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