Données sur les émissions
Pour anticiper les changements climatiques à venir, nous devons déterminer les changements à même de se produire dans les concentrations des composantes atmosphériques qui risquent de modifier le bilan énergétique de la Terre. Des gaz comme la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone, le méthane et l'oxyde nitreux (gaz à effet de serre) absorbent les rayonnements de grandes longueurs d'onde (la chaleur) émis par la surface de la terre et ils réémettent cette énergie, ce qui aboutit en définitive à une élévation des températures en surface. Même si ces gaz à effet de serre sont d'origine naturelle, l'activité humaine depuis le début de la révolution industrielle a abouti à de fortes augmentations des concentrations de ces gaz dans l'atmosphère, et il est aujourd'hui généralement reconnu que cela a affecté le climat de la planète.
Toute tentative visant à déterminer la façon dont la composition de l'atmosphère risque de changer à l'avenir comporte des incertitudes étant donné qu'il est nécessaire de formuler des hypothèses sur les changements qui se produiront à la fois dans les émissions naturelles et anthropiques de ces gaz à effet de serre, ce qui à son tour dépend d'hypothèses sur la croissance démographique, l'activité économique, la consommation d'énergie, les changements d'occupation du sol, etc.
Pour le Troisième Rapport d'évaluation du GIEC (GIEC, 2001), un nouvel ensemble de scénarios d'émissions a été élaboré pour remplacer les six scénarios d'émissions IS92 (Leggett et al., 1992) exposés en détail dans le Supplément de 1992 (GIEC, 1992) du Premier Rapport d'évaluation du GIEC (GIEC, 1990). Le scénario IS92a, qui est un scénario typique (i.e. activité économique modérée) a été largement utilisé par les spécialistes de la modélisation et de la vulnérabilité du climat, de ses répercussions et des stratégies d'adaptation, mais les scénarios du SRES décrits ciaprès sont aujourd'hui d'usage courant.
Le Rapport spécial sur les scénarios d'émissions (SRES) du GIEC (Nakicenovic et al., 2000) établit quatre gammes de facteurs d'émissions qualitatifs (à savoir les conditions politiques, sociales, culturelles et éducatives). Les scénarios d'émissions du SRES sont les interprétations quantitatives de ces gammes qualitatives. Six équipes internationales de modélisation (voir le tableau 1) ont pris part à la quantification des gammes du SRES, qui ont abouti à la formulation de 40 scénarios du SRES, parmi lesquels aucun scénario en particulier n'est jugé plus ou moins probable que les autres qui appartiennent à la même famille. Afin de réduire le nombre de scénarios utilisés dans les études sur les changements climatiques, six scénarios typiques ont été retenus en vertu du consensus des équipes de modélisation. Il s'agit des scénarios A1FI, A1T et A1B de la famille A1 et les scénarios A2, B1 et B2.
| SIGLE | NOM DU MODÈLE | INSTITUTS | RÉFÉRENCES |
|---|---|---|---|
| AIM | Asian Pacific Integrated Model | National Institute for Environmental Studies (NIES), Japan | Morita et al. (1994) |
| ASF | Atmospheric Stabilisation Framework Model | ICF Consulting, USA | Lashof & Tirpak (1990); Pepper et al. (1998); Sankovski et al. (2000) |
| IMAGE | Integrated Model to Assess the Greenhouse Effect (used in connection with the Central Planning Bureau (CPB) WorldScan model) | National Institute for Public Health (RIVM), The Netherlands | Alcamo et al. (1998); de Vries et al. (1994, 1999, 2000); de Jong & Zalm (1991) |
| MARIA | Multiregional Approach for Resource and Industry Allocation | Science University of Tokyo, Japan | Mori & Takahashi (1999); Mori (2000) |
| MESSAGE | Model for Energy Supply Strategy Alternatives and their General Environmental Impact | International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA), Austria | Messner & Strubegger (1995); Riahi & Roehrl (2000) |
| MiniCAM | The Mini Climate Assessment Model | Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), USA | Edmonds et al. (1994, 1996a,b) |
Les six scénarios d’illustration du SRES
On ne donnera ici qu'une brève description des scénarios d'émissions du SRES. Pour d'autres précisions, nous vous renvoyons au Rapport spécial sur les scénarios d'émissions (Nakicenovic et al., 2000). (Vous trouverez également le texte in extenso d'autres rapports spéciaux du GIEC et du Troisième Rapport d'évaluation sur le site Web du GIEC.)
La figure 1 propose une représentation très simpliste des six scénarios d’illustration du SRES.
Figure 1: Représentation schématique de la famille de scénarios du SRES. Les familles A1 et A2 sont plus axées sur l'économie que les familles B1 et B2, qui ont un axe plus écologique, alors que l'axe des familles A1 et B1 est plus global que celui des familles A2 et B2 qui est plus régional.
Les facteurs quantitatifs qui entrent dans chaque scénario sont, par exemple, des mesures régionalisées de la population, du développement économique et du rendement énergétique, de la disponibilité de diverses formes d'énergie, de la production agricole et des mesures locales antipollution. Les politiques explicites visant à limiter les émissions de gaz à effet de serre ou à s'adapter aux changements climatiques mondiaux attendus ne sont pas incluses. On trouvera des précisions sur ces facteurs (population, consommation d'énergie, etc.) à propos de chaque scénario à l'annexe VII : Tableaux de données du SRES.
A1FI, A1T and A1B
La gamme et la famille de scénarios A1 décrivent un
monde futur caractérisé par une croissance
économique très rapide, une population mondiale qui atteint
son maximum au milieu du siècle (8,7 milliards) pour diminuer
ensuite (7 milliards d'ici 2100) et l'apparition rapide de
technologies nouvelles et plus efficaces. Les principaux thèmes
sousjacents sont la convergence entre les régions, le renforcement
des capacités et l'accroissement des interactions culturelles et
sociales, conjugués à une réduction sensible de la
disparité régionale du revenu par habitant. La famille de
scénarios A1 se divise en trois groupes qui correspondent
à différentes hypothèses concernant
l'évolution technologique du système
énergétique. Les trois groupes A1 se distinguent par
leur orientation technologique : usage intensif de combustibles
fossiles (A1F1), sources d'énergie autres que fossiles (A1T) et
équilibre entre toutes les sources d'énergie (A1B) (la
notion d'équilibre fait référence à une
situation où l'on ne recourt pas de façon excessive
à une source d'énergie particulière, en admettant
que toutes les technologies propres à l'approvisionnement
énergétique et à l'utilisation finale se
perfectionnent à un rythme similaire).
A2
La gamme et la famille de scénarios A2 décrivent un monde très hétérogène. Le thème sousjacent est l'autosuffisance et la préservation des identités locales. Les taux de fécondité régionaux convergent très lentement, ce qui se traduit par une augmentation constante de la population (15 milliards d'ici 2100). Le développement économique obéit principalement à une orientation régionale, et la croissance économique par habitant comme le progrès technologique sont plus fragmentés et plus lents que dans les autres gammes.
B1
La gamme et la famille de scénarios B1 décrivent un monde convergent doté des mêmes caractéristiques démographiques, la population mondiale atteignant son maximum au milieu du siècle pour diminuer ensuite (comme dans la gamme A1), mais avec une évolution rapide des structures économiques vers une économie axée sur les services et l'information, une moindre importance des activités productrices de matières et l'adoption de technologies propres et fondées sur une utilisation efficace des ressources. L'accent est mis sur la recherche de solutions mondiales en matière de viabilité économique, sociale et environnementale, y compris une plus grande équité, mais sans nouvelles initiatives ayant trait au climat.
B2
Le canevas et la famille de scénarios B2 décrivent un monde où l'accent est mis sur des solutions locales en matière de viabilité économique, sociale et environnementale. Ce monde se caractérise par une population mondiale qui augmente régulièrement — quoique à un rythme plus lent que dans la gamme A2 (10,4 milliards d'ici 2100), par un développement économique de niveau intermédiaire et par un progrès technologique moins rapide et plus divers que dans les gammes A1 et B1. Ce scénario est également axé sur la protection de l'environnement et l'équité sociale et il privilégie l'approche locale et régionale.
Les fluctuations des températures moyennes à la surface du globe qui se rattachent à chacun des six scénarios typiques sont données à la figure 2. La réponse des températures moyennes à la surface du globe aux différents scénarios d'émissions peut être calculée au moyen d'un modèle climatique relativement simple de bilan énergétique à diffusion verticale, comme celui qu'ont mis au point Wigley et Raper (1992). Ce modèle fait la distinction entre le continent et l'océan ainsi qu'entre les hémisphères, mais il ne simule que le signal sousjacent en réponse au forçage externe, et non la variabilité.
Figure 2 : Variations des températures moyennes à la surface du globe (°C) qui se rattachent aux six scénarios typiques du SRES, A1FI, A1T, A1B, A2, B1 et B2. Ces chiffres ont été obtenus au moyen d'un modèle climatique simple. L'enveloppe de plusieurs modèles appartenant tous au SRES illustre les projections de la température pour le modèle simple lorsqu'il est comparé à un certain nombre de modèles complexes assortis d'une fourchette de sensibilités climatiques. [Source : GIEC (2001), GT1 - Résumé à l'intention des décideurs]
Scénarios d'émissions IS92
Dans le Supplément de 1992 (GIEC, 1992) du Premier Rapport d'évaluation du GIEC (GIEC, 1990), Leggett et al. (1992) proposaient six scénarios d'émissions, les scénarios IS92, qui tenaient compte du haut degré d'incertitude se rattachant par exemple à l'évolution de la croissance démographique et économique, aux progrès technologiques, au transfert technologique ainsi qu'aux réactions face aux contraintes environnementales, économiques et institutionnelles.
IS92a:
scénario intermédiaire fondé sur une croissance démographique qui atteint jusqu'à 11,3 milliards d'habitants en 2100, une croissance économique moyenne de 2,3 % par an entre 1990 et 2100 et une utilisation mixte de sources d'énergie conventionnelles et renouvelables. Ne tient compte que des mesures de réduction des émissions ayant fait l'objet d'ententes internationales et des politiques nationales établies par des lois (par exemple modifications de la Convention de Londres de 1990 au Protocole de Montréal de 1987 sur les substances qui appauvrissent la couche d'ozone).
IS92b:
la population du globe augmente jusqu'à 11,3 milliards de personnes en 2100 et les politiques actuelles de contrôle des émissions sont élargies de façon à englober les intentions fermes prises autrement que par des lois, par exemple le scénario tient compte de tous les engagements des pays membres de l'OCDE à l'égard du CO2, ainsi que de l'hypothèse d'une ratification et d'une conformité internationales du Protocole de Montréal modifié.
IS92c:
la croissance économique moyenne se chiffre à 1,2 % par an entre 1990 et 2100, et la population mondiale atteint 6,4 milliards d'habitants en 2100, au terme d'une décroissance au XXIe siècle. Outre l'hypothèse d'une moindre croissance du PNB par habitant, par rapport à IS92a et IS92b, la rareté des ressources pétrolières et gazières entraîne une hausse des prix qui favorise l'expansion de l'énergie nucléaire et renouvelable. La croissance plus lente de la population ralentit le rythme de déboisement.
IS92d:
autre scénario de faibles émissions, mais plus optimiste que le IS92c. La tendance est à une protection accrue de l'environnement, mais seules sont prises en compte les actions susceptibles de répondre aux préoccupations liées à la pollution de l'air et à l'élimination des déchets, à l'échelle locale ou régionale. Selon ces prévisions, la population atteindrait 6,4 milliards d'habitants vers 2100. Le taux de natalité serait moindre et chuterait sous le taux de renouvellement vers la fin du XXIe siècle, en raison notamment de l'amélioration du revenu par habitant et d'une meilleure planification des naissances. La rareté des ressources fossiles se traduit par une présence accrue de l'énergie renouvelable sur le marché et par une énergie nucléaire sûre. Une surtaxe environnementale de 30 % est appliquée à l'énergie fossile, compte tenu des coûts qui se rattachent au renforcement des mesures de réduction de la pollution à l'échelle locale. On suppose qu'un plus grand bienêtre mène à des mesures volontaires visant à enrayer le déboisement, à adopter des produits de remplacement aux CFC (chlorofluorocarbures) exempts d'effets radiatifs ou d'autres effets néfastes et à récupérer et à utiliser efficacement le méthane des mines de charbon et des décharges.
IS92e:
scénario selon lequel les émissions de CO2 sont les plus élevées. La croissance économique moyenne se situe à 3 % par an entre 1990 et 2100, et la population atteint 11,3 milliards d'habitants en 2100. Les ressources fossiles sont abondantes mais, en raison du haut niveau de vie, une surtaxe environnementale s'applique à leur utilisation. Le recours à l'énergie nucléaire diminue progressivement pour disparaître vers 2075. Bien que les hypothèses relatives aux substituts des CFC soient identiques à celles du scénario IS92d, l'abondance des ressources fossiles décourage l'utilisation accrue du méthane des mines de charbon aux fins de l'approvisionnement en énergie. Le déboisement se poursuit au même rythme qu'en vertu du scénario IS92a.
IS92f:
se situe en dessous du scénario IS92e. La croissance prévue de la population est élevée (17,6 milliards en 2100), mais on suppose une progression du PNB par habitant inférieure à celle du scénario IS92a. Les autres hypothèses sont une abondance des ressources fossiles, une augmentation des coûts de l'énergie nucléaire, une amélioration moindre des technologies et des coûts liés aux énergies renouvelables. Ces six scénarios d'émissions sont considérés comme tout aussi plausibles les uns que les autres. La figure 3 illustre les variations des températures moyennes à la surface du globe qui se rattachent aux six scénarios IS92.
Figure 3 :Variations des températures moyennes à la surface du globe (°C) se rattachant aux scénarios d'émissions IS92. Le scénario IS92a est en caractères gras.
Références
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