, à partir de
2030, l’évolution très différente, selon les scénarios, du forçage radiatif des
gaz à effet de serre, ainsi que la stabilisation du forçage radiatif des aérosols
vers 2020, puis sa décroissance plus ou moins rapide selon les scénarios. Cette
évolution différente des forçages est au premier ordre due à la différence entre
les scénarios d’émission.
10.3.3 Le cycle du CO 2
Comme nous avons pu le constater dans le chapitre 3, le cycle du carbone est fragile, et il est fortement lié au vivant. Le rôle des deux réservoirs,
l’océan et la biosphère terrestre, est crucial pour comprendre l’évolution du
CO 2 atmosphérique au cours des prochaines décennies. L’océan est le plus
gros réservoir de carbone (40 fois le contenu atmosphérique) et peut réguler
la concentration atmosphérique de CO 2 en échangeant du CO 2 avec l’atmosphère. Et ces échanges dépendent en grande partie du gradient vertical de
carbone dans l’océan : les eaux de surface se trouvent appauvries en carbone
inorganique et en sels minéraux ; à l’inverse, l’océan profond est enrichi en
carbone et en sels minéraux. L’existence de ce gradient vertical est principalement pilotée par la biologie océanique, qui met en place une pompe biologique
et transfère du carbone de la surface vers le fond. Toute modification de cette
pompe peut, à terme, influencer le réservoir atmosphérique.
Qu’en est-il des perturbations anthropiques et de leurs influences sur le
cycle du carbone ? Ces impacts sont multiples : chimiquement, une conséquence directe de l’augmentation de la teneur en CO 2 atmosphérique est l’acidification des océans ; thermiquement, le réchauffement des eaux diminue la
capacité de l’océan à absorber du CO 2 , enfin biologiquement, la distribution
des espèces se trouve modifiée avec les changements d’environnement (salinité,
température) et peut induire des transformations dans la chaîne trophique,
donc dans la pompe biologique. En termes de puits de CO 2 , on sait aujourd’hui
que pour deux molécules de CO 2 émises, une seule restera dans le réservoir
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10. Des climats du passé aux climats du futur
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2050. Les émissions de CO 2 ont principalement pour origine l’utilisation de
« combustibles fossiles » (pétrole, charbon, gaz) et les émissions de SO 2 proviennent du soufre présent dans ces combustibles. Pour des raisons sanitaires
et de protection de l’environnement (le SO 2 étant notamment à l’origine des
« pluies acides »), les combustibles sont de plus en plus épurés de leur soufre
avant utilisation, d’où une croissance des émissions de SO 2 moins rapide (ou
une diminution plus rapide) que celles du CO 2 dans presque tous les scénarios.
À partir des émissions des différents gaz, leurs concentrations ont été calculées
pour le GIEC par des modèles des cycles biogéochimiques, et pour les aérosols sulfatés, à l’aide de modèles de chimie-transport. Les concentrations de
chacun de ces constituants peuvent ensuite être utilisées pour calculer le forçage radiatif correspondant. Par exemple, sur la figure 10.10, nous avons tracé
l’évolution des différents forçages de 1860 à 2100 pour les scénarios SRES-B1
(dit « faible ») et SRES-A2 (dit « fort »). On peut remarquer, à partir de
2030, l’évolution très différente, selon les scénarios, du forçage radiatif des
gaz à effet de serre, ainsi que la stabilisation du forçage radiatif des aérosols
vers 2020, puis sa décroissance plus ou moins rapide selon les scénarios. Cette
évolution différente des forçages est au premier ordre due à la différence entre
les scénarios d’émission.
10.3.3 Le cycle du CO 2
Comme nous avons pu le constater dans le chapitre 3, le cycle du carbone est fragile, et il est fortement lié au vivant. Le rôle des deux réservoirs,
l’océan et la biosphère terrestre, est crucial pour comprendre l’évolution du
CO 2 atmosphérique au cours des prochaines décennies. L’océan est le plus
gros réservoir de carbone (40 fois le contenu atmosphérique) et peut réguler
la concentration atmosphérique de CO 2 en échangeant du CO 2 avec l’atmosphère. Et ces échanges dépendent en grande partie du gradient vertical de
carbone dans l’océan : les eaux de surface se trouvent appauvries en carbone
inorganique et en sels minéraux ; à l’inverse, l’océan profond est enrichi en
carbone et en sels minéraux. L’existence de ce gradient vertical est principalement pilotée par la biologie océanique, qui met en place une pompe biologique
et transfère du carbone de la surface vers le fond. Toute modification de cette
pompe peut, à terme, influencer le réservoir atmosphérique.
Qu’en est-il des perturbations anthropiques et de leurs influences sur le
cycle du carbone ? Ces impacts sont multiples : chimiquement, une conséquence directe de l’augmentation de la teneur en CO 2 atmosphérique est l’acidification des océans ; thermiquement, le réchauffement des eaux diminue la
capacité de l’océan à absorber du CO 2 , enfin biologiquement, la distribution
des espèces se trouve modifiée avec les changements d’environnement (salinité,
température) et peut induire des transformations dans la chaîne trophique,
donc dans la pompe biologique. En termes de puits de CO 2 , on sait aujourd’hui
que pour deux molécules de CO 2 émises, une seule restera dans le réservoir