Deux degrés, sinon rien

Par MD

« 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)

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 ?

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.
image001La 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 CO2 entraînerait une augmentation de température de 2°C.image002L’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).TableauAinsi 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.image003La 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 :image004Les 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 CO2 est 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%.image005La 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.image006On le voit mieux sur le grossissement suivant.image007
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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40 réflexions au sujet de « Deux degrés, sinon rien »

  1. Merci pour les éclairages donnés sur ce site. Merci à son courageux fondateur et animateur. Cela change des âneries débitées au kilomètre dans les « grands medias » et donne du grain à moudre à qui veut bien se donner la peine de réfléchir.
    NB: Schellenberger, « Apocalypse Never » excellentissime !

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  2. Nordhaus a sans doute surestimé la croissance du CO2. Par contre, une augmentation de température de 0,8 degrés suite à une augmentation de la concentration de CO2 de 325 à 415 ppm permet de donner une estimation de la sensibilité climatique : on obtient 2,26 degrés pour chaque doublement de concentration, ce qui n’est pas rassurant.

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      • @paul aubrin, je suis d’accord avec vous que l’idée que le CO2 soit le seul bouton de contrôle de la température globale est manifestement fausse sur des échelles de temps géologiques, comme le graphique que vous joignez le montre bien. Par contre, à l’échelle de quelques décennies, caractérisées par une augmentation considérable de la concentration de C02, cela se discute ; et c’est tout le problème auquel on est confrontés.

        En tout cas, le sens de ma remarque était qu’on ne peut pas dire, comme le laisse entendre la conclusion de l’article, que la confrontation de la réalité aux pronostics de Nordhaus invalide ces derniers. Au contraire, la réalité (+90 ppm de CO2, +0,8°C, avec une croissance plutôt régulière de l’anomalie de température) est non seulement tout à fait compatible avec le modèle extrêmement simpliste de Nordhaus, mais suggère même une sensibilité climatique un peu plus élevée.

        Bien sûr, je ne dis pas que cela prouve que le CO2 est la seule cause de la montée récente des températures ou même la cause principale…cela reste incertain à mon sens (et encore plus l’évolution future du climat, qui est ce qui nous intéresse le plus). Mais cela ne prouve certainement pas le contraire ! Les observations dont nous disposons jusqu’à présent sont tout à fait compatibles avec une sensibilité climatique autour de 2 degrés.

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      • Toujours la question de la poule et de l’œuf, le CO2 croît à cause de la température ou l’inverse ? Ou encore autre cause(s) …

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      • Optimiste à dit : «Les observations dont nous disposons jusqu’à présent sont tout à fait compatibles avec une sensibilité climatique autour de 2 degrés.»

        La sensibilité climatique est définie comme l’augmentation de température qui se produirait en cas de doublement de la concentration de CO2 atmosphérique si tout un tas d’autres conditions (irréalisables) étaient satisfaites. Il est hors de question de pouvoir mettre au point une mesure « expérimentale » de ce paramètre. Cela explique peut-être pourquoi les estimations sont toujours aussi grossièrement incertaines qu’il y a un siècle, ce qui est un comble pour une science supposée bien établie (settled).

        Les évaluations varient d’à peu près zéro à des valeurs assez grandes (8°C ou plus) parfaitement hypothétiques. Mon estimation préférée est celle de Curry et Lewis : ECS ~ 1,75°C, TCR ~ 1,35°C.
        A ces valeurs là, le réchauffement climatique est et restera bénéfique. L’urgence climatique est une hystérie collective.
        On voit bien que sur le long terme le CO₂ n’est pas le bouton de thermostat de l’atmosphère. Et à court terme, on observe plutôt une influence des températures sur l’évolution des concentrations de CO₂ que le contraire.

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    • Pour Optimiste. Vous avez obtenu 20/20, félicitations. Mais entrons pour un instant dans ce jeu mathématique à titre de divertissement de l’été. Supposons que la sensibilité climatique se maintienne à S=2,26. Pour atteindre les 2°C au-dessus du « préindustriel », soit 1°C de plus qu’en 2020, on peut vérifier que la concentration en CO2 doit passer de 415 à 565 ppm, soit +150 ppm. Au rythme observé actuel de +2,5 ppm par an, il faudra donc 150/2,5 = 60 ans, ce qui nous amène à l’année 2080. (je ne crois pas avoir commis d’erreur de calcul).
      Cordialement
      Michel
      NB Par hasard, 565 ppm correspondrait sensiblement au double de la concentration en CO2 de l’époque pré-industrielle, couramment estimée à 280 ppm. Amusant, non ?

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      • @MD, Oui…et alors? Je ne vois pas très bien où vous voulez en venir. En gros, les choses semblent aller un peu mieux, ou moins pire, que prévu ; on pourrait atteindre les fameux 2 degrés de plus avec quelques décennies de « retard ». Si l’on se fie aux mesures de R. Spencer, que tout le monde connait ici, pendant les derniers quarante ans la température a augmenté au rythme de +0,14° par décennie. Si cela reste constant, il nous faudra encore environ 70 ans pour gagner encore 1 degré. Bref, ça monte un peu moins vite que prévu. Mais qu’est-ce que cela change d’essentiel sur le fond de la question ?
        Au passage j’en profite pour vous remercier pour cet article, et pour d’autres fort intéressants (la série sur l’énergie) publiés sur ce blog.

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      • Optimiste à dit :«Mais qu’est-ce que cela change d’essentiel sur le fond de la question ?»
        Ce qui importe est de savoir si le réchauffement est bénéfique ou néfaste. Et s’il devait être néfaste, quelle serait la meilleure tactique pour atténuer ces effets néfastes.
        Mon opinion est que le diagnostic du GIEC (celui des résumés pour les décideurs) est exagérément alarmiste, voire totalement faux. Et que les mesures adoptées par les instances onusiennes sont absurdes.
        Je ne suis pas si optimiste que vous en ce qui concerne le devenir de l’EU. Sa politique énergétique est dangereuse.

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  3. William Nordhaus n’a aucune crédibilité .Il prétend qu’avec une augmentation de 6 degrés, le PIB mondial ne sera amputé que de 10 points. Les climatologues sérieux doivent ricaner .Avec un tel niveau de hausse plus aucune agriculture ne sera possible sur les 3/4 de la planète. Déjà que l’Afrique commence à souffrir de la sécheresse actuellement, alors imaginez la situation dans laquelle elle se trouvera avec une température multipliée par 5 ou 6.

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  4. La prétendue causalité établie entre la concentration du CO² est fort mise à mal dès qu’on en vient à vouloir comprendre les importantes variations de la température globale depuis ne serait-ce que depuis 2300 ans : période romaine, optimum médiéval, petit âge glaciaire) où en gros le CO² dans l’atmosphère a assez peu varié semble-t-il…

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    • L’idée que les concentrations de CO₂ n’auraient pas changé pendant des millénaires repose sur l’étude des carottes de glace. On retrouve avec les carottes de glace, les problèmes de fréquence d’échantillonnage que l’on a avec les températures. Les pics d’un signal échantillonné à très basse fréquences sont rabotés. On ne peut pas comparer un signal avec un échantillon tous les 10, 20 ou 100 ans, avec un signal échantillonné quotidiennement. La série de Mauna Loa n’a que 62 ans. Il n’a d’ailleurs pas été possible de raccorder les séries des carottes de glaces à la série de Mauna Loa sans introduire un délai arbitraire (sans aucune justification théorique) de plusieurs dizaines d’années.
      Conclusion: on ne sait pas quelles étaient les valeurs absolues des teneurs en CO₂ du passé. Et on ne sait pas comparer les variations du passé avec celles que l’on mesure à présent.

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      • Qu’est-ce qui aurait pu sans les gigatonnes annuelles émiises depuis 1 siècle en brûlant des hydrocarbures, faire varier de 30% en plus ou en moins en quelques décennies comme ao 20e et 21e siècle ?

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      • Zimba a dit :«Qu’est-ce qui aurait pu sans les gigatonnes annuelles émiises depuis 1 siècle en brûlant des hydrocarbures, faire varier de 30% en plus ou en moins en quelques décennies comme ao 20e et 21e siècle ?»
        Plusieurs causes. D’après le rapport isotopique 13C/12C, la fraction anthropique du CO2 atmosphérique n’est que de quelques pourcents (*). En dépit de leur importance, les émissions causées par l’homme ne sont que quelques pourcents des flux « naturels » dont le solde ni forcément nul, ni forcément constant.

        (*) il y a ensuite une polémique sur ce qu’est le « carbone d’origine anthropique », certains considèrent que Dame Nature échange subtilement les atomes de 13C par des atomes de 12C dans différents processus, et que donc il faudrait considérer la « réponse à une impulsion » de CO2 plutôt que la composition isotopique de l’air.

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      • @Zimba : les glaciers ont commencé leur recul dans les années 1850.
        à cette époque, le pétrole n’était pas encore utilisé. Il ne peut être mis en cause.
        Ce n’est pas les 2 ou 3 brouettes de charbon de l’époque qui en sont la cause.
        Sinon, cétroporribl, on va tous flamber dans un poêle, que même l’omelette norvégienne est un plaisir.
        Et si c’était le CO2 le coupable, la température n’aurait jamais baissé de 2 degrés depuis 8000 ans.

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      • 400 ans voir 500 l’incertitude sur la datation des carottes de glace, sans évoquer que c’est une mesure on ne peut plus locale qui est étendue comme moyenne au globe, là aussi faire des moyennes de mesures hétérogènes n’a pas de sens physique.

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  5. « certains considèrent que Dame Nature échange subtilement les atomes de 13C par des atomes de 12C dans différents processus »
    Ouh là ! Ça c’est du lourd ! Y a du Nobel dans l’air. 😀
    Les analyses des isitopes 12,13 et 14 de carbone du CO2 de l’atmosphère ont montré que l’augmentation de la proportion de ce gaz est quasiment exclusivement liée à la combustion des hydrocarbures.
    Sérieux, vous allez énerver l’ami Fritz avec des arguments pareils.

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    • @Zimba : « Les analyses des isitopes 12,13 et 14 de carbone du CO2 de l’atmosphère ont montré que l’augmentation de la proportion de ce gaz est quasiment exclusivement liée à la combustion des hydrocarbures. »

      Vous prenez le point de vue opposé de celui de Paulaubrin.
      Quelle est votre source?

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      • Plusieurs articles étaient parus et référencés dans les derniers rapports de l »IPCC dont vous pouvez retrouver les liens. Sur plusieurs de ces sujets perso j’aime bien un site qui présente les choses très simplement pour des gens comme moi qui n’ont pas fait d’études mais qui s’intéressent tout de même. Oh je suppose que vous allez le considérer comme écolo-gaucho-bobo-rechauffo-alarmiste, mais je vous le donne quand même, sait on jamais.

        https://www.encyclopedie-environnement.org/vivant/cycle-du-carbone/

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      • @Zimba, le site est pas mal fait. 🙂
        C’est bien qu’il cite la loi de Henry. Mais ce que je trouve drôle, c’est que la précision est faite que l’évaporation du CO2 dégage de la chaleur.
        Très bien.
        Mais alors, du coté des pôles, l’adsorption de CO2 devrait absorber de la chaleur, et l’eau de mer se refroidir encore plus et descendre plus vite dans les abysses.
        Et favoriser l’apparition de la banquise, qui va réfléchir l’énergie.
        Drôle qu’ils n’aient pas vu cela…

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      • Sur ce site, il est dit que le dégazage émet de la chaleur.
        Cela me semble faux : la molécule emprisonnée dans une trame serrée devenant libre, elle absorbe de la chaleur. Dans l’autre sens, en se mélangeant avec l’eau, elle perd de son agitation et réchauffe un peu l’eau.
        Ce qui me semble plus conforme à la loi de Henry.

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    • A propos, ce sont les alarmistes climatiques qui disent que les réactions d’équilibres avec les différents « réservoirs » (océans, végétation) ne font qu’échanger des atomes de 13C par des atomes de 12C. C’étaient le genre à croire que ce genre de théorie saugrenue était soutenue par les prix Nobels du GIEC.

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  6. puis-je solliciter nos éminents scientifiques à ce sujet (site Belgotopia) ? cordialement
    « Vous ne causez pas le réchauffement climatique. Ceux qui vous disent le contraire vous mentent. (…) Le cycle du carbone d’origine humaine du GIEC n’est pas valide. Le GIEC traite différemment le carbone émis par les activités humaines et le carbone d’origine naturelle, ce qui n’est pas conforme à la physique. (…) Par conséquent, le cycle du carbone anthropique du GIEC n’a aucun fondement scientifique. En termes polis, le cycle du carbone d’origine humaine du GIEC est une fraude. ». Ed BERRY – PhD – Physique de l’atmosphère.
    https://edberry.com/blog/climate/climate-physics/preprint3/?

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