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Forçage radiatif 2009

Benestad, R.E. and G.A. Schmidt, 2009, Solar trends and global warming. Journal of Geophysical Research, Vol, 114, D14101, doi: 10.1029/2008JD011639.
Basé sur des méthodes d'analyse linéaires, un nouveau document méthodologique critique les estimations précédentes relatives à la contribution importante du forçage solaire au récent réchauffement climatique. À titre de conclusion, ce document indique qu'il est plus probable que le forçage solaire contribue à hauteur de 7 ± 1 % sur le réchauffement climatique du XXe siècle.
Benestad et Schmidt (2000) explorent des méthodes utilisées pour détecter et attribuer la contribution du forçage solaire au réchauffement climatique au cours du XXe siècle. Pour cela, ils testent les capacités des différentes techniques statistiques pour quantifier de façon fiable le forçage solaire sur les simulations des modèles climatiques globaux (GISS ModelE) pour le XXe, produites par des facteurs de forçage connus. Des analyses similaires sont appliquées aux relevés de températures observées. Leurs résultats indiquent qu'en présence d'une variabilité climatique interne et de différents forçages colinéaires, les méthodes d'analyse linéaires (comme la régression) produisent des résultats non robustes. Les auteurs critiquent également les études précédentes, menées par les scientifiques Scafetta et West, qui ont abouti à des estimations élevées de la contribution solaire au réchauffement climatique (de 50 à 69 % depuis 1900) selon les méthodes citées précédemment. Par conséquent, les auteurs répètent leurs analyses et évaluent la robustesse de ces dernières au moyen de données modélisées et observées. Les auteurs concluent que l'approche linéaire de Scafetta et West est exposée aux problèmes cités précédemment, et avancent qu'il est peu probable que la contribution solaire au réchauffement climatique ait dépassé 7 ± 1 % (0,1 à 0,2 °C) au cours du XXe siècle et qu'elle est négligeable au réchauffement depuis 1980.

Erlykin, A.D., Sloan, T., et Wolfendale, A.W. 2009. Solar activity and the mean global temperature. Environ. Research Letters 4 (2009) 014006.
Une nouvelle étude appuie l'hypothèse selon laquelle le forçage solaire aurait joué un rôle mineur dans les changements de la température à l'échelle planétaire au cours du dernier demi-siècle, mais exclut l'influence du rayonnement cosmique.
Plusieurs études ont indiqué que des changements du rayonnement cosmique résultant des variations de l'activité solaire pouvaient avoir influé sur la densité ionique de l'atmosphère terrestre, ce qui pourrait avoir eu des répercussions sur les propriétés des nuages et, en conséquence, sur le climat de la Terre. Toutefois, d'autres études ont fourni des données contraires excluant un rôle significatif des changements du rayonnement cosmique sur le comportement des nuages et le climat au cours du dernier demi-siècle à tout le moins. Une équipe de scientifiques britanniques a publié récemment de nouvelles données corroborant ces dernières : elle a analysé les variations des taux de rayonnement cosmique et d'ionisation atmosphérique depuis 1956 et les a comparées au comportement du climat. L'équipe a mis en évidence un cycle d'environ 22 ans pour les taux de rayonnement cosmique et d'ionisation, mais a aussi noté que ce cycle suivait avec un décalage de plusieurs années des cycles similaires pour les changements de l'intensité du rayonnement solaire direct et des températures planétaires. Donc, bien que la température semble sensible aux variations du rayonnement solaire direct, un lien avec les effets du rayonnement cosmique est peu probable. Les chercheurs concluent également que, d'après leur analyse, environ 14 % du réchauffement observé au cours du dernier demi-siècle peut être attribué aux effets du rayonnement solaire. Étant donné que les forçages des aérosols volcaniques au cours de la même période ont eu un effet refroidissant, il demeure évident que la cause dominante du réchauffement récent du climat est d'origine humaine.

Myhre, G., 2009. Consistency Between Satellite-Derived and Modeled Estimates of the Direct Aerosol Effect, Science 325, 187; DOI: 10.1126/science.1174461.
Une nouvelle étude découvre que l'effet direct des aérosols est légèrement plus faible que les estimations présentées dans le quatrième rapport d'évaluation du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat, car l'effet de refroidissement produit par l'augmentation globale des aérosols anthropiques a été compensé en partie par les augmentations du noir de carbone.
L'effet du forçage radiatif direct des aérosols comprend la dispersion (refroidissement) et l'absorption (réchauffement) du rayonnement des longueurs d'onde courtes et longues. Dans le quatrième rapport d'évaluation du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat, l'effet direct des aérosols prévu entre la période préindustrielle et la période actuelle était de -0,5 W m-2 (p. ex., un effet de refroidissement), avec une plage d'incertitude allant de -0,9 à -0,1 W m-2. Dans cette nouvelle étude, l'auteur a utilisé des données satellitaires mises à jour de l'épaisseur optique des aérosols et un modèle d'aérosol global qui regroupe tous les principaux composants atmosphériques des aérosols, pour déterminer les effets directs des aérosols et comparer les approches basées sur les modèles et sur les observations. Les deux approches de détermination du forçage radiatif direct indiquent des valeurs très proches et produisent un résultat plus faible que celui découvert par les études précédentes. L'auteur attribue cette différence en grande partie à l'absorption d'aérosols de carbone noir (qui peuvent être un facteur de réchauffement climatique) et note que les émissions de ces aérosols ont presque été multipliées par six entre la période préindustrielle et maintenant, alors que les émissions de tous les aérosols anthropiques ont uniquement été multipliées par trois ou par quatre. Par conséquent, l'effet de réchauffement causé par l'augmentation importante des aérosols de carbone noir a compensé une partie de l'effet de refroidissement des autres aérosols anthropiques. La meilleure estimation de cette étude (-0,3 ± 0,2W m-2) indique que l'effet direct des aérosols compense seulement 10 %, ce qui représente un pourcentage modeste, du forçage radiatif qui est dû aux augmentations des concentrations des gaz à effet de serre bien mélangés sous leurs concentrations actuelles.

Shindell, D.T. et al., 2009, Improved Attribution of Climate Forcing to Emissions, Science, 326: 716-718.
La prise en compte des interactions gaz-aérosols amplifie l'effet de réchauffement des gaz à effet de serre de courte longévité tels que le méthane.
La compréhension du rôle des facteurs climatiques de courte et moyenne durée dans le réchauffement climatique constitue un domaine de recherche actif. La complexité des processus atmosphériques et de la chimie impliqués, par exemple les changements liés aux émissions d'une substance qui peuvent avoir des effets indirects sur la concentration atmosphérique de plusieurs autres substances, compliquent cette compréhension. Dans cet article, Shindell et ses collègues examinent en particulier la façon dont les interactions gaz-aérosols peuvent toucher la durée de vie et l'effet de réchauffement de plusieurs espèces atmosphériques. Ils ont utilisé le modèle GISS couplé composition-climat pour calculer les changements de composition atmosphérique, le forçage radiatif historique, ainsi que le forçage par unité d'émission causé par des émissions de polluants précurseurs des aérosols et de l'ozone troposphérique. Leurs résultats montrent que les émissions de NOx, de CO et de méthane ont des répercussions importantes sur les concentrations des aérosols en altérant l'abondance des oxydants, surtout l'hydroxyle, qui transforme le SO2 en sulfate. Étant donné que le méthane et le CO réagissent avec l'hydroxyle (OH) et qu'ils réduisent la disponibilité de l'oxydant, les augmentations de leurs émissions ralentissent la formation du refroidissement des aérosols sulfatés. L'inclusion de cet effet indirect du méthane entraîne une augmentation du potentiel de réchauffement global (PRG) de 100 ans du méthane d'environ 10 % (et environ 20 à 40 % lorsqu'on prend en compte les effets indirects des aérosols sur les nuages) par rapport aux estimations précédentes. De la même manière, lorsque les interactions gaz-aérosols sont prises en compte, le PRG pour le CO est supérieur également aux résultats obtenus lorsque ces interactions sont négligées. Dans le cas du NOx, les interactions avec des aérosols entraînent un effet de refroidissement encore plus important. Comme des PRG sont utilisés à titre de base d'évaluation des stratégies d'atténuation multi-gaz, même les petits changements dans ces potentiels pourraient avoir des implications importantes pour des stratégies optimales de réduction des émissions.

Trenberth, K.E. et Fasullo, J.T. 2009. Global warming due to increasing absorbed solar radiation. GRL 36, L07706, doi:10.1029/GL037527, 2009.
Selon les projections, le réchauffement du climat devrait s'accompagner d'une réduction de la nébulosité mondiale. Cette situation va à la fois faire baisser la quantité de rayonnement solaire renvoyé vers l'espace et laisser plus d'énergie thermique s'échapper vers l'espace. La présente étude donne à penser que l'impact de ces rétroactions fera croître le rôle de l'absorption nette de rayonnement solaire dans le système climatique, par rapport à la baisse de la perte de rayonnement de grande longueur d'onde dans l'espace.
On prend souvent pour acquis que, au cours du prochain siècle, les changements du climat seront surtout dus à une baisse de la perte de chaleur du sommet de l'atmosphère terrestre vers l'espace, baisse attribuable à l'augmentation des concentrations de gaz à effet de serre. Une nouvelle étude suggère cependant que les changements nets des flux radiatifs au sommet de l'atmosphère seront plus complexes que cela. Une évaluation des simulations effectuées avec les modèles du climat utilisés pour le quatrième Rapport d'évaluation du GIEC montre que, à mesure que le climat se réchauffe avec l'augmentation des concentrations de gaz à effet de serre, la nébulosité mondiale va probablement diminuer. Comme les nuages absorbent aussi le rayonnement thermique sortant, il s'ensuit qu'une plus grande quantité de ce rayonnement s'échappera que si la nébulosité reste constante. Toutefois, la réduction de la nébulosité fait aussi baisser la quantité de rayonnement solaire renvoyé vers l'espace, et permet au système climatique d'absorber plus de rayonnement solaire. Une fraction significative, et peut-être dominante, du réchauffement net est due à la rétroaction causée par la réduction de la nébulosité et à l'augmentation du forçage radiatif solaire net de courte longueur d'onde au sommet de l'atmosphère qui l'accompagne. Cette situation souligne l'importance d'améliorer la modélisation du comportement des nuages.

G.J.M. Velders, D.W. Fahey, J.S. Daniel, M. McFarland, and S.O. Andersen. 2009. The large contribution of projected HFC emissions to future climate forcing. PNAS, doi: 10.1073.
Une étude estime que les émissions mondiales d'hydrofluorocarbures (HFC) dépasseront considérablement les estimations précédentes. Cela contribuera à un forçage radiatif équivalent à 6 à 13 années d'émissions de CO2 avant 2050.
Les hydrofluocarbures (HFC) sont un gaz de remplacement des CFC et des HCFC, en cours d'élimination progressive en vertu du Protocole de Montréal et conformément à la Convention de Vienne pour la protection de la couche d'ozone. Cette étude prévoit une augmentation significative de la consommation et des émissions d'HFC, notamment dans les pays en développement, résultant de la conformité aux mesures de contrôle prévues par le Protocole de Montréal et de la demande croissante liée à la réfrigération, aux systèmes de climatisation et aux produits à base de mousse isolante. Ces prévisions sont fondées sur de nouveaux scénarios de référence jusqu'en 2050. Les nouvelles projections des émissions mondiales d'HFC sont considérablement plus élevées que les estimations précédentes, notamment celles concernant les émissions après 2025 dans les pays en développement. Les émissions prévues avant 2050 équivalent à 9 à 19 % (sur une base d'équivalence en CO2) des émissions mondiales de CO2 prévues dans un scénario de maintien du statu quo et contribuent à un forçage radiatif de l'ordre de 0,25 à 0,40 W/m2, ce qui dépasse les estimations précédentes d'un facteur de 3 environ. La fraction du forçage radiatif d'ici 2050 est estimée entre 7 et 12 % de celle du CO2. Plusieurs options d'atténuation des émissions de HFC, de la réduction des émissions grâce à l'obtention d'un accord en matière de climat à la résolution des préoccupations en vertu du Protocole de Montréal, sont en pourparler.

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