Aussi récemment que il y a des années 6,000 le Sahara était vert et fertile. Nous avons trouvé des preuves de grandes rivières traversant la région, bordées de colonies florissantes. Puis tout à coup les choses ont changé. Les arbres sont morts et la terre s'est asséchée. Le sol s'est envolé ou s'est transformé en sable et ces rivières n'étaient plus. En quelques siècles, le Sahara a été transformé d'une région similaire à l'Afrique du Sud moderne dans le désert que nous connaissons aujourd'hui.

Ceci est un exemple d'un «point de basculement». Il suffit de penser le climat comme une chaise. Il faut une forte poussée à la pointe sur une chaise se tenait sur quatre pieds, mais quand il est appuyé sur seulement deux jambes la poussée nécessaire devient plus petit. En effet, si l'inclinaison devient suffisamment grande, elle va basculer par elle-même.

Aujourd'hui, la tendance au changement climatique augmente - et nous savons qu'elle pourrait soudainement basculer, car notre planète a déjà connu plusieurs changements abrupts entre différents états. Avec ce qui est arrivé au Sahara, il y a aussi les bascules entre les périodes glaciaires et les conditions modérées qui se sont produites toutes les années 1,000, avant que les choses ne s'installent 10,000 il y a des années.

L'idée que le réchauffement climatique pourrait déstabiliser de nombreux systèmes climatiques et provoquer des transitions abruptes a été explorée dans le film The Day After Tomorrow, Dans lequel la fonte des plateaux de glace ont provoqué une inversion soudaine des courants de l'Atlantique - et une catastrophe dans le monde entier.

L'idée des points de basculement climatique a été explorée plus rigoureusement par une équipe de scientifiques dirigée par moi-même pour une étude récemment publiée en la revue PNAS. Nous avons examiné toutes les simulations effectuées par les modèles climatiques 37 qui avaient été utilisés pour informer le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) - ainsi que leurs simulations historiques et pré-industrielles. Cela nous a donné une quantité gigantesque de données: autour de 10¹⁵ octets répartis sur plusieurs serveurs informatiques dans le monde entier.

Nous avons détecté des cas de changement brutal 37, répartis sur trois scénarios différents de changement climatique. Ceux-ci incluent l'Arctique devenant libre de glace même en hiver, la forêt tropicale d'Amazone mourant et la disparition totale de neige et de couverture de glace sur le plateau tibétain.

Il y a une chance 30% qu'au moins un de ces points de basculement soit franchi au cours des prochaines années 200. Cela augmente à 50% dans le scénario de réchauffement le plus agressif. Cependant, la probabilité de traverser un point de basculement individuel est beaucoup plus faible, seulement quelques points de pourcentage. Ainsi, l'Himalaya conservera probablement encore au moins une partie de leurs glaciers. Vous devriez toujours pouvoir vous tenir au pôle Nord en janvier. Mais, pris ensemble, il y a une chance décente que quelque chose de majeur se produise.

L’une des conclusions les plus importantes est que 18 changements brusques sur 37 sont susceptibles de se produire lorsque la température mondiale augmente de 2 ? ou moins, souvent présenté comme un niveau supérieur de réchauffement climatique « sûr ». Nos résultats impliquent qu’il n’existe aucune fenêtre de réchauffement climatique « sûre » ni aucun seuil séparant un changement climatique sûr et dangereux. Tous les 0.5 ? l’augmentation de la température est tout aussi dangereuse.

Points de basculement que nous pourrions atteindre

Bon nombre des points de basculement que nous avons trouvés s'appliquent à la circulation de la glace de mer et de l'océan. Comme l'eau de mer réfléchit moins la lumière du soleil que la glace - et absorbe plus de chaleur - la disparition de la glace de mer signifie un réchauffement local supplémentaire, qui à son tour entraîne une fonte de la glace de mer. Ce processus peut rapidement amplifier l'effet du réchauffement climatique. La plupart des modèles climatiques simulent une disparition soudaine de toute la glace de mer d'été dans l'Arctique un point ce siècle.

Parfois, les modèles prédisent que le processus inverse se produira, avec la formation de glace de mer dans les régions qui étaient auparavant des eaux libres. Par exemple, l'eau qui s'écoule des calottes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique, combinée à l'augmentation des précipitations et à la fonte de la glace de mer, peut rendre les eaux de surface plus fraîches et plus légères qu'à l'habitude. Dans l'extrême nord de l'Atlantique, cela empêcherait le mélange entre l'eau de surface plus froide et la chaleur de l'océan profond qui prend généralement lieu dans la région. Avec la chaleur restante dans les profondeurs océaniques, le refroidissement résultant serait plus répandue - un modèle prédit que par 2060 la mer Baltique pourrait presque entièrement geler chaque hiver.

L'effondrement du courant atlantique rendrait l'Europe du Nord très froide. La carte montre la différence de température potentielle entre les moyennes 2080-2100 et 1850-1900 simulées par le modèle FIO-ESM. Sybren Drijfhout, Auteur fourniDans deux scénarios de ce processus est associé à un effondrement de la circulation de l'Atlantique qui apporte de l'eau chaude de l'hémisphère sud à mers froides autour du Groenland où il coule. Un effondrement de tout naufrage ferme cette circulation vers le bas.

C'est le scénario Le lendemain après-demain. J'ai récemment écrit un article séparé analysant les effets possibles d'un tel effondrement dans les courants océaniques - C'est plus plausible que vous ne le pensez et cela conduirait vraiment au refroidissement global. En fait, en fonction des niveaux d'émission continus, les effets pourraient même l'emporter sur le réchauffement climatique pendant des décennies à un siècle, en particulier dans l'hémisphère Nord.

De telles transitions soudaines sont plus rares sur terre, mais certains modèles prédisent qu'un 2.5 ? Le réchauffement pourrait entraîner la disparition de la forêt amazonienne d’ici 200 ans. Les forêts contiennent beaucoup d’humidité et l’évaporation maintient le climat local au frais. Si les arbres commencent à mourir, la région deviendra plus chaude et plus sèche, ce qui tuera davantage d’arbres.

La plupart des modèles climatiques font encore même pas facteur dans la façon dont la végétation répondra aux changements climatiques - et des améliorations à cet égard serait probablement conduire à des prédictions plus de «points de basculement» terrestres. De même, l'effondrement de la calotte glaciaire et le carbone et la libération de méthane à partir du pergélisol de dégel pourrait également conduire à des transitions brusques, mais ne sont pas encore inclus dans les modèles climatiques.

Pour ces raisons, mes collègues et moi-même pensons que la liste des changements brusques que nous avons constatés se situe en réalité à l’extrémité inférieure de ce qui pourrait se produire dans la réalité. Le changement climatique dangereux ne se limite pas à 2 ? réchauffement climatique ou plus – pour éviter les mauvaises surprises, nous devrions le limiter autant que possible.

A propos de l'auteur

Sybren Drijfhout, Professeur en océanographie physique et physique du climat, Université de Southampton. les principaux intérêts de la recherche tournent autour du rôle de l'océan dans le changement climatique, et vice versa, de l'impact du changement climatique sur l'océan, en particulier de la stabilité de la circulation méridienne atlantique et du changement climatique brutal.

Cet article a été publié initialement le The Conversation. Lis le article original.

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