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Impact de l’humidité du sol sur les prévisions de changement climatique

Les écosystèmes terrestres absorbent 25 à 30 % des émissions humaines de CO2 et impactent environ la moitié des prévisions d’anomalies de températures extrêmes aux latitudes moyennes du fait de l’évaporation de l’eau des sols. Leur observation peut aider à mieux évaluer les prévisions climatiques associées et révéler des biais systématiques dans les modèles climatiques proposés.

Changement climatique et Environnement

Les interactions terrain-climat, influencées par l’humidité du sol et la végétation, jouent un rôle essentiel dans le système climatique, et en particulier dans l’apparition d’événements extrêmes tels que les sécheresses et les vagues de chaleur. Cependant, elles restent mal définies dans les modèles actuels du système terrestre (Earth system models ou ESM), et il en découle de grandes incertitudes dans les prévisions climatiques. Ces incertitudes affectent la qualité et la précision des projections de température, de disponibilité de l’eau et de concentrations en carbone, ainsi que des impacts potentiels sur l’agriculture, les écosystèmes et la santé. Ces dernières années, un nombre croissant d’ensembles de données relevées sur site et par télédétection portant sur l’humidité du sol, l’évapotranspiration et les flux d’énergie et de carbone sont devenues disponibles, offrant un potentiel encore inexploité en termes de réduction des incertitudes y afférentes dans les modèles climatiques actuels. Le projet DROUGHT-HEAT, financé par l’UE, a tiré profit de ces nouvelles sources d’information afin d’établir des diagnostics fondés sur des observations dans le but de quantifier et d’isoler le rôle des interactions entre le sol et le climat dans les événements extrêmes passés et d’établir un «atlas de diagnostic». À l’aide des diagnostics ainsi obtenus, l’initiative a également permis d’évaluer et d’améliorer les mesures de gestion des situations d’urgence actuelles et d’échafauder des prévisions de changement climatique. Les chercheurs ont appliqué ces connaissances nouvellement acquises sur l’attribution des extrêmes climatiques aux processus terrestres et à leur atténuation par la géo-ingénierie des terres.

Modèles informatiques

Les chercheurs ont identifié une évolution presque linéaire des changements attendus des extrêmes de température et de précipitation à l’échelle régionale en fonction de l’évolution du réchauffement climatique, ce qui leur permet de prévoir les réponses régionales en matière d’extrêmes à différents niveaux de réchauffement du climat. «Cela est particulièrement pertinent dans le contexte de l’accord de Paris qui entend limiter le réchauffement climatique bien en dessous de 2 °C et si possible à 1,5 °C», déclare la coordinatrice du projet, Sonia Seneviratne. Les scientifiques ont également établi des diagnostics d’observation des impacts de la sécheresse et les ont utilisés pour échafauder des projections d’évolution des extrêmes de chaleur en Europe centrale. «Cela a conduit à une estimation beaucoup plus précise de l’ampleur de ces changements avec le réchauffement climatique, indiquant un peu moins d’un doublement de la réponse par rapport à la température moyenne mondiale (c’est-à-dire une augmentation d’environ 7 °C si le réchauffement climatique atteint 4 °C)», explique encore Sonia Seneviratne. En outre, les partenaires du projet ont identifié une réponse aux sécheresses à l’échelle planétaire impactant le cycle du carbone, qui est encore fortement sous-estimée dans les modèles climatiques actuels de pointe. Sonia Seneviratne souligne que: «Les années où les continents sont dans l’ensemble beaucoup plus secs que d’habitude, une augmentation supplémentaire de la concentration atmosphérique de CO2 peut être identifiée, très probablement en raison d’une moindre absorption par la végétation et d’une perte accrue du fait des feux de forêt.»

Obtenir une plus grande précision

Les résultats de DROUGHT-HEAT permettront ainsi aux scientifiques de disposer d’estimations plus précises des changements potentiels en matière de vagues de chaleur et de sécheresse. En particulier, l’incertitude des prévisions de changements dans les extrêmes de chaleur pourrait être fortement réduite en Europe. Par ailleurs, le projet a également mis en évidence des biais systématiques dans les modèles climatiques, liés à la représentation des effets de la sécheresse sur le cycle du carbone. Ces effets sont également pertinents pour le cycle du carbone et le réchauffement à l’échelle mondiale. Le projet profitera donc aux décideurs politiques, aux scientifiques et aux spécialistes de la communication scientifique, aux négociateurs en matière de changement climatique et au grand public. «Les résultats de nos analyses ont servi de support informatif dans le cadre de l’élaboration du rapport spécial portant sur le réchauffement climatique de 1,5 °C, élaboré par le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat», souligne Sonia Seneviratne.

Mots‑clés

DROUGHT-HEAT, sécheresse, réchauffement planétaire, CO2, humidité du sol, modèle de système terrestre, accord de Paris

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