Modélisation du système climatique et de sa réponse à une augmentation de l'effet de serre

 

Laurent LI, Chargé de recherche au CNRS,

Laboratoire de Météorologie Dynamique,

Université Pierre et Marie Curie, 4 place Jussieu, 75252 Paris cedex 05;

tél.: 01 44 27 84 09; fax: 01 44 27 62 72; email: li@lmd.jussieu.fr

 

La terre est un système ouvert. Elle échange de l'énergie avec l'espace extérieur. Une perturbation introduite par une variation des paramètres externes (intensité solaire) ou des paramètres radiatifs internes (gaz à effet de serre) peut entraîner un changement climatique. Le système climatique est aussi un système dynamique où les variables internes interagissent entre elles pour produire des variations, à différentes échelles spatio-temporelles. La connaissance approfondie de ces variations complexes constitue une base de départ pour d'abord comprendre le comportement du climat et ensuite prévoir son évolution.

 

La biologie fait partie intégrante du système climatique. La relation entre le climat et la vie est  très étroite et interactive. Le climat fournit des conditions fondamentales pour la vie. Et la vie, en intervenant activement sur le cycle du carbone, change l'effet de serre dans l'atmosphère et modifie ainsi le climat de la planète. L'Homme, par sa grande capacité d'intervention, a considérablement modifié la concentration des gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Et le processus continue actuellement. Evaluer la sensibilité du climat à une perturbation anthropique constitue donc un formidable défi pour la communauté scientifique du climat. C'est également un enjeu économique important pour le développement durable de la société.

 

1. Définition de l'effet de serre

 

La chaleur dégagée au centre de la Terre, du fait  de la radioactivité naturelle, étant faible, l'énergie reçue à la surface de  la Terre est exclusivement venue du soleil sous forme du rayonnement électromagnétique. Le soleil, avec sa température apparente autour de 6000 Kelvins, émet de l'énergie dans le visible. Chauffée par cette énergie venue du soleil, la Terre émet, à son tour, un rayonnement électromagnétique. Ce rayonnement terrestre est dans l'infrarouge, correspondant à la température de la Terre, plus froide que celle du soleil. A l'équilibre, le rayonnement reçu du soleil et celui émis par la terre doivent être d'égale énergie. Si l'insolation varie, que ce soit du fait de la luminosité du soleil, ou de  la variation de l'orbite terrestre, la terre doit ajuster sa température afin de satisfaire à la loi fondamentale de   la conservation d'énergie.

 

L'atmosphère est une mince couche gazeuse qui enveloppe la planète. 80% de sa masse se trouve dans une épaisseur d'une douzaine de kilomètres près de la surface  de la terre. Cette mince couche gazeuse (à comparer avec le rayon de la terre qui est de 6400 km) joue un rôle essentiel dans la distribution et la transformation de l'énergie reçue du soleil. En effet, tous les échanges d'énergie entre la terre et l'espace extérieur doivent obligatoirement passer par l'atmosphère.

 

L'atmosphère agit très différemment sur le rayonnement solaire et le rayonnement terrestre qui ont des longueurs d'onde différentes. En effet elle est presque transparente pour le rayonnement solaire mais opaque pour le rayonnement terrestre. Ceci fait que la majeure partie de l'énergie reçue du soleil traverse l'atmosphère, arrive à la surface de la terre et y est absorbée. Le rayonnement infrarouge émis par la surface est en revanche principalement absorbée par l'atmosphère, et il ne peut pas s'échaper librement vers l'espace extérieur. D'où vient le terme "effet de serre", à l'instar d'une serre construite en verre, pour qualifier ce caractère particulier de l'atmosphère dont la conséquence est d'augmenter la température de la surface et de la basse couche de l'atmosphère (voir Fig. 1).

 

Il est intéressant de noter ici que l'atmosphère n'est pas directement chauffée par le soleil venu du haut, mais plutôt par la surface. Ceci explique pourquoi l'atmosphère est un milieu instable et que de grands rouleaux verticaux de convection dominent la circulation atmosphérique dans les régions tropicales. Dans les moyennes et hautes latitudes, la force de Coriolis due à la rotation de la terre devient importante, et l'atmosphère adopte un autre régime de circulation qui est principalement horizontal. En effet, de grands tourbillons, sous forme de hautes et basses pressions, s'étalent sur des milliers de kilomètres et évoluent continuellement.

 

L'effet de serre naturel de notre atmosphère est un phénomène important, et très largement bénéfique pour la planète, car la température moyenne serait de –18°C en son absence (très austère pour le développement de la vie sur Terre) au lieu de 15°C. Puisque l'effet de serre est dû à la propriété différentielle de l'atmosphère dans les différentes longueurs d'onde du rayonnement électromagnétique, il dépend donc de la structure moléculaire précise des gaz qui constituent l'atmosphère. Il s'est avéré que l'effet de serre de notre planète est presque exclusivement dû aux constituants très minoritaires dans l'atmosphère: vapeur d'eau, dioxide de carbone (CO2, gaz carbonique) et méthane, notamment. Les deux gaz les plus abondants dans l'atmosphère, l'azote et l'oxygène qui représentent respectivement 78 et 21% de la composition atmosphèrique, n'ont pratiquement aucun rôle dans le bilan énergétique de la terre, leur structure moléculaire étant à deux atomes seulement.

 

Prenons quelques chiffres pour illustrer la composition du bilan énergétique de la Terre. L'intensité du rayonnement solaire, mesurée au sommet de l'atmosphère dans le plan perpendiculaire à l'axe terre-soleil est de 1368 W/m2. Puisque la surface qui intercepte le rayonnement solaire est quatre fois plus petite que la surface de la terre à partir de laquelle le rayonnement terrestre est émis, la densité de puissance effective du soleil est ramenée à 342 W/m2. Considérons aussi que 30% de cette énergie est directement réfléchi et retourné à l'espace extérieur sans participer à la transformation sur la terre, l'énergie nette reçue du soleil est donc de 240 W/m2 environ. Bien évidemment, la terre doit émettre la même quantité d'énergie pour être en équilibre. Avec ce chiffre en tête, nous pouvons maintenant introduire la notion de "forçage radiatif" pour quantifier la contribution d'une composante quelconque de l'atmosphère sur le bilan radiatif de la terre. Il est évalué à travers deux calculs du transfert radiatif, l'un complet et l'autre sans la composante en question. Ainsi le forçage radiatif de la vapeur d'eau, qui ne représente que 0,3% de la masse totale de l'atmosphère, est estimé à 70 W/m2. Le gaz carbonique représente 0,036% de la masse totale de l'atmosphère et possède un forçage radiatif de 26 W/m2. La concentration de méthane dans l'atmosphère est très faible et son forçage radiatif est estimé à 1,6 W/m2.

 

2. Variation du climat au cours du temps géologique

 

L'intensité de l'émission solaire varie au cours du temps, mais très faiblement.  Des mesures indirectes semblent démontrer que l’intensité de l’irradiationn  solaire était plus faible (d’une quantité inférieure au pourcent) aux 17e et 18e siècles, donnant ainsi une explication plausible au petit âge glaciaire constaté à cette époque. En revanche, des mesures instrumentales de l'époque actuelle semblent indiquer que l'intensité de l’irradiation solaire est une quasi constante  très faiblement influencée par le cycle solaire de 11 ans observé dans le nombre périodique des tâches solaires.

 

A côté de la valeur quasi constante de la puissance du soleil, la distance terre-soleil ainsi que l'orbite de la planète autour du soleil peuvent avoir des variations importantes et constituent un ingrédient essentiel des grandes glaciations de l'ère quaternaire Les quatre derniers cycles glaciaires trouvent ainsi leur explication dans la variation périodique (100 000 ans) de l'excentricité de l'orbite elliptique terrestre. D'autres perturbations, sur l'obliquité de l'axe de rotation de la terre et sur la précession des équinoxes, trouvent également leurs traces dans les archives paléoclimatiques avec une périodicité d'environ 40 000 ans et 20 000 ans.

 

Durant les deux dernières décennies, l'avancée la plus significative en recherche paléoclimatique est sans doute le carottage effectué dans le glacier Antarctique. L'analyse isotopique peut révéler la température, tandis que la mesure effectuée sur les bulles d'air piégées indique la composition atmosphérique de l'époque. D'excellentes corrélations entre la température de la planète et la teneur en CO2 ou en méthane ont été trouvées. Ceci témoigne de la relation étroite entre le climat et la vie sur la planète. Bien évidemment, à cette échelle de temps, l'Homme n'y était pour rien, et la circulation océanique a joué le rôle d'ajustement à travers des processus dont l'on ignore encore précisement les mécanismes.

 

Un autre exemple d’interaction entre le climat et la biologie remonte au début de l'histoire de la planète. La comparaison avec des étoiles similaires montre que la puissance du soleil était certainement plusieurs dizaines de pourcent plus faible à cette époque. Le climat aurait donc du être  froid. Mais l'atmosphère primitive de la planète possèdait une teneur en CO2 très élevée, donc un effet de serre très fort. Ceci a permis à notre planète d'avoir une bonne température, favorable à l'apparition et puis au développement de la vie sur la terre. Avec l'apparition de la vie, le CO2 est progressivement absorbé et a diminué dans l'atmosphère, le carbone disparu étant stocké dans des roches sédimentaires ou sous forme de charbon ou de pétrole, et l'oxygène ainsi libéré devenant un constituant important de l'atmosphère. Avec la diminution du CO2 dans l'atmosphère et donc de l'effet de serre, la terre avait la tendance de se refroidir. Mais ce refroidissement a été heureusement compensé par une augmentation en puissance du rayonnement solaire.

 

Le gaz carbonique et le méthane sont tous deux très étroitement liés aux activités biologiques de la terre. D'où l'éventualité que l'action de l'Homme perturbe le cycle naturel du carbone et modifie ainsi le climat de la planète.

 

3. Perturbation anthropique sur l'effet de serre

 

Le système climatique de la terre est un système assez robuste et il possède une grande capacité d'auto-régularisation. Mais l'effet de serre est sans doute le talon d'Achille de ce système. Une comparaison grossière serait l'image d'un gros camion qui résiste à des coups de pied, même très forts, à condition qu'ils ne soient pas donnés sur l'accélérateur.

 

Pour comprendre la modification anthropique de l'effet de serre, nous devons d'abord  examiner les différents réservoirs de carbone et les flux de transfert. L'atmosphère contient environ 750 Gt (giga tonnes) de carbone, essentiellement sous forme de gaz carbonique, la biomasse continentale en contient environ 1000 Gt et la couche superficielle de l'océan environ 1500 Gt. La croûte terrestre ainsi que l'océan profond en contiennent certainement une quantité beaucoup plus grande. Mais ils sont négligés pour l'instant, car le temps caractéristique du recyclage de ces deux milieux est très lent.

 

Chaque année, de 90 à 100 Gt de carbone sont échangées entre l'atmosphère et l'océan; une quantité un peu plus faible (de 50 à 60) entre l'atmosphère et la biomasse continentale. On peut estimer que les activités humaines libèrent chaque année environ 6 Gt de carbone dans l'atmosphère (voir Fig. 2), principalement par la combustion fossile (charbon, pétrole et gaz). La moitié de ce rejet anthropique est pour l'instant reprise par l'océan et la biomasse continentale, tandis que l'autre moitié (3 Gt) s'accumule dans l'atmosphère.

 

La teneur en CO2 atteint actuellement une valeur qui dépasse 360 ppm (parties par million), une sensible augmentation par rapport à sa valeur pré-industrielle, estimée à 280 ppm (voir Fig. 3). Cette augmentation, pour son ampleur, comme pour sa rapidité, est sans précédent dans l'histoire de la terre (au moins pour l'ère quaternaire, depuis 1,8 millions d'années), et est indiscutablement imputée aux activités anthropiques. Durant cette même période, la température moyenne à la surface de la terre  a fortement varié, l'augmentation étant  estimée à 0,6°C (voir Fig. 4). Il est actuellement impossible d'expliquer cette augmentation de la température sans faire le lien avec l'augmentation simultanément constatée en quantité du CO2 rejeté par l'Homme et en concentration du CO2 dans l'atmosphère (comparer les courbes historiques observées dans les figures 2, 3 et 4).

 

L'influence anthropique sur le climat est maintenant confirmée et indéniable. A cause de la grande inertie thermique de l'océan global, sa manifestation est encore timide et partielle. Elle sera certainement de plus en plus grande. Quel est l'avenir climatique de notre planète ? La réponse à cette question ne peut pas être obtenue par une simple extrapolation de l'état actuel, car le système terre est un système complexe et de nombreux processus fortement non-linéaires y opèrent. Une projection vers le futur de l'évolution du climat ne peut être faite qu'à travers une modélisation numérique performante du système climatique.

 

4. Modélisation du climat et projection vers le futur

 

Le système climatique tel que l'on doit modéliser comprend cinq éléments physiques: atmosphère, océans, cryosphère, surface de la terre émergée et biomasse. Les propriétés du système climatique, qui doivent être numérisées dans un modèle, sont très nombreuses et comprennent les propriétés thermiques (les températures de l'air, de l'eau, de la glace et de la surface), les propriétés cinétiques (les vents, les courants océaniques, les mouvements verticaux et le déplacement de la masse glacière), les propriétés aqueuses (l'humidité atmosphérique, la nébulosité, le contenu en eau liquide ou glace des nuages, les niveaux des lacs, le contenu en eau du sol, de la neige et de la glace de mer), les propriétés statiques (la densité et la pression de l'atmosphère et de l'océan, la composition de l'air sec, la salinité océanique), les conditions géométriques et les constantes physiques du système. Ces variables sont interconnectées par les lois dynamiques et différents processus physiques dans le système, par exemple, précipitation, évaporation, rayonnement, advection, convection et diffusion turbulente.

 

Un modèle climatique consiste à intégrer numériquement un ensemble d'équations mathématiques qui représentent le comportement du système climatique (ou d'un sous-système). Les lois fondamentales qui gouvernent le comportement du système climatique sont bien sûr celles qui décrivent les processus physiques liant les divers éléments du système. Parmi les cinq éléments du système climatique, l'atmosphère est la composante la plus variable dont l'influence sur le climat est la plus rapide.

 

Actuellement, le modèle de circulation générale atmosphérique, couplé avec un modèle océanique et un modèle sur la glace de mer, est l'outil le plus puissant pour des études climatiques liées à l'effet de serre. Une dizaine de groupes scientifiques dans le monde possède actuellement un tel outil numérique, principalement aux Etats-unis et en Europe. Il représente souvent le travail de nombreux chercheurs et ingénieurs pendant vingt ans.  Sous le seul effet des équations fondamentales de la physique, nous sommes aujourd'hui capables de simuler les principales caractéristiques du climat. C'est-à-dire que nous possèdons maintenant une planète virtuelle dont le comportement est assez proche du celui de la planète réelle. 

 

Les modèles actuels souffrent néanmoins de certaines limitations techniques ou  d'ordre plus fondamental. La première limitation est dû au fait que l'on utilise un maillage fini dont la résolution spatiale est de l'ordre de 300 km, donc assez grossière. Il est impossible de représenter explicitement les mouvements dont l'échelle est inférieure au maillage. Leurs effets sont pris en compte d'une manière statistique à travers la paramétrisation (terme spécial employé par les modélisateurs pour désigner la représentation des processus non-résolus du modèle à travers les variables explicites). Avec le progrès technologique en matière de calcul scientifique, il est prévisible que les futurs modèles auront une résolution spatiale de plus en plus fine. La deuxième limitation est que la construction des modèles actuels n'est pas entièrement achevée et que les processus fondamentaux du climat ne sont pas encore tous incorporés. Après l'océan et la glace de mer, la chimie et la biochimie sont en train d'entrer dans les modèles climatiques. La complexité des futurs modèles sera de plus en plus grande.

 

Le modèle est d'abord un outil de compréhension des processus, mais il sert également à définir les scénarios climatiques. Pour prévoir l'évolution du climat dans le futur, on sera amené à prévoir le comportement de l'Homme dans le futur, c'est-à-dire, à prévoir un scénario d'émission.  La croissance démographique, le type de développement économique, tout comme le mode de vie que la société ou un individu choisissent modulent tous la future émission des gaz à effet de serre. En considérant les différentes hypothèses, le Groupe intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC, ou IPCC pour son appelation en anglais: Intergovernmental Panel on Climate Change) a mis en place une série de scénarios de référence.

 

En utilisant ces scénarios d'émission dans les modèles climatiques actuellement disponibles, la communauté scientifique prévoit une augmentation de la température globale de 2 à 6 degrés, à l'horizon de 2100, par rapport à la période pré-industrielle. Cette augmentation est tout-à-fait considérable en comparaison avec les grands cycles de glaciation dont l'amplitude est également de quelques degrés seulement. En  l'état actuel, nous avons encore beaucoup de difficultés dans l'appréciation de la probabilité des scénarios, soit à cause des incertitudes dans l'estimation des 'émissions, soit à cause des imperfections ou des processus manquants dans les modèles utilisés.

 

Certains traits communs parmi les différents modèles sont néanmoins notables. La surface continentale connaît un réchauffement plus important que l'océan, parce que celui-ci a une inertie thermique beaucoup plus grande et qu'une partie de la chaleur est consommée par une évaporation plus forte. Les régions polaires connaissent un réchauffement plus important que les tropiques, parce que la fonte de la neige et de la glace de mer diminue la réflectivité du sol et augmente donc la quantité d'énergie solaire absorbée. Les régions tropicales connaissent un réchauffement moindre, car une partie de la chaleur est transportée vers les couches supérieures de l'atmosphère à cause des rouleaux de convection renforcés. Le réchauffement maximal dans les régions tropicales se trouve donc en altitude aux alentours de 10 km.

 

En ce qui concerne la précipitation, un autre ingrédient important du climat, il y a une intensification (de l'ordre de 8 à 10%) du cycle hydrologique au niveau global. Les régions tropicales connaissent une augmentation des précipitations à cause des activités convectives plus fortes. Les hautes latitudes ont aussi une augmentation de la précipitation, car l'atmosphère, plus chaude, contient plus de vapeur d'eau et est capable de transporter plus d'humidité vers les hautes latitudes. Les régions subtropicales, en revanche, connaissent une diminution de pluie, car la branche descendante de la circulation est intensifiée et s'étend davantage vers les moyennes latitudes.

 

En l'état actuel de la recherche scientifique, il est très difficile de raffiner les scénarios climatiques à l'échelle locale, voir régionale.  Néanmoins une certaine cohérence parmi les différents modèles a été trouvée sur la région Europe-Méditerranée et les tendances réellement observées corroborent les résultats des modéles. Pour un réchauffement global,

l'anticyclone des Açores semble renforcé et s'étend sur une zone plus large. Sous influence de l'anticylone, le bassin Méditerranéen connaît une diminution de pluie. Le gradient méridional de pression sur l'Atlantique du nord est aussi renforcé, tout comme le gradient méridional de température dans les hautes couches de l'atmosphère. Ceci a pour effet de renforcer la route dépressionnaire nord-atlantique et de décaler cette zone de dépression vers le nord. Ainsi des perturbations qui arrivent sur le continent européen sont plus nombreuses et plus fortes. Le nord de l'Europe a donc une augmentation de pluie. Le contraste hydrologique entre le nord et le sud de l'Europe est ainsi accentué.

 

En matière d'effet de serre et de changement climatique, derrière les aspects spectaculaires et médiatisés des futurs scénarios, se cachent également de nombreux problèmes pour la recherche scientifique fondamentale. Prenons l'exemple des rétroactions climatiques. Elles sont très nombreuses et opèrent d'une manière complexe dans le système climatique. Les rétroactions les plus importantes sont celles liées aux variations de la vapeur d'eau, de l'albédo du sol et des nuages. La vapeur d'eau est un gaz à très fort effet de serre, sa variation peut donc être un facteur déterminant pour la réponse globale du climat. La variation de l'extension de la glace océanique et de la neige sur les continents peut influencer l'albédo de la Terre et conditionne la quantité de l'énergie réellement reçue par la Terre. Les nuages sont de grands modulateurs pour le transfert du rayonnement, dans la petite longueur d'onde comme dans la grande longueur d'onde. D'une part, ils réfléchissent efficacement le rayonnement solaire et refroidissent la terre; d'autre part, ils empêchent l'échappement du rayonnement terrestre et donc piègent la chaleur. Ces deux effets opposés les conduisent  à un rôle complexe dans la réponse du climat. De multiples aspects des nuages sont susceptibles de varier: couverture nuageuse, altitude des nuages, contenu en eau liquide ou glace, changement de phase, taille et nombre des gouttelettes.

 

5. Conclusion

 

La perturbation anthropique de l'effet de serre est un phénomène sans précédent dans l'histoire de la terre. Sa conséquence est déjà visible maintenant et aura une ampleur très importante dans les années ou les dizaines d'années à venir, comparable aux cycles glaciaires de l'ère quaternaire. Bien entendu, la nature de ces deux phénomènes est totalement différente.  Face à la rapidité et l'ampleur du réchauffement anthropique, la gestion de ce changement sur le plan socio-économique ne sera pas sans difficulté et elle doit être étudiée par la communauté scientifique concernée.

 

Au delà de la recherche proprement dite, l'avenir climatique de notre planète dépend du choix que la société civile fait maintenant ou fera dans les années à venir. Il y a des incertitudes d'ordre fondamental, parce que les transformations d'énergie sont  à  un niveau faible et que de multiples processus entrent en jeu en même temps. La gestion d'incertitudes fait partie intégrale de la problématique du réchauffement climatique. Une opinion publique bien informée en la matière est certainement la condition nécessaire et la garantie pour une bonne prise de décision.

 

Au niveau de la modélisation du climat, il est difficile de trouver une stratégie directe de validation des modèles, car la variabilité observée du climat à l'échelle saisonnière, inter-annuelle, ou paléoclimatique est un substitut imparfait, elle permet de valider les modèles au niveau des processus, mais pas de l'évolution du système complet. Il est prévisible que les recherches en cours, où des facteurs de plus en plus nombreux et complexes sont pris en compte, ne conduiront pas forcément à diminuer les incertitudes, mais au contraire à ouvrir des possibilités nouvelles d'évolution du climat. En conséquence, il faut apprendre à définir des scénarios variés, et à estimer leur risque d'occurrence.

Figure 1

Figure 2

Figure 3

Figure 4

 

6. Bibliographie

 

IPCC: Climate change 2001, The scientific basis, Cambridge university Press, 2001.

 

Joussaume, Sylvie: Climats d'hier à demain, CNRS Editions, 1999.

 

Le Treut, Hervé, et Jancovici, Jean-Marc: L'effet de serre, allons-nous changer le climat ?, Flammarion, collection Dominos, 2001.

 

Sadourny, Robert: Le climat de la terre, Flammarion, collection Dominos, 1994.


Figure 1:

Considérons que l'atmosphère terrestre est une couche gazeuse reposant sur la surface et qu'elle possède une transmissivité de 0,85 pour le rayonnement solaire. On peut ainsi calculer l'évolution respective de la température de la surface et celle de l'atmosphère en fonction de la transmissivité de l'atmosphère pour le rayonnement infrarouge. Dans ce calcul, on prend 1368 W/m2 pour la valeur de la constante solaire et 30% pour l'albédo planétaire. Les points A et B indiquent les températures de la surface et de l'atmosphère pour une transmissivité infrarouge de 0,22. Le point C indique le point d'égales transmissivités pour les deux rayonnements, et l'effet de serre est donc nul. A droite de ce point de jonction, l'atmosphère est plus transparente pour le rayonnement infrarouge que pour le rayonnement solaire, l'atmosphère devient plus chaude que la surface. L'effet de serre est donc inversé. Cette situation correspond grossièrement à la stratosphère où l'air est extrêmement sec et transparent pour le rayonnement infrarouge et que le rayonnement solaire y est absorbé à cause de la présence de l'ozone. Cette effet de serre inverse s'applique également pour une atmosphère très chargée en fumée, car elle est opaque pour la lumière solaire, mais encore transparente pour le rayonnement terrestre. Cette théorie expliquerait probablement l'extinction des dinosaures à l'époque du Crétacé, il y a 65 millions d'années, où un refroidissement soudain du climat est survenu, provoqué par les  poussières à la suite de la collision d'un gégantesque météorite.

 

Figure 2:

Estimation historique (courbe en trait plein) et projection future (courbe en trait discontinu) de l'émission anthropique du gaz carbonique, exprimée en gigatonnes de carbone. L'estimation historique (source: http://cdiac.esd.ornl.gov) a été faite au CDIAC (Carbon Dioxide Information Analysis Center) en fonction des statistiques de l'énergie. La projection future correspond au scénario A2 (source: http://www.ipcc.ch), établi par le GIEC. Le scénario A2 table sur un monde futur très hétérogène dans lequel il y a un renforcement des identités régionales et culturelles. Il y a une tendance de retour vers les valeurs traditionnelles et familiales. La population augmente rapidement ainsi que le développement économique.

 

Figure 3:

Estimation historique (courbe en trait épais, source: http://www.ipcc.ch) de la concentration (exprimée en ppm) du CO2 dans l'atmosphère. La courbe en trait fin (source: http://www.lmd.jussieu.fr) est le résultat d'une simulation numérique (nommée LF8) effectuée à l'IPSL (Institut Pierre-Simon Laplace) à Paris. L'expérience a été faite à l'aide d'un modèle climatique (atmosphère + océan + glace de mer) couplé avec un modèle de carbone (océan et surface continentale). La concentration du CO2 a été fixée à 286ppm au départ de la simulation en 1860. Elle a ensuite varié interactivement au fur et à mesure que la simulation progressait. Et cela jusqu'à 2100. L'émission anthropique du CO2 suivait les courbes de la Figure 2, c'est à dire que le scénario A2 a été utilisé pour la future émission anthropique.

 

Figure 4:

La courbe en trait épais représente l'estimation historique de la température de surface, moyennée sur l'ensemble du globe (source: http://www.cru.uea.ac.uk/cru/data). La valeur de référence, calculée sur la période 1961-1990, a été enlevée. La courbe en trait fin est le résultat d'une simulation numérique (comme décrivait la légende de la figure 3) avec un système interactif entre le climat et le carbone (source: http://www.lmd.jussieu.fr).