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Billet de blog 14 août 2020

Réchauffement climatique : deux degrés, sinon rien

« On raconte d’un roi qu’il essayait de dire au flot : tu n’iras pas plus loin ; mais ce décret n’était pas motivé convenablement » (Alain, Mars ou la guerre jugée, XXVII)

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Par MD (mise à jour d’un article publié le 27 novembre 2017)

1/ Introduction.
La convention cadre des Nations unies sur les changements climatiques (UNFCCC) organise depuis un quart de siècle des conférences intergouvernementales dites « COP » ou conférences des parties. Les COP ont défini explicitement un « objectif » de limitation de la température globale de la planète par rapport à une température de référence. Cette augmentation jugée tolérable de la température a été unanimement fixée à +2°C au-dessus de celle d’une certaine époque dite « pré-industrielle ». L’objectif avait été réaffirmé lors de la COP-21 tenue à Paris en décembre 2015, avec même une insistance pour rester bien au-dessous (« well below ») de +2°C et si possible tendre vers +1,5°C d’augmentation. D’où vient ce chiffre devenu emblématique voire magique ?


Changement passé et projeté de la température moyenne mondiale, par rapport à la moyenne de 1880-1884. La courbe continue jusqu’à 1970 est la température réelle. Les courbes à partir de 1970 sont des projections utilisant 1970 comme base et ajoutant l’augmentation estimée due au dioxyde de carbone. La relation supposée est que la température réagit comme une fonction linéaire du logarithme de la concentration de dioxyde de carbone, avec un doublement du dioxyde de carbone conduisant à une augmentation de 2 ° C de la température.

Pour le amateurs de mathématiques, cette expression peut être exprimée le plus simplement possible en logarithme de base 2 (log binaire). Soit T température, S Sensibilité, C concentration, on a T2-T1 = S Log²(C2/C1). Si S=2 et C2=C1x2 (doublement) on a bien T2-T1=2°C

2/ La révélation.
On peut attribuer la primeur à l’économiste William Nordhaus. Dans les années 1970, il s’était intéressé aux aspects économiques et financiers des problèmes énergétiques, et par extension à la question de l’influence du CO2 sur la température globale et à différents scénarios permettant de contenir les émissions anthropiques. Dans une étude de janvier 1977, on trouve ainsi ce graphique fondamental de l’évolution de la température globale entre 1900 et 2080.
La courbe prévisionnelle (période 1970-2080) est figurée en tiretés. Elle est basée sur l’hypothèse que la température augmente en fonction de la concentration en CO2. La relation entre ces deux grandeurs (dite « sensibilité climatique ») est réputée logarithmique et telle que chaque doublement de la concentration en COentraînerait une augmentation de température de 2°C.L’échelle temporelle des abscisses repose sur une seconde hypothèse, à savoir l’évolution de la concentration en CO2 en fonction du temps.
Les trois repères horizontaux le long de la courbe correspondent à trois augmentations rondes de la concentration en CO2 (en %) par rapport à celle de 1970 et aux trois températures associées (les années sont approximatives).

Ainsi les 2°C fatidiques au-dessus de la base 1880-1884 seraient atteints avant 2040, disons vers 2035.
La courbe historique (jusqu’en 1970) est la reprise simplifiée d’un graphique tiré de « Climatic history and the future » par Hubert Horace Lamb, historien du climat et fondateur du Climate research unit (CRU). On y voit qu’en 1970 la température globale (« whole Earth ») était environ 0,2°C au-dessus de la référence quinquennale 1880-1884 comme rappelé dans le tableau précédent.

La droite d’ordonnée 2°C  est censée représenter la limite supérieure des températures observées depuis « 100 000 ans » c’est à dire à l’échelle de l’histoire humaine. Cette valeur de 2°C est explicitement définie comme une limite qu’il ne serait pas raisonnable de dépasser. Elle serait atteinte vers  l’année 2035, peu avant le doublement de la concentration en CO2 par rapport à celle de 1970.
L’essentiel du propos de W.Nordhaus était technico-économique. Il voulait vérifier comment il était possible d’agir sur les émissions anthropiques de CO2 de façon à éviter que les températures à venir excèdent certaines valeurs, réputées inconnues à ce jour dans l’histoire humaine et éventuellement dangereuses.

3/ La traversée du désert.
Le travail de W.Nordhaus était une synthèse basée sur les connaissances des années 70. Il est d’ailleurs bon de rappeler qu’à l’époque, la crainte dominante était l’apparition d’un nouvel âge glaciaire, vue l’allure plongeante de la courbe entre 1940 et 1970. H.H.Lamb lui-même avait publié dans le Courrier de l’Unesco (août-septembre 1973) un article intitulé « La terre se refroidit depuis 30 ans ». L’idée d’un réchauffement futur existait mais n’était pas majoritaire parmi les hommes de science.
A partir des années 1980, la question climatique avait pris de plus en plus d’importance, et un certain réchauffement qui commençait en effet à se manifester, devenait un sujet de préoccupation : le GIEC (IPCC) avait été créé en 1988, mais la référence explicite à une valeur de +2°C ne semble pas avoir figuré dans les nombreuses productions d’alors. Par exemple, le célèbre rapport Brundtland (mars 1987) pourtant fertile en annonces catastrophistes, n’en parle pas.

4/ Les apparitions.
Une nouvelle apparition des 2°C figure dans un document de 1990 d’un certain « Advisory group on greenhouse gases » (AGGG) sous le titre « Targets and indicators of climate science » par F.R.Rijsberman et R.J.Swart, Stockholm environment institute. On y trouve de très nombreux indicateurs, dont en page 8/185 un diagramme évocateur :Les auteurs n’y vont pas de main morte : au-delà de +2°C, on court à des catastrophes en tous genres ; ce « seuil » est censé être atteint pour « 400 à 500 ppm équivalent CO2 ».
La convention cadre des Nations unies sur les changements climatiques (UNFCCC), avait été adoptée au Sommet de la terre de Rio de Janeiro en 1992. Elle a pour organe suprême la « conférence des parties » (COP). L’article 2 de cette convention indique seulement que l’objectif ultime est la stabilisation des concentrations de gaz à effet de serre à un niveau qui évite des interférences dangereuses avec le climat, sans autres précisions.
La préparation de la COP-1 de Berlin. En vue de la première COP qui devait se tenir à Berlin en décembre 1995, le German advisory council on global change (WBGU en allemand), avait produit une étude parue en mars 1995 : « Scenario for the derivation of global CO2 reduction targets and implementation strategies ». La question des températures est abordée en page 12/45 et dans l’annexe, pages 26-27/45 « A tolerable temperature window ». Le principe est celui de la « preservation of Creation » (noter la majuscule). Cette « fenêtre » découle des températures moyennes au cours de l’holocène, soit entre 10,4±0,5°C (Würm, dernier âge glaciaire) et 16,1±0,5°C (Eemien, dernier maximum interglaciaire) ce qui donne une amplitude de 9,9°C à 16,6°C. Par rapport à 15,3°C (en 1995), il ne nous resterait plus que 1,3°C pour atteindre le maximum tolérable. Au-delà de cette valeur, on peut craindre des changements « dramatiques » dans les écosystèmes. Le document n’en dit pas plus. En fait, la COP-1 ne fera pas usage de ces résultats.
Conseil de l’Union européenne. La première mention vraiment officielle apparaît dans le document du Conseil (juin1996, 8518/96) : « Stratégie communautaire en matière de changement climatique ».
(…) 6. Compte tenu  des risques graves liés à une hausse de température de cette ampleur et en particulier de la rapidité de cette hausse, le Conseil estime que les températures moyennes  de la  planète  ne devraient  pas dépasser de plus de 2 degrés le niveau pré-industriel et que, par conséquent, les efforts de limitation et  de réduction au niveau  mondial devraient viser des niveaux de  concentration inférieurs à 550 ppm de CO2.(…).
International climate change taskforce (ICCT), janvier 2005. « 1. A long term climate objective ». l’ICCT déplore que, dix ans après l’entrée en vigueur de l’UNFCCC, l’objectif reste vague (« undefined »), c’est pourquoi il «propose a long-term objective of preventing average global surface temperature from rising by more than 2°C (3.6°F) above its pre-industrial level (taken as the level in 1750, when carbon dioxide (CO2) concentrations first began to rise appreciably as a result of human activities) » (noter la date de 1750). Au-delà, l’ICCT promet des phénomènes véritablement apocalyptiques.
G8, juin 2009 à l’Aquila (tenu en Italie par solidarité à la suite d’un séisme). Extrait du communiqué (§65) : « nous reconnaissons que (…) l’augmentation de la température globale par rapport au niveau pré-industriel ne devrait pas excéder 2°C (…) ».
COP-15 de Copenhague (du 7 au 19 décembre 2009). L’accord de Copenhague stipule notamment : « (…) nous entendons, compte tenu de l’opinion scientifique selon laquelle la hausse de la température mondiale devrait être limitée à 2 °C, renforcer notre action concertée à long terme (…) comme l’a établi le quatrième rapport d’évaluation du GIEC, en vue de réduire ces émissions pour que la hausse de la température de la planète reste inférieure à 2 °C (…). » Il est aussi préconisé de procéder à « une évaluation d’ici à 2015 » et « d’envisager de renforcer l’objectif à long terme (…) en particulier une hausse des températures de 1,5 °C ». On rappellera que Copenhague a été généralement considéré comme un échec, du fait notamment de l’absence de référence chiffrée aux gaz à effet de serre et de bien d’autres griefs. Mais elle n’en a pas moins servi de référence aux COP suivantes.
COP-21 de Paris en décembre 2015. L’accord de Paris a marqué la véritable consécration internationale des fameux  « 2°C ». Cette référence est maintenant devenue une sorte de constante universelle.
Apothéose : W. Nordhaus s’est vu décerner en 2018 le « prix Nobel » d’économie pour ses travaux sur le climat et l’énergie.

5/ Les mystères.
Derrière cette simplicité apparente subsistent des ambiguïtés.
– Que retenir comme série de référence de la température globale ?
– Comment appréciera-t-on le niveau atteint ? Une année isolée ou la moyenne mobile sur 5 ans ?
– Quelle est au juste cette fameuse période « pré-industrielle » par rapport à laquelle tout se joue et qui diffère selon les sources ?1750, 1850, 1880-1884, 1900, ou autres. Quelle date origine et quelle durée d’observation faut-il prendre en compte ?
– Que sait-on vraiment de la température globale pendant les périodes anciennes, sachant que les séries longues de températures sont incertaines et concernent essentiellement les terres émergées de l’hémisphère nord ?
-Etc.

En définitive, ces « 2°C » restent comme un étrange objet mal identifié, que les scientifiques et les politiques se renvoient mutuellement depuis plus de trente ans. W.Nordhaus, qui a certainement de l’humour, pourrait paraphraser une réplique célèbre : « J’ai laissé tomber ce chiffre… Ramassez » (Hernani, acte II, scène 1, adaptation libre…).

6/ L’exégèse.
Nous sommes en 2020. Plus de quarante ans ont passé et il n’est pas inutile de confronter les pronostics avec les réalités. Par rapport à l’année 1970, le graphique de W.Nordhaus prévoyait en 2020 une augmentation de 50% de la concentration en CO2 d’où une augmentation d’environ 1,2°C de la température globale (avec la sensibilité climatique égale à 2 comme il est explicitement précisé). Quelles sont les réalités ?
La concentration en COest mesurée par NOAA à Mauna Loa depuis 1958.

Comme l’indique le graphique ci-dessous, en 1970, elle était de 325 ppm ; en 2020, elle est de 415 ppm soit une augmentation de 28%.

La température globale est l’indicateur Hadcrut4 du Hadley Center. Le graphique ci-dessous représente les températures mensuelles relatives, et la moyenne mobile sur 5 ans selon la préconisation de H.H. Lamb et W. Nordhaus.

La courbe représentée ici commence avec la moyenne mobile 1880-1884. (Attention, le zéro du graphique correspond à la période trentenaire 1961-1990). Entre 1970 et 2020, la température globale a augmenté de 0,8°C.

On le voit mieux sur le grossissement suivant.

En conclusion, W. Nordhaus avait considérablement surestimé la croissance future de la concentration en CO2 et de la température en leur conférant une allure quasi-exponentielle. Ce travers était courant chez les prévisionnistes de l’époque. On en a connu bien d’autres exemples dans bien d’autres domaines. Tous ne sont pas encore guéris de cette fâcheuse habitude. Au vu des courbes précédentes, il semble que les fameux « 2 degrés », que W.Nordhaus supposait atteints vers 2035, doivent encore attendre quelques années de plus. Mais ceci est une autre histoire, de même que la relation causale supposée entre CO2 et température. Chaque chose en son temps.

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