C.1 Le monde s’est-il réchauffé ?

Réponse : Oui, sans aucun doute possible. Pendant la période de 100 années qui va de 1906 à 2005, les températures moyennes globales ont augmenté d'environ 0,74 ^oC. Il existe également bon nombre d'autres indicateurs qui révèlent que le monde se réchauffe. Parmi ces indicateurs, on compte le réchauffement de la basse atmosphère et des couches supérieures des océans du monde, les températures croissantes des sols terrestres, la fonte des glaciers de montagne, le recul de la glace de mer et du couvert de neige, la hausse des niveaux des océans et des modifications dans la distribution de nombreuses espèces végétales et animales (voir figure C.1).

Explication : Les experts en analyse des tendances de la température planétaire ont déclaré que, pendant la période de 100 ans se terminant en 2005, la température globale moyenne à la surface de la terre a augmenté d'au moins 0,56 ^oC et probablement d'autant que 0,92 ^oC, la meilleure estimation étant de 0,74 ^oC. La tendance linéaire pour les 50 dernières années, indiquée dans ce relevé, est d'environ 0,13 ^oC par décennie, soit environ le double de celle de la période de 100 ans dans sa totalité. Onze des 12 années entre 1995 et 2006 se sont révélées les plus chaudes ayant été enregistrées depuis le début des relevés instrumentaux globaux, il y a quelques 150 années.

Il importe de souligner, cependant, que ces tendances concernent le réchauffement moyen à la surface de la terre. Dans certaines régions, tout particulièrement sur les continents, l'ampleur du réchauffement a dépassé de plusieurs fois la moyenne globale. Au Canada, par exemple, il y a eu une augmentation de la température annuelle moyenne d'environ 1,4 ^oC dans la période allant de 1948 à 2007. D'un autre côté, dans quelques rares régions du monde, les températures ont plutôt diminué.

Diverses autres variables climatiques prouvent aussi l'existence du réchauffement du climat : un réchauffement des 6 km inférieurs de l'atmosphère semblable au réchauffement de la surface; une augmentation des températures moyennes des océans jusqu'à une profondeur de 3 000 m; une réduction de 5 % de la surface de la couverture de neige printanière dans l'hémisphère Nord depuis la fin des années 1960; une réduction simultanée dans l'hémisphère Nord des saisons relatives à la couche de glace des lacs; une réduction de la couche de glace de mer dans l'Arctique depuis les années 70 d'environ 8 % et une forte réduction de son épaisseur; une hausse de 8 cm du niveau global des mers depuis 1960; une augmentation du contenu thermique global des sols de la terre, de sa cryosphère et de ses océans, depuis le début des mesures adéquates au cours des années 1950; une diminution de la fréquence des jours froids et des nuits froides ; et une augmentation de la fréquence des jours chauds et des nuits chaudes ainsi que des vagues de chaleur, depuis les années 1950.

Références : Trenberth et coll., 2007; Lemke et coll., 2007; Environnement Canada, 2008.

Figure C.1. Des relevés de la température globale de surface, ajustés pour les biais dus à l'évolution des pratiques d'observation et aux influences telles que l'urbanisation, montrent que les dernières décennies ont des températures nettement plus chaudes qu'il y a un siècle. De plus, le taux de réchauffement semble s'accélérer. Les niveaux de la mer sont aussi plus élevés, tandis que la couverture de neige de l'hémisphère Nord est en décroissance (Tiré de la figure SPM.3, GIEC, 2007a).

C.2 Comment les relevés de température planétaire moyenne sont-ils élaborés ?

Réponse : Les relevés pour la température globale moyenne à la surface de la terre se fondent sur les données recueillies au cours des 150 dernières années à des milliers de stations météorologiques et climatiques terrestres autour du monde, à partir de navires dans les océans ou, plus récemment, au moyen de bouées de collecte de données océaniques. La moyenne de ces données a été soigneusement calculée sur toute la planète de façon à éviter les biais vers les régions disposant d'une forte concentration de données. Bien que la couverture de quelques régions du monde a été moindre ou nulle au début de la période de relevés et, d'autre part, qu'il existe bon nombre d'autres problèmes associés à l'utilisation de ces données pour évaluer les tendances de température globales, des spécialistes ont travaillé pendant de nombreuses décennies à mieux comprendre ces questions.

Explication : Des données sur les températures quotidiennes ont été enregistrées à des milliers de stations météorologiques et climatiques du monde pour une bonne partie du siècle dernier, et bon nombre des relevés fournis par ces stations remontent jusqu'à l'année 1850 et à des années antérieures. Ces températures ont été prises à une hauteur d'environ un mètre au-dessus de la surface terrestre. De plus, des membres d'équipage des navires traversant les océans du monde ont pris quotidiennement les températures aussi bien des eaux de surface des océans que de l'air au niveau des ponts des navires. Bon nombre de ces relevés, tout particulièrement ceux pris au 19^e siècle, ont été consignés à partir des navires militaires britanniques. Plus récemment, les bouées de collecte de données océaniques ont aussi fourni des données supplémentaires. Plusieurs équipes de spécialistes au sein de la communauté internationale de chercheurs ont investi des efforts considérables dans l'élaboration d'un portrait complet de l'évolution des températures de surface moyennes mondiales à partir de ces données. Pour ce faire, ils doivent concevoir des techniques statistiques afin de calculer correctement les moyennes des données, d'aborder d'importants manques de données et de corriger les autres problèmes relatifs à la façon dont les données ont été recueillies. Étant donné que ces groupes utilisent des techniques différentes, les résultats diffèrent légèrement. Toutefois, cela contribue aussi à augmenter la confiance qu'inspirent les résultats obtenus.

Les corrections et ajustements qui doivent être faits aux données sont considérables. Par exemple, la profusion de données de bonne qualité est généralement nettement supérieure dans le sud du Canada, aux États-Unis et en Europe occidentale, que dans de nombreuses autres régions du monde, surtout au 19^e siècle. Les données sur certaines régions du monde, telles que l'Afrique et l'Antarctique, sont sporadiques, même aujourd'hui. Les méthodes pour développer les tendances planétaires de températures doivent adresser ce déséquilibre géographique des données. Des spécialistes examinent aussi les données dans le but de retirer les stations qui ne sont pas fiables. Cela inclut des stations situées dans les agglomérations urbaines qui ont été influencées par l'effet de l'urbanisation sur les températures locales. En outre ils ajustent les données, si cela est possible, pour tenir compte des influences attribuables aux changements dans les méthodes d'enregistrement ou dans l'emplacement de la station.

Afin de calculer la moyenne des données sélectionnées, les spécialistes divisent la surface terrestre en une grille comportant des régions de taille identique, et développent un enregistrement combiné pour chacune d'entre elles en appliquant des techniques avancées leur permettant de calculer la moyenne des données disponibles, lorsqu'il y a plusieurs relevés, à l'intérieur de la région en question. S'il n'y a pas de données dans une région de la grille, la méthode permet d'interpoler à partir des régions adjacentes de la grille. Les spécialistes continuent à apporter des améliorations à leurs méthodologies et les mettent à l'essai en utilisant d'autres sources de données afin de déterminer l'ampleur de leur réussite. Des incertitudes continuent d'être associées aux analyses des tendances issues de ces compilations de données. Néanmoins, en ce qui concerne le siècle dernier, elles se limitent en gros à environ +/- 0.2°C.

Références : Folland et coll., 2001; Trenberth et coll., 2007.

C.3 Est-ce que les relevés de température sont fiables ?

Réponse : Oui, les données utilisées pour calculer les tendances de la température globale fournissent une bonne indication de l'évolution de notre climat. Tel qu'il est indiqué pour un usage approprié de données à partir des programmes de surveillance, les données climatiques employées pour évaluer les tendances de la température globale sont d'abord soumises à des procédures de contrôle de la qualité et font l'objet d'évaluations visant à cerner des sources systématiques d'erreur. En plus de supprimer les relevés contenant de graves erreurs ou des influences non climatiques et de corriger les autres où les erreurs sont faciles à déceler, les climatologues comparent aussi les relevés climatiques instrumentaux avec des relevés provenant d'autres sources. Pour tenir compte des autres facteurs non climatiques touchant ces relevés, les spécialistes prévoient une marge d'erreur dans leurs estimations. Ils affirment avec une grande confiance que la température globale moyenne à la surface de la terre a augmenté d'au moins 0,56 ^oC et pas plus de 0,92 ^oC au cours de la période 1906-2005.

Explication : Une méthode employée pour supprimer les erreurs aléatoires, qui se produisent dans des stations individuelles, consiste à établir la moyenne des valeurs de température sur de nombreuses stations. Les analyses de la température globale utilisent plusieurs milliers de stations, de sorte que l'établissement de la moyenne estompe les erreurs aléatoires. Les changements systématiques non liés au climat, mais susceptibles d'avoir une influence simultanée sur plusieurs ou l'ensemble des relevés sont plus difficiles à éliminer. Ils incluent des changements attribuables aux effets de l'îlot de chaleur urbain, aux changements majeurs d'instrumentation, à une modification de la densité des stations enregistreuses ou au déplacement systématique des instruments dans les stations météorologiques. Ces problèmes peuvent au moins être partiellement abordés à l'aide d'analyses et d'ajustements soignés. En analysant les tendances planétaires, les climatologues ont soigneusement tenu compte de plusieurs influences systématiques de ce genre, y compris l'effet de l'îlot de chaleur (voir la figure C.3), les nouvelles techniques d'observation à bord de navires, ainsi que d'autres influences non climatiques exercées sur les observations. Il reste des preuves solides que le réchauffement survenu au cours des récentes décennies est authentique et planétaire. En outre, les relevés de température en surface concordent avec la tendance à long terme manifestée dans les mesures par radiosonde et dans les données satellitaires, qui ont été recueillies dans les premiers 6 km inférieurs de l'atmosphère au cours des dernières décennies. Ils concordent également avec les preuves fournies par les anneaux de croissance des arbres et avec les renseignements obtenus à partir des trous de forage pratiqués dans la surface terrestre, dans différentes parties du monde. Enfin, ils concordent aussi avec des phénomènes simultanés comme la réduction du manteau nival, le recul des glaciers et d'autres indicateurs d'un monde en réchauffement. Cependant, à cause de la distribution inégale des sites d'observation sur la terre, les relevés climatiques sont encore dominés par des données terrestres obtenues dans l'hémisphère Nord. Compte tenu de ces incertitudes, la communauté scientifique estime que la surface de la terre s'est, en moyenne, réchauffée de 0,74 ± 0,18 ^oC au cours des 100 dernières années.

Figure C.3. Une comparaison entre les tendances de la température provenant de l'ensemble de la base de données terrestres entièrement corrigées, utilisées pour l'analyse des tendances de la température globale, ainsi qu'un sousensemble de stations météorologiques rurales, suggère qu'il subsiste très peu d'effet résiduel de l'urbanisation dans les données (Peterson et coll., 1999).

C.4 Dans quelle mesure le réchauffement connu récemment a-t-il été inhabituel ?

Réponse : Bien que le réchauffement planétaire moyen de 0,74 ^oC observé au cours des 100 dernières années semble modeste, son importance peut être évaluée en fonction des reconstructions des climats à la surface de la terre au cours des siècles voire des millénaires antérieurs. De telles comparaisons montrent que, du moins pour l'hémisphère Nord, la seconde moitié du 20^e siècle a probablement été la période de 50 ans la plus chaude des 1300 dernières années. De plus, des études à partir de modèles climatiques montrent qu'il est très difficile de reproduire les tendances climatiques du millénaire dernier sans tenir compte du rôle des forçages anthropiques sur le climat.

Explication : Des chercheurs ont recueilli indirectement de l'information sur les climats passés à partir de divers indicateurs tels que les anneaux de croissance des arbres, les carottes de glace et les coraux océaniques. Examinés individuellement, ces indicateurs ne fournissent des renseignements que sur certains aspects du climat dans l'hémisphère. Les anneaux de croissances des arbres, par exemple, offrent des indications utiles sur les températures moyennes pendant les saisons de croissance dans les latitudes moyennes, ou des changements de précipitation dans les régions arides. Les carottes de glace fournissent des renseignements sur les températures des régions froides, alors que les coraux océaniques peuvent servir à reconstruire les températures des climats des océans tropicaux. Toutefois, des analystes peuvent employer des techniques statistiques pour combiner diverses sources d'information en vue de créer une unique reconstruction de température pour l'hémisphère. On ne s'entend toujours pas au sujet de la fiabilité de ces reconstructions du climat; on parle souvent du débat sur « le bâton de hockey » étant donné que les reconstructions montrent une période de mille ans relativement stable (le manche) suivi d'un réchauffement rapide au 20^e siècle (la lame). Toutefois, des évaluations récemment effectuées par des équipes de spécialistes permettent de conclure que, au moins dans l'hémisphère Nord (HN), la deuxième moitié du 20^e siècle a été vraisemblablement la plus chaude des 500 dernières années, et probablement des 1300 dernières années.

Les simulations des paléoclimats à partir de modèles concordent de façon générale avec les reconstructions des températures dans l'hémisphère Nord au cours des 1000 dernières années. Ces simulations montrent également que, très probablement, la hausse des températures de surface depuis 1950 ne peut être reconstruite sans inclure les gaz à effet de serre anthropiques dans les forçages du climat⁵ employés dans le modèle. De plus, il est très improbable que ce réchauffement ait simplement été un signe de rétablissement face à une période froide antérieure au 20^e siècle. Des conclusions semblables au sujet de l'hémisphère Sud inspirent moins de confiance, puisque les données sur cette région sont très éparses.

Références : National Research Council, 2006; Jansen et coll., 2007.

⁵ Voir le point A.2 pour la description du forçage du climat.

Figure C.4. Des données provenant de divers indicateurs substitutifs de température d'époque, y compris les anneaux de croissance des arbres, les carottes de glace et les coraux, ont été employées dans le cadre de diverses études pour reconstruire les températures de l'hémisphère Nord au cours des derniers millénaires. Malgré la divergence d'opinions au sujet de l'ampleur des fluctuations de température dans l'hémisphère Nord avant le 20^e siècle, ces études ainsi que d'autres éléments montrent que le réchauffement de la fin du 20^e siècle est sans précédent au moins dans le cadre du dernier millénaire (Figure S.1, National Research Council, 2006).

C.5 Comment les scientifiques examinent-ils la question des causes du réchauffement ?

Réponse : Depuis de nombreuses années, les scientifiques évaluent les causes possibles du changement climatique. Elles comprennent le rayonnement solaire, l'effet des éruptions volcaniques sur le climat et le rôle des gaz à effet de serre et des aérosols rejetés par les humains dans l'atmosphère. Les chercheurs ont pu reconstruire, avec des degrés de confiance variables, la façon dont ces différentes forces influant sur le changement climatique ont évolué au cours des décennies et des siècles derniers. Les modèles climatiques sont ensuite employés pour simuler la façon dont les différents facteurs de forçage du climat auraient dû affecter le climat planétaire dans l'espace et au fil du temps. En comparant la réponse attendue du climat aux différents forçages du climat qui se sont réellement produits, les chercheurs peuvent déterminer les causes des changements climatiques globaux, y compris le plus récent réchauffement, avec un bon degré de confiance. La conclusion de ces travaux est que la plus grande partie du réchauffement observé au cours des 50 dernières années résulte des influences humaines. Toutefois, il est beaucoup plus difficile d'imputer les causes aux variations qui se produisent à l'échelle régionale, où la variabilité naturelle du climat devient plus importante.

Explication : Tout ce qui produit un changement persistant dans le bilan radiatif entre le rayonnement solaire incident (entrant) et le rayonnement infrarouge sortant au sommet de l'atmosphère est fondamentalement une force qui occasionne un changement dans le climat de le terre, d'où le terme forçage du climat. Il y a quatre grandes catégories de forçage du climat qui agissent dans des échelles de temps pertinentes pour la durée de vie humaine : i) des variations dans le rayonnement solaire au sommet de l'atmosphère; ii) des variations dans les concentrations des aérosols et des particules dans les nuages qui sont présents dans l'atmosphère, qui réfléchissent et dispersent le rayonnement solaire incident en le renvoyant vers l'espace et qui absorbent l'énergie thermique sortante ; iii) des variations de la surface de la terre qui affectent à la fois la quantité de rayonnement solaire incident qui est réfléchi à la surface vers l'espace, ainsi que la quantité d'énergie thermique dégagée par la surface vers l'espace et iv) des variations dans la concentration des gaz à effet de serre qui absorbent et retiennent l'énergie thermique dégagée.

Les chercheurs se sont servis des anneaux de croissance des arbres, des carottes de glace et d'autres indicateurs substitutifs en vue de reconstruire les changements survenus par le passé dans la plupart des forçages clés du climat, y compris ceux induits par le rayonnement solaire, par des changements dans les concentrations d'aérosol volcanique dans l'atmosphère et, par des changements, dans l'atmosphère, des concentrations des gaz à effet de serre et aérosols générés de façon anthropique. Cependant, les répercussions de ces variations des forçages sur le climat impliquent bon nombre de rétroactions complexes dans le système climatique, qui exigent les modèles climatiques les plus sophistiqués afin d'assurer l'efficacité de la simulation. Ces simulations peuvent estimer les patrons de changement, sur la verticale, sur l'horizontale et avec le temps, pouvant être attendues pour chacun des forçages individuellement, ou pour une combinaison de divers forçages. En comparant les résultats de ces simulations aux changements observés, les spécialistes peuvent contribuer à déterminer la combinaison de facteurs qui, par exemple, a vraisemblablement occasionné le réchauffement à l'échelle planétaire au cours des dernières décennies. Les résultats montrent qu'il est impossible d'expliquer les tendances globales du dernier siècle si l'on ne tient compte que des forçages du climat d'origine naturelle. Cependant, ils concordent bien lorsqu'on prend en considération les forçages anthropiques (voir la figure C.5). En fait, les preuves appuient la conclusion que le réchauffement survenu pendant les 50 dernières années est en grande partie attribuable aux influences humaines. Des attributions similaires sont désormais disponibles à l'échelle continentale. Toutefois, en raison de la plus forte variabilité du climat à l'échelle régionale et, de la plus grande complexité des rétroactions régionales, il n'est pas encore possible, en règle générale, d'imputer les variations produites à cette échelle à des forçages planétaires particuliers.

Référence : Hegerl et coll., 2007.

Figure C.5. Comparaison des anomalies de température de surface moyenne globale (changement de température relativement à la période 1901-1950) à partir d'observations (mince ligne noire) avec celles estimées au moyen de simulations par modèle climatique forcées : a) par des facteurs anthropiques et naturels et, b) par des influences uniquement naturelles. Les deux séries de résultats illustrent à quel point les modèles peuvent bien reproduire le changement climatique observé lorsqu'ils sont forcés avec la totalité des causes principales du changement, et à quel point cette reproduction peut être médiocre si sont uniquement inclus les forçages d'origine naturelle (Fig. 9.5, Hegerl et coll., 2007).

C.6 Est-ce que les variations du rayonnement cosmique provenant de l’espace pourraient avoir occasionné le réchauffement ?

Réponse : Non. Bien que certains spécialistes aient formulé l'hypothèse selon laquelle les variations dans le rayonnement cosmique pourraient modifier la couverture nuageuse mondiale et, par extension, les températures de surface, les données d'observation sur la couverture nuageuse au cours des dernières décennies n'appuient pas cette théorie. Au cours de deux dernières décennies, alors que le réchauffement planétaire a été fort, la tendance de l'intensité du rayonnement cosmique a été dans la direction opposée à celle requise pour expliquer le réchauffement.

Explication : Le rayonnement cosmique est composé de particules d'énergie, telles que des protons et de noyaux atomiques minuscules, qui proviennent de l'espace et bombardent l'atmosphère terrestre. Une hypothèse a été émise selon laquelle des changements du rayonnement cosmique pourraient avoir eu une incidence prédominante sur le climat de la terre au cours des 500 derniers millions d'années. De plus, il a été suggéré que si de tels processus pouvaient affecter le climat sur des échelles de temps de plusieurs millions d'années, ils pourraient sans dote le faire à des échelles de temps centenaires. L'hypothèse est que le rayonnement cosmique peut ioniser les aérosols contenus dans l'atmosphère et donc affecter les processus de formation des nuages. Puisque les nuages ont généralement un effet de refroidissement sur le climat (en réfléchissant le rayonnement solaire), certains scientifiques ont émis l'hypothèse que lors de périodes où les niveaux de rayonnement cosmique sont élevés, plus de nuages se formeraient et la terre devrait se refroidir. À l'inverse, moins de rayons cosmiques devraient mener à une terre plus chaude. Cependant, les études réalisées à ce jour ne soutiennent pas cette hypothèse. Des analyses de données d'observation prises lors des récentes décennies ne montrent aucun rapport entre les fluctuations du rayonnement cosmique et le couvert de nuage planétaire. De plus, au cours des deux dernières décennies, il y a des preuves que les flux de rayonnement cosmique et les températures de surface ont tous les deux été en augmentation. C'est-à-dire que la tendance de l'intensité du rayonnement cosmique a été dans la direction opposée à celle requise pour expliquer la tendance à la hausse de la température. En fait, les variations de la température planétaire au cours du dernier siècle sont bien expliquées par des changements dans des facteurs anthropiques et naturels, en particulier les changements dans les concentrations de gaz à effet de serre et d'aérosols, dans le rayonnement solaire et dans les éruptions volcaniques (voir C.5).

Références : Rahmstorff et coll., 2004; Forster et coll., 2007; Lockwood and Frölich, 2007.

C.7 Les variations dans l’irradiation solaire ont-elles pu provoquer le réchauffement du siècle dernier ?

Réponse : Les variations dans l'irradiation solaire expliquent en partie le réchauffement, tout particulièrement au début du 20^e siècle. Toutefois, l'ensoleillement moyen atteignant la terre n'a pas subi de changements significatifs au cours des 50 dernières années. C'est pourquoi il ne peut pas expliquer le réchauffement rapide qui est survenu durant les dernières décennies.

Explication : L'irradiation solaire connaît un cycle des taches solaires⁶ d'une durée approximative de 11 années, qui oscille entre des chiffres maximum et minimum de nombre de taches à la surface du soleil. Bien que ces cycles puissent constituer un facteur contribuant à la variabilité décennale du climat, ils ne peuvent cependant pas avoir une incidence considérable sur les tendances climatiques à long terme, à moins que la nature du cycle lui-même ne change. Il a été clairement montré que l'ampleur du cycle des taches solaires s'est élargie graduellement au cours des derniers siècles, et ce, jusqu'à environ l'année 1950. Les spécialistes en rayonnement estiment qu'au cours du dernier siècle, ceci a pu causer un léger déséquilibre positif (réchauffement) dans le bilan du rayonnement au sommet de l'atmosphère, d'au plus quelques dixièmes d'un W/m², soit environ 10 % du réchauffement induit par l'augmentation des concentrations des gaz à effet de serre (voir les figures B.13 et C.8). Cependant, bien que ce forçage ait varié au cours des 50 dernières années, en diminuant puis en augmentant, sa moyenne à long terme pendant cette période s'est très peu modifiée. Par conséquent, il n'est pas considéré comme un facteur déterminant ayant contribué au réchauffement rapide survenu au cours des dernières décennies.

Références : Hansen et coll ., 2005; Forster et coll ., 2007.

⁶ Une tache solaire est une région à la surface du soleil qui est marquée par une température moins élevée et qui paraît plus sombre
que les zones avoisinantes.

C.8 Quel est le rôle des volcans dans le réchauffement survenu récemment ?

Réponse : Les éruptions volcaniques rejettent périodiquement des aérosols dans la stratosphère, où ils peuvent demeurer quelques années. Cela se traduit par un effet de refroidissement à court terme sur le climat car ces aérosols réfléchissent la lumière solaire. Les concentrations moyennes de ces aérosols peuvent aussi varier sur de longues périodes, car la fréquence et l'intensité des éruptions volcaniques changent au fil du temps. Ainsi, les aérosols volcaniques peuvent aussi constituer un forçage du climat à long terme. Lorsque les concentrations moyennes augmentent au dessus de la moyenne à long terme, ce forçage provoque un refroidissement (en raison de la réflexion accrue de la lumière solaire). Par contre, un effet de réchauffement se produit lorsqu'elles diminuent en dessous de la moyenne à long terme (étant donné que la réflexion de lumière solaire est désormais inférieure à la normale). Une telle diminution s'est produite entre les années 1900 et 1950, contribuant ainsi probablement au réchauffement de la planète au début du 20^e siècle. Toutefois, l'augmentation du nombre d'éruptions volcaniques de grande envergure, constatées au cours des dernières décennies, a renversé cette tendance. Ainsi, bien que ces éruptions aient affecté considérablement les climats planétaires pendant de courtes périodes, elles ne peuvent pas expliquer la tendance au réchauffement récent. Au contraire, la hausse dans les concentrations d'aérosol volcanique au cours des dernières décennies aurait plutôt dû déclencher une tendance au refroidissement.

Explication : Les gaz sulfureux rejetés par les éruptions volcaniques d'envergure peuvent provoquer une augmentation dramatique des concentrations d'aérosols sulfatés dans la stratosphère, où ils réfléchissent la lumière solaire en la renvoyant vers l'espace. Ce phénomène peut avoir un effet de refroidissement prononcé et abrupt sur les températures à la surface de la planète. Pour toute éruption, le refroidissement dure peu, puisque ces aérosols ne demeurent dans l'atmosphère que pendant quelques années avant de retomber sur la surface terrestre. Toutefois, pendant les périodes caractérisées par des éruptions d'envergure fréquentes, les concentrations moyennes de ces aérosols (et donc l'influence de refroidissement) sont plus élevées qu'au cours des périodes caractérisées par un nombre moindre d'éruptions. Entre 1900 et 1950, la fréquence des éruptions volcaniques d'envergure et, par conséquent, la concentration moyenne des aérosols qui leur sont associés, ont diminué. Cela a favorisé le réchauffement observé au début du 20^e siècle. Toutefois, les décennies plus récentes ont connu une fréquence accrue de ces éruptions, ce qui a fait augmenter de nouveau l'effet de refroidissement net (voir la figure C.8).

Référence : Hegerl et coll., 2007.

Figure C.8. Changements dans les forçages climatiques naturels et anthropiques depuis 1850. On voit clairement l'influence de refroidissement (forçage négatif) des éruptions volcaniques dans la deuxième moitiée du 20^e siècle, ainsi que la forte influence au réchauffement (forçage positif) des gaz à effets de serre persistants (Fig 2.23 panneau du haut, Forster et coll., 2007).

C.9 Pourquoi les scientifiques pointent-ils les gaz à effet de serre et les aérosols anthropiques comme étant à l’origine du réchauffement récent ?

Réponse : Selon les simulations par modèle climatique qui tiennent uniquement compte des forçages d'origine naturelle du système climatique, causés par les variations dans le rayonnement solaire et les concentrations des aérosols volcaniques, la terre aurait dû subir un refroidissement au cours des dernières décennies. Cependant, les simulations qui comprennent les changements des concentrations des gaz à effet de serre et des aérosols atmosphériques anthropiques reproduisent le réchauffement de façon remarquablement adéquate. De plus, les configurations temporelles et spatiales (sur la verticale et sur l'horizontale) des changements de température observés, concordent tous avec la configuration attendue en raison de ces facteurs humains, mais divergent par rapport aux facteurs de forçages d'origine naturelle. Enfin, le caractère inhabituel du réchauffement récent dans le dernier millénaire donne également à penser que les facteurs humains sont une cause très probable du réchauffement récent.

Explication : Divers indicateurs ont amené les scientifiques à s'entendre sur le fait que la plus grande partie du réchauffement survenu au cours des 50 dernières années est très probablement le résultat de l'augmentation des concentrations des gaz à effet de serre, masqué en partie par les influences simultanées des émissions anthropiques des aérosols (lesquelles ont un effet de refroidissement). Premièrement, les simulations par modèle qui emploient seulement des forçages d'origine naturelle, causés par des activités solaire et volcanique, ne permettent pas d'expliquer le réchauffement récent (voir figure C.5). En fait, toutes choses étant égales par ailleurs, ces forçages auraient dû entraîner un refroidissement. Deuxièmement, la nature inhabituelle des tendances récentes, à l'intérieur du contexte de variabilité climatique des deux derniers millénaires, indique qu'il est également improbable que les tendances en question soient le résultat de la combinaison de forçages d'origine naturelle et de la variabilité naturelle. Troisièmement, les tendances récentes ressemblent remarquablement à celles qui ont été simulées par les modèles climatiques lorsqu'ils sont forcés par des changements anthropiques des concentrations de gaz à effet de serre et des aérosols. Enfin, la configuration spatiale (ou 'empreinte') du changement est très semblable à la configuration attendue en raison des forçages anthropiques, mais non à ceux d'origine naturelle. Cette configuration est un composé de réchauffement relativement uniforme en raison de l'augmentation des concentrations des gaz à effet de serre et d'une influence de refroidissement dûe aux émissions industrielles d'aérosols, laquelle peut varier beaucoup d'une région à l'autre, surtout dans l'hémisphère Nord.

Référence : Hegerl et coll., 2007.

C.10 Une forte augmentation de la température s'est produite vers le début de notre siècle, lorsque les émissions de CO₂ et d'autres gaz à effet de serre étaient encore relativement faibles. Cependant, les températures ont bel et bien baissé au cours des années 1950 et 1960, lorsque les émissions ont commencé à augmenter rapidement. Ce fait ne contredit-il pas la conception selon laquelle une augmentation des émissions de CO₂ causerait des climats plus chauds ?

Réponse : L'augmentation des concentrations des gaz à effet de serre n'est qu'un facteur parmi tant d'autres qui ont une incidence sur le système climatique. D'autres facteurs importants aux échelles temporelles décennale et plus longues incluent les forçages d'origine naturelle causés par les activités solaire et volcanique, les émissions anthropiques d'aérosols (surtout les aérosols sulfatés) et la variabilité interne naturelle du système climatique. La courte période de léger refroidissement qui s'est manifesté au milieu du siècle semble être reliée, du moins en partie, à une période d'augmentation rapide des concentrations d'aérosols qui a coïncidé avec une phase froide dans la variabilité climatique décennale naturelle. Depuis lors, les mesures prises pour réduire les pluies acides ont contribué à la diminution des concentrations d'aérosols dans l'hémisphère occidental, alors que les concentrations des gaz à effet de serre continuent de s'accroître rapidement. Par conséquent, le rôle du forçage des gaz à effet de serre est devenu de plus en plus dominant par rapport à celui du forçage causé par les aérosols. Tel qu'illustré à la figure C.5, les modèles peuvent désormais reproduire de façon remarquable, les régimes de changement au fil du temps.

Explication : Au cours de la première moitié du siècle, l'intensité croissante du rayonnement solaire, la diminution des concentrations des aérosols volcaniques, et les activités humaines (surtout celles qui ont occasionné une augmentation des concentrations des gaz à effet de serre) ont toutes contribué à la modeste hausse observée de la température globale moyenne à la surface de la terre (voir la figure au point C.5). Cependant, du milieu du 20e siècle jusqu'à environ 1980, les émissions anthropiques de sulfate dans l'atmosphère au-dessus de l'Amérique du Nord et de l'Europe ont augmenté rapidement. Ces aérosols réfléchissent la lumière solaire et leurs concentrations accrues ont provoqué un refroidissement régional rapide à la surface, qui a eu une incidence sur les températures globales et compensé une bonne partie du réchauffement causé par les concentrations accrues des gaz à effet de serre. Les émissions de gaz à effet de serre ont également augmenté rapidement au cours de la même période, mais le temps de réponse du système climatique face aux changements des concentrations des gaz à effet de serre est plus lent que dans le cas des aérosols. En outre, les océans du Pacifique Nord et de l'Atlantique Nord ont connu une période de refroidissement de surface régional dans les années 1950 et 1960, qui fait partie d'une oscillation climatique naturelle pluridécennale à long terme. Il semble que la combinaison de variabilité naturelle et de refroidissement causé par le sulfate ait suffit pour compenser l'effet de serre accru, lequel était encore relativement moindre à l'époque. Au cours des années 1980, la plupart du monde industrialisé mettait en oeuvre des programmes rigoureux de lutte contre les pluies acides qui ont permis de diminuer les concentrations des aérosols sulfatés en Amérique du Nord et en Europe. Étant donné que le temps de séjour des aérosols dans l'atmosphère est très court, ces programmes ont rapidement réduit leurs concentrations, ce qui a donc diminué leur influence de refroidissement sur les climats régionaux. De plus, la phase froide des cycles océaniques s'est terminée et les concentrations des gaz à effet de serre ont continué à augmenter rapidement. Lorsque ces facteurs, ajoutés aux forçages solaires et volcaniques, sont pris en considération dans les simulations par modèle climatique, les résultats confirment qu'ils peuvent expliquer le régime décennal des changements de la température au cours du dernier siècle, y compris le léger refroidissement survenu au milieu du siècle et la hausse rapide constatée depuis.

Référence : Hegerl et coll., 2007.

C.11 Est-ce que la variabilité naturelle de climat qui surviant sur des échelles de temps de plusieurs décennies, ont-elles contribué à la tendance de réchauffement récente ?

Réponse : Les oscillations climatiques qui se produisent sur des intervalles autour de quelques décennies, en raison de la variabilité interne naturelle du système climatique, constituent un facteur important pour déterminer les tendances climatiques à court terme à l'échelle régionale. Toutefois, lorsqu'on en calcule leur moyenne sur plusieurs décennies, et sur des échelles continentales à planétaires, les variations causées par ces oscillations s'annulent. Par conséquent, bien que les oscillations soient probablement un facteur d'intensification du réchauffement dans des régions telles que l'Arctique, elles ne peuvent pas expliquer correctement l'ampleur du réchauffement observé sur plusieurs décennies et aux échelles continentales ou de plus grande étendue.

Explication : L'atmosphère et les océans de la terre subissent constamment des oscillations qui peuvent avoir une incidence considérable sur les climats régionaux à des échelles de temps décennale et pluridécennale. Ces oscillations représentent la variabilité interne du système climatique. La plus connue d'entreelles est le cycle El Niño/La Niña, officiellement appelé l'oscillation australe El Niño. Ces oscillations, par exemple, sur une période de 20 ans, peuvent influencer considérablement la tendance des températures de surface à l'échelle régionale. Le réchauffement récent survenu en Arctique, par exemple, est probablement attribuable en partie à une variation de l'oscillation arctique (AO), qui est aussi reliée à l'oscillation nord-atlantique (NAO). De même, le réchauffement récent survenu dans le Pacifique Nord semble également avoir été influencé par un changement qui s'est produit dans une phase de l'oscillation du Pacifique pluridécennale. Toutefois, lorsqu'on fait leur moyenne dans l'hémisphère et sur des échelles de temps pluridécennales, bon nombre de ces variations naturelles s'annulent. Ainsi, le réchauffement planétaire au cours des 50 dernières années semble être principalement dû à des forçages externes du système climatique plutôt qu'à la variabilité interne du système climatique. Le caractère inhabituel du réchauffement récent, lorsqu'on le compare à la variabilité au cours du dernier millénaire, vient appuyer davantage cette conclusion.

Référence : Hegerl et coll., 2007.

C.12 Malgré le réchauffement planétaire général au cours du 20^e siècle, certaines personnes allèguent que les températures moyennes actuelles sont encore inférieures à celles qui ont prévalu pendant les périodes chaudes survenues par le passé, comme la période de réchauffement médiéval. Cela ne suggère-t-il pas que les hausses actuelles sont vraisemblablement attribuables à des causes naturelles et donc qu'elles ne seraient pas vraiment préoccupantes ?

Réponse : Tel qu'il a été souligné au point C.4, bien que le réchauffement de 0,74 ^oC observé au cours des 100 dernières années semble modeste, des comparaisons effectuées avec des reconstructions climatiques pour les siècles passés pour l'hémisphère Nord, montrent que la deuxième moitié du 20^e siècle a probablement été, au moins dans cet hémisphère, la période de 50 ans la plus chaude, à tout le moins au cours des 1300 dernières années. Cette période englobe l'intervalle couramment appelé « période de réchauffement médiéval ». De plus, des études par modèle climatique montrent qu'il est très difficile de reproduire les tendances climatiques du dernier millénaire sans tenir compte du rôle des forçages anthropiques du climat. Les spécialistes ont donc conclu que les tendances des 50 dernières années sont véritablement très significatives et qu'il est fort improbable qu'elles résultent de causes naturelles.

Explication : Les chercheurs ont recueilli indirectement de l'information sur les climats passés, à partir de divers indicateurs comme les anneaux de croissance des arbres, les carottes de glace et les coraux océaniques. Ceux-ci montrent que, du moins pour l'hémisphère Nord, la deuxième moitié du 20^e siècle a probablement été la période de 50 ans la plus chaude à tout le moins au cours des 1 300 dernières années. En outre, la décennie de 1990 a été la plus chaude. En comparaison, la période de réchauffement médiéval, qui s'est produite il y a environ mille ans, semble s'être manifestée dans les régions entourant l'Atlantique Nord, mais pas dans d'autres parties de l'hémisphère Nord. Par conséquent, les températures moyennes pour tout l'hémisphère au cours de cette période ont été plus fraîches que celles du dernier siècle (voir la figure C.4). Les indicateurs substitutifs pour l'hémisphère Sud sont actuellement trop rares pour permettre des comparaisons aussi concluantes dans cette région. Cependant, des scientifiques spécialisés en paléoclimatologie ont également effectué des approximations des températures globales en remontant davantage le temps. Les résultats obtenus portent à croire que les températures à l'apogée de l'actuelle période interglaciaire, il y a quelque 6 000 ou 8 000 ans, étaient d'environ 1 ^oC plus élevées que maintenant, et que des variations de température de cet ordre se sont produites à l'échelle de milliers d'années depuis lors. Cela suggère qu'une partie du récent réchauffement pourrait être attribuable à des causes naturelles.

Tel qu'illustré sur la figure C.4, les études avec modèles climatiques montrent que, pendant la première moitié du 20^e siècle, une grande partie du réchauffement est en fait probablement attribuable à une combinaison de l'accroissement du rayonnement solaire, de la diminution de la poussière volcanique dans l'atmosphère et de concentrations accrues des gaz à effet de serre. Cependant, au cours des 50 dernières années, l'intensité solaire n'a montré aucune tendance majeure à long terme, et de fortes éruptions volcaniques plus fréquentes ont, en moyenne, augmenté le niveau de poussière volcanique dans l'atmosphère avec le temps. Par conséquent, les effets combinés des causes naturelles de changement, en elles-mêmes, auraient dû entraîner un refroidissement pendant cette période. Au contraire, les relevés d'observation du climat révèlent un rapide réchauffement au cours des récentes décennies, qui concorde avec ce qui est attendu en raison des influences humaines. Par conséquent, même si les changements de température survenus tout au long du siècle dernier sont attribuables à une combinaison de facteurs naturels et humains, ceux qui remontent aux 50 dernières années sont très vraisemblablement attribuables en majorité à l'influence humaine.

Références : Hegerl et coll., 2007; Jansen et coll., 2007.