Effet retard du CO2

Une question bête : j’ai vu à plusieurs reprises (notamment dans des conférences de JMJ) qu’il y avait un effet retard avec le CO2 émis, et que le climat des 20 prochaines années était quasiment acquis, même si on arrêtait totalement d’émettre des GES dès demain.
Quelqu’un sait-il à quoi est dû cet effet ? J’ai en tête que le CO2 émis à un endroit donné met quelques mois à se répartir de manière plus ou moins homogène dans l’atmosphère : à quoi est lié cet effet retard ?

Salut, je suis tombé sur un commentaire de la part de Rodolphe le Réveilleur qui parlait de ça justement, je fais un copier-coller et si ça t’intéresse tu pourras lire le reste de la discussion sur ce lien : https://www.youtube.com/watch?v=mj9Fma0dRoE&t=39s
son commentaire est en tête de liste.

Merci Gilles pour cette vidéo, je vais juste revenir sur un point parce que j’ai l’impression que c’est une idée reçue qui est en train de s’installer :). 10:22 Tu dis « Les effets des gaz à effet de serre émis aujourd’hui ne se voient que 20 ans plus tard. » C’est pas tout à fait ça. Un gaz à effet de serre que tu émets aujourd’hui a un impact immédiat sur le climat (il va bloquer davantage de chaleur au niveau de la surface terrestre) mais il faut du temps pour que cette chaleur s’accumule et que la température globale grimpe jusqu’à une nouvelle température d’équilibre. C’est un peu comme avoir 18°C chez soi et tourner le thermostat à 20°C. Si il faut 3 heures pour que la température de mon appartement atteigne 20°C, les radiateurs se sont quand même mis à chauffer dès que j’ai tourné le thermostat. ==> Une molécule de CO2 émis vers l’atmosphère a immédiatement un effet mais il faut plusieurs décennies avant de voir la totalité de cet effet. Le réchauffement de 2021 est la conséquence des émissions de gaz à effet de serre des décennies précédentes, y compris celles de 2020. (D’ailleurs, un décalage de 20 ans serait illogique vu que le méthane a une durée de vie dans l’atmosphère inférieure à 20 ans).

Y a pas de question bête :wink:

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Mais ducoup je comprends pas pourquoi le climat des 20 prochaines années est fixé si on rajoute beaucoup de GES ça va beaucoup plus chauffer que si on arrête…
C’est pourtant ce qu’on voit sur les scénarios du giec les courbes se confondent pour les 20 prochaines années pour les scénarios d’émissions de CO2…

De ce que je me rappelle il y a déjà « naturellement » beaucoup de CO2 dans l’atmosphère pour avoir les conditions de climat « pré-industrielles » (des derniers milliers d’années à 1800 quoi), sinon il ferait beaucoup trop froid.
Du coup la part due à l’homme n’est que de qq pourcents du total… mais pour autant cela à un impact sur les « quelques petits degrés » qui apparaissent. Je pense que du coup il faudrait polluer énormément plus d’un coup (ou énormément moins) pour que l’impact sur la quantité de CO2 soit significatif.

Comme, le CO2 reste longtemps actif (100 ans après il en reste encore 40%), le CO2 qui va impacter l’effet de serre dans 20 ans par exemple sera celui provoqué par ce qui aura été émis sur les 20 prochaines années mais aussi par tout ce qui a été émis dans le siècle passé et même plus. Ce qu’on vient d’émettre ces 20 dernières années notamment aura quasiment toujours le même effet et c’est le CO2 émis au 19ème siècle qui aura moins d’impact… mais on en émettait beaucoup moins à l’époque.

https://www.theshiftdataportal.org/climate/ghg?chart-type=line&chart-types=line&chart-types=ranking&emissions-unit=MtCO2eq&group-names=World&is-range=true&source=PIK&sectors=Energy&sectors=Agriculture&sectors=Industry%20and%20Construction&sectors=Waste&sectors=Other%20Sectors&dimension=total&end=2016&start=1850&multi=true

Je crois qu’il faut aussi ensuite complexifier l’explication avec des phénomènes d’inerties sur les changement d’état et le réchauffement des océans notamment qui font que les phénomènes sont lents à s’appliquer mais là il faudrait que je révise (il y a aussi des phénomènes de rétroactions positives et négatives qui viennent amplifier certains phénomènes dans le temps ou parfois les réduire : de mémoire par exemple l’absorption du CO2 par l’océan diminue avec l’élévation de température et donc il y a plus de CO2 qui reste dans l’air, donc l’océan se réchauffe plus, donc…mais ça prend du temps)

Donc en gros, même avec des modifications extrêmement radicales des émissions, la quantité totale de CO2 dans l’air ne va pas beaucoup évoluer et de toute façon l’impact du CO2 sur le climat prend du temps (pas uniquement le temps pour le CO2 de se répartir dans l’air).

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je tente une explication plus simple même si je suis pas un expert de la question.
j’ai envie de dire que 20 ans c’est un peu pour se faire une idée approximative.
Imaginons une voiture qui roule à 100 m par seconde (360km/h mais on s’en fout) et qui est en accélération. En gros on dit que dans 20 secondes elle aura parcouru environ 2000m quoi qu’on fasse même s’il y aura déjà une différence si on accélère encore plus, si on accélère pareil, si on accélère un peu moins ou si on accélère plus du tout voire qu’on freine un peu (les 4 scénarios du GIEC). On voit une différence plus nette sur la distance parcourue au bout de 80 secondes (ou années pour le climat).

De ce que j’en sais il n’est pas vraiment possible de freiner car les principales façons d’éliminer du CO2 de l’atmosphère c’est d’augmenter la taille du réservoir que sont les puits de carbone de biomasse comme les forêts mais ce n’est pas une solution définitive si elles ne sont pas maintenues (mais une petite partie se sedimente), ou bien d’attendre l’effet de l’érosion des silicates qui capte du CO2 et finit par se sédimenter mais on peut pas vraiment agir là-dessus. Et puis on peut le faire artificiellement avec des machines qui consomment beaucoup d’énergie.

Le plus simple reste d’accélérer moins pour aller moins loin dans le réchauffement, mais même si on arrête d’un coup d’accélérer dans 10 secondes on sera environ à la même distance que si on accélère encore plus et on gagnera encore de la vitesse et dans 20 secondes on commencera à ne plus gagner de vitesse c’est environ à partir de ce moment là qu’on commencera à perdre de la vitesse.

Voilà pour la comparaison :slightly_smiling_face: le climat dépend d’un peu plus de paramètres qu’une voiture de course mais par tant que ça non plus, il faut regarder les vidéos du reveilleur.

Je tente des ajout complémentaires partiellement redondant.

Sur le mécanismes de bases (voir la vidéo du réveilleur sur le bilan radiatif pour une explication très pédagogique, et bien plus précise)

  • les variations de CO2 mettent la terre en déséquilibre thermodynamique: la terre renvoie moins d’énergie par unité de temps (puissance) dans l’espace qu’elle en reçoit du soleil,
  • le rééquilibrage ce fait (grosso modo) comme suit: les GES absorbent une proportion plus importante des rayonnements traversant l’atmosphère, ce qui réchauffe l’atmosphère, ce qui réchauffe l’ensemble de la terre, ce qui augmente le rayonnement « de corps noir » associe a tout objet en fonction de sa température (exemple: le métal qui rougeoie quand il est chauffe voit ces rayons de faible énergie, émis dans l’infrarouge, passer en plus haute énergie, dans le visible). Quand la terre a atteint un température globale de façon a ce que le rayonnent de corps noir rééquilibre la balance thermodynamique, elle rejette a nouveau autant de puissance (lumineuse) qu’elle en absorbe, c’est ce rééquilibrage qui prend un certain temps, après que l’on ait introduit une quantité supplémentaire de CO2 a un instant donné, d’où un effet de « retard ».
  • ce raisonnement sur ce retour a l’état d’équilibre est une simplification qui permet de comprendre vers quoi tend le système, et pourquoi il y a un délai entre l’introduction de CO2 supplémentaire et changement de température. En réalité, il y a des variations permanentes qui mettent la terre légèrement hors équilibre, notamment de la distance terre-soleil, et l’activité humaine… De plus, la terre est un ensemble de masses aux volumes et capacités calorifiques, et donc constantes de temps disparates. Exemple: le GIEC n’identifie pas de variations de température anthropogeniques claires dans l’océan profond, contrairement a l’atmosphère et la surface des mers. Donc les variations que l’on observe sur quelques dizaines d’années correspondent probablement a la réaction de la partie la plus rapide du système, et l’état d’équilibre final hypothétique n’est « atteint » que des centaines d’années plus tard.
Note a ce sujet

Cela peut justifier notamment l’usage de la capture capture carbone afin de diminuer la température atmosphérique avant quelle ne « réveille la bête » de profondeurs: méthane piégé au fond des océans.

Sur la difficulté de voir une différence entre trajectoires sur 20 ans.
Comme dit par d’autres: difficile de voir les différences entre scenarios car la période d’observation est trop courte pour voir un changement subtile de trajectoire se distinguer de la variabilité introduite dans les modèles. Comme les modèles ne correspondent pas a un changement discontinu de concentration CO2, mais un changement de la pente de cette concentration, les différences entre scenarios vont probablement se manifester au niveau non pas de la pente du graphe T(t), mais de la courbure de celui-ci (il faudrait écrire quelques équations pour vérifier…). Le changement de stratégie influence donc la dérivée seconde, pas la dérivée première, et ses différences ont tendance a générer non pas des droites mais des arcs de parabole différents. Toutes ces paraboles ont la même pente au début, d’où la difficulté de les différencier a court terme.
Ci-dessous une illustration « jouet » avec des paraboles partant du point initial (2,2)

c’est difficile à comprendre comme concept, j’ai du mal aussi à vraiment comprendre cet effet retard.

Valérie Masson Delmotte, co-présidente du groupe no 1 du GIEC depuis 2015 et membre du Haut Conseil Pour le Climat comme Jean-Marc Jancovici le contredit sur un point qu’il répète souvent :

Si j’arrête les émissions demain matin, de toutes façons, la planète se réchauffera de 1.5°C

Valérie Masson Delmotte au contraire dit, dans la Méthode Scientifique sur France Culture, à la 50ème minute:

Si on arrêtait tout demain, le climat changerait très peu. Le réchauffement à venir dépend des émissions à venir

Source:

Je suis assez étonné par cette affirmation. Ici on ne parle pas de météo mais de climat. Chacun sait (?) que l’évolution du climat ça se constate sur des dizaines d’années. Quand on regarde l’évolution du nombre de ppm de CO2 dans l’atmosphère qui est linéaire depuis 1960 on constate que les effets du RC ne sont pas linéaires, mais augmentent beaucoup plus vite.

Il faudrait voir dans les détails (constantes de temps en jeu). Voici comment j’interprète sa phrase:
L’augmentation de température qui équilibrerait le bilan radiatif avec notre quantité de CO2 actuelle est en ordre de grandeur négligeable comparée à l’augmentation déjà achevée due aux émissions passées cumulées depuis l’ère préindustrielle.

V Masson-Delmotte a publié sur des sujets vraiment en lien il me semble, donc c’est à prendre au sérieux en principe.

J’ai commencé a chercher les publications sur le sujet.

Voici d’abord une publication qui abonde dans son sens: constante de temps de 5 ans, qui suggère que l’évolution des températures se fait en quasi équilibre radiatif. Cependant, pour cette estimation ils utilisent une approche statistique que j’imaginerai pas forcement très fiable pour ces données (autocorrelation)…

The short time constant implies that GMST is in near equilibrium with applied forcings and hence that net climate forcing over the twentieth century can be obtained from the observed temperature increase over this period

Et puis voici un commentaire sur l’article précedent qui le contredit fortement, en disant que ça va a l’encontre de la plupart de la littérature.

Cette littérature est vielle de dix ans, il faudrait trouver le consensus actuel.

J’ai envoyé un message sur linkedIn à JMJ et il me répond ceci

image

En moyenne mondiale, aujourd’hui nous sommes déjà à +1.1°C

Donc il pense que si on arrête tout demain matin, on aura quand même +0,4°C de plus

Du news sur ce sujet

Des recherches récentes montrent que l’arrêt des émissions de gaz à effet de serre permettra de rompre le cercle vicieux du réchauffement des températures, de la fonte des glaces, des incendies et de l’élévation du niveau des mers plus rapidement que prévu il y a quelques années à peine.

Il y a moins de réchauffement dans le pipeline que ce que nous pensions, a déclaré Joeri Rogelj, climatologue à l’Imperial College (Londres) et auteur principal de la prochaine grande évaluation climatique du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat.

« Nous pensons que si nous réduisons le CO2 à zéro, le réchauffement se stabilisera. Le climat se stabilisera en une ou deux décennies », a-t-il déclaré. « Il n’y aura que très peu ou pas de réchauffement supplémentaire. Notre meilleure estimation est de zéro. »

L’idée répandue que des décennies, voire des siècles, de réchauffement supplémentaire sont déjà intégrés dans le système, comme le suggéraient les précédents rapports du GIEC, était basée sur « une malheureuse incompréhension des expériences faites avec des modèles climatiques qui n’ont jamais supposé des émissions nulles ».

Ces modèles supposaient que les concentrations de gaz à effet de serre dans l’atmosphère resteraient constantes, qu’il faudrait des siècles avant qu’elles ne diminuent, a déclaré Michael Mann, climatologue de Penn State, qui a discuté du consensus changeant en octobre dernier lors d’un segment de 60 minutes sur CBS.

L’idée selon laquelle le réchauffement climatique pourrait s’arrêter relativement rapidement après que les émissions soient tombées à zéro a été décrite comme une « nouvelle compréhension scientifique qui change la donne » par Covering Climate Now, une collaboration d’organismes de presse couvrant le climat.

« C’est vraiment vrai », a-t-il déclaré. « C’est un changement radical de paradigme qui a été perdu pour beaucoup de ceux qui couvrent cette question, peut-être parce qu’elle n’a pas été bien expliquée par la communauté scientifique. C’est un développement important qui est encore sous-estimé », a-t-il déclaré. « C’est certainement le consensus scientifique maintenant que le réchauffement se stabilise rapidement, en 10 ans, de sorte que les émissions deviennent nulles », a-t-il dit.

Source:

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@Fred, intéressant! C’est en accord avec ce que dit Valérie Masson Delmotte. Cela dit l’article ne donne malheureusement pas de publication scientifique associée sur le sujet et entretient une certaine confusion entre diminution rapide de concertation de GES dans l’atmosphère (je serais surpris qu’on découvre ça…) et stabilisation rapide de la température.

Honnêtement, ces articles (incluant l’article de cjr.org qui est repris) sont plutôt mal écrits, dans la sens ou ils déforment les propose des scientifiques sur le mode sensationnaliste.
Exemple:

In short, this game-changing new scientific understanding suggests that humanity can turn down the heat almost immediately by slashing heat-trapping emissions.

Clairement ça n’est pas ce qui est dit par les scientifiquesjexplicitement (en me fiant aux citations) : la température se stabilise mais ne redescend pas a court terme…

Maintenant il y a cette phrase attribuée a Michael Mann qui est mystérieuse pour moi, apparemment il l’aurait prononcée dans l’interview originale

Still, geophysicist Michael Mann told us warming can be stopped. Oceans and forests would begin to absorb excess carbon in a matter of years if emissions, principally from coal-fired power plants, are reduced close to zero.

Donc, le CO2 serait il absorbe jusqu’à decroitre (qu’est ce qu’ils appellent « excess carbon ») ?

Mais du coup les GES seraient absorbés ou resteraient à niveau constant et continueraient à provoquer méga feux et fonte des glaces? Pas clair