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NOUVEAUX ENJEUX &CYCLE DU CARBONEPatricia Cadule, Pierre Friedlingstein, Laurent Bopp,Pole de modélisation du Climat de l’IPSL
Enjeux : EXERCICE CMIP5
Processusde mitigation
Influencenaturelle
feedbackbiogéo-
chimique
Effetsnon-radiatifsForçage
radiatif
Perturbation et réponse du climat
Activitéshumaines
Changements directs et indirectsdes facteurs du changement climatique
Simulations couplées climat-carbone forcées en émission eten concentration
RÉTROACTION CLIMAT CARBONE
Cox et al., 2000, Nature Friedlingstein et al., 2001, GRL
Friedlingstein et al., 2006, Journal of Climate
Feedback climat-carbone positif
RÉTROACTION CLIMAT CARBONEPROTOCOLE C4MIP
Calcul du feedback climat-carbone
Réponse du cycle du carboneà l’augmentation de CO2
COUpledConTRLol UNCoupled
Réponse du cycle du carboneau changement climatique
RÉTROACTION CLIMAT CARBONE
Effet climatique : réduction de la capacité de labiosphère terrestre et de l’océan à absorber du CO2
RÉTROACTION CLIMAT CARBONE
Grande incertitude sur l’amplitude de la rétroaction climat-carbone (+20 à +220 ppm)
Réchauffement additionnel de 0.1 à 0.9°C en 2100 (SRES-A2), 40% inférieur aux estimations de Friedlingstein et al.(2006)
BILAN
Importance de la prise en compte la rétroaction climat-carbone due à l’augmentation de la concentrationatmosphérique de CO2 dans les projections climatiques
Grande incertitude sur l’amplitude de la rétroaction climat-carbone due à la sensibilité du cycle du carbone de labiosphère terrestre au changement climatique
Depuis le Livre Blanc Etudier la sensibilité du cycle du carbone au forçage radiatif
exercé par les GES non-CO2 et les aérosols Évaluer les modèles de cycles sur la période historique
(capacité à simuler les échanges de carbone entrel’atmosphère, la biosphère terrestre et l’océan, sensibilitéclimatique intra/interannuelle)
Améliorer la représentation des processus biogéochimiques
RÉTROACTION CLIMAT CARBONE(SIMULATIONS)
Réponse du cycle du carboneà l’augmentation de laconcentration des GES non-CO2
COUpled UNCoupled
Réponse du cycle du carboneau changement climatiqueinduit par l’augmentation de laconcentration des GES
GHG
RÉTROACTION CLIMAT CARBONE(SIMULATIONS)
Réponse du cycle du carboneà l’augmentation de laconcentration des aérosols
COUpled UNCoupled
Réponse du cycle du carboneau changement climatiqueinduit par l’augmentation de laconcentration des GES et desaérosols
AER
PRISE EN COMPTE DES GES NON-CO2
La prise en compte des GES non-CO2 conduit à un réchauffement additionnelde 2°C en 2100, au travers de leur effet direct sur le forçage radiatifIl en découle une augmentation additionnelle de la concentration de CO2atmosphérique, amplifiant le réchauffement initial de 10%
55 ppm5.9°C
PRISE EN COMPTE DES AÉROSOLSSULFATÉS
5°C
0.73°C0.68°C
62 ppm
La prise en compte des aérosols induit une augmentation de 7ppm de laconcentration atmosphérique de CO2 en 2100La prise en compte des aérosols induit un refroidissement de 0.51°C etengendre une augmentation additionnelle de CO2 atmosphérique qui réduit lerefroidissement initial
PRISE EN COMPTE DES AÉROSOLSSULFATÉS
Diminution de l’activitéphotosynthétique aucours du XXième siècledans les hautes etmoyennes latitudes del’hémisphère Nord
PROJECTION CLIMATIQUE
En 2100 (scénario SRES A2) réchauffementde 2.3 à 5.6°C au lieu 2.4 à 4.1 °C
ENJEUX : SIMULATIONS FORCÉES ENCONCENTRATIONS
Calcul du changementclimatique
Calcul des émissionscompatibles
ENJEUX : ÉVALUATION DES MODÈLES
Définition de nouvellesmétriques
CONCLUSIONS
Importance de la prise en compte du forçage radiatif exercépar tous les agents atmosphériques sur le cycle du carbone
La réponse du système climat-carbone dépend du scénario
Importance d’évaluer de façon extensive les modèles du cycledu carbone
BACKUP
ENJEUX : NOUVEAU MODÈLECOUPLÉ CLIMAT-CARBONE
Terrestrial biosphereORCHIDEE
(STOMATE activated)
MarineBiochemistry
PISCES
OceanNEMO
AtmosphereLMDZ4[CO2]
+ transport
CouplerOASIS 3
Atmospheric CO2
Carbon
Fossil fuel emissions
Winds, [CO2]
Fluxocn
Winds, [C
O2 ]
Fluxocn
[CO
2 ]
Fluxland
external forcing
COUPLAGE CLIMAT CARBONE
Emissions
Concentrations
Climate
Carbon Sinks
Etude de l’effet de l’augmentationde la concentration atmosphériquede CO2 sur le cycle du carbone : Effet biogéochimique Effet climatique
ENJEUX : SIMULATIONS
Simulation forcée en émission Simulation forcée en concentration