Stabilization of Atmospheric Greenhouse Gases - Physical, Biological and Socio-Economic Implications...

8/3/2019 Stabilization of Atmospheric Greenhouse Gases - Physical, Biological and Socio-Economic Implications - French

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Stabilisation des gaz atmosphriques

effet de serre : consquences physiques

biologiques et socio-conomiques

Publi sous la direction de

John T. Houghton L. Gylvan Meira Filho David J. Griggs Kathy Maskell

Fvrier 1997

Ce document a t prpar sous les auspices du Groupe de travail I du GIEC, coprsid par

Sir John T. Houghton du Royaume-Uni et L. Gylvan Meira Filho du Brsil.

UNEP

PNUE

WMO

OMM

GROUPE D'EXPERTS INTERGOUVERNEMENTALSUR L'VOLUTION DU CLIMAT

Le prsent document technique du Groupe dexperts intergouvernemental sur lvolution du climat a t

labor la demande des parties la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques.Les lments dinformation rassembls ici ont t vrifis par des experts et divers gouvernements, mais nontpas t examins par le Groupe aux fins dune ventuelle acceptation ou approbation.


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1997, Groupe dexperts intergouvernemental sur lvolution du climat

ISBN: 92-9169-202-6


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Table des matires

Prface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v

Rsum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.1 Objectifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.2 Points essentiels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.2.1 Quelques lments fondamentaux concernant les gaz effet de serre et les arosols troposphriques(pour de plus amples dtails, voir la contribution du Groupe de travail I au Deuxime Rapportdvaluation) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.2.2 Stabilisation de la concentration de CO2 (pour de plus amples dtails, voir la contribution duGroupe de travail I au Deuxime Rapport dvaluation) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.2.3 Prise en compte des effets climatiques dautres gaz effet de serre et arosols : la notion

dquivalent CO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.2.4 Consquences pour la temprature et le niveau de la mer de la stabilisation des gaz effet de serre . 91.2.5 Incidences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91.2.6 Cot de la stabilisation des missions de CO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101.2.7 Intgration de linformation sur les incidences et sur les cots de lattnuation . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

1.3 Guide du prsent document . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.3.1 Stratgie adopte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.3.2 Cadres dcisionnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2. Consquences gophysiques de la stabilisation des gaz effet de serre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.1 Principes gnraux de la stabilisation : stabilisation du dioxyde de carbone et dautres gaz . . . . . . . . . . . . . . 132.2 Profil des concentrations, scnarios concernant dautres gaz ltat de trace et calcul de lquivalent CO2 . . 13

2.2.1 Consquences de la stabilisation pour les missions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.2.1.1 Profil des concentrations conduisant une stabilisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.2.1.2 Consquences de la stabilisation de la concentration de CO2 pour les missions . . . . . . . . 142.2.1.3 Principales incertitudes relatives au cycle du carbone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.2.2 Stabilisation du CH4, N2O et dautres gaz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.2.3 Scnarios de rfrence concernant la stabilisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.2.4 Stabilisation de la concentration dquivalent CO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.2.5 Sensibilit de lquivalent CO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

2.3 Consquences pour la temprature et le niveau de la mer de la stabilisation de la concentration de CO2 . . . . . 242.3.1 Analyse de la temprature et du niveau de la mer : mthodologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.3.2 Consquences pour la temprature et le niveau de la mer de la stabilisation des gaz effet de serre . . 25

3. Incidences et cot de la stabilisation des gaz effet de serre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

3.1 Incidences lies diverses trajectoires des missions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293.1.1 Importance des incidences pour la prise de dcisions concernant la stabilisation . . . . . . . . . . . . . . . . 293.1.2 Evaluation des incidences biophysiques ventuelles dans la contribution du Groupe de travail II

au Deuxime Rapport dvaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303.1.3 Evaluation conomique des incidences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.1.4 Incertidues relatives la projection des incidences de diverses trajectoires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

3.2 Cot de la stabilisation de la concentration de CO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333.2.1 Considrations conomiques lies la stabilisation de la concentration de CO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

3.2.1.1 Quantit de carbone liminer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333.2.1.2 Objectif en matire de stabilisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343.2.1.3 Diffrence de prix entre les combustibles fossiles et les solutions sans carbone . . . . . . . . . 34


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3.2.1.4 Itinraire suivi par les missions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353.2.2 Modlisation du cot de la stabilisation de la concentration de CO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

3.2.2.1 Etudes disponibles au moment de la parution de la contribution du Groupe de travail IIIau Deuxime Rapport dvaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373.2.2.2 Limites des tudes existantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

3.2.3 Autres considrations importantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383.3 Intgration de linformation sur les incidences et sur les cots de lattnuation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

3.3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393.3.2 Ncessit de la cohrence et dune vaste perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403.3.3 Gamme optimale de mesures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403.3.4 Prise de dcisions successives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Rfrences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Appendices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451 Incidences de la stabilisation de la concentration de CO2 sur la temprature et le niveau de la mer de 1990 2300 . 452 Glossaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473 Acronymes et abrviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514 Units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

5 Institutions auxquelles appartiennent les auteurs principaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536 Liste des publications du GIEC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

Table des matiresiv


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Prface

Le prsent document technique du Groupe d'experts intergou-vernemental sur l'volution du climat (GIEC), intitul"Stabilisation des gaz atmosphriques effet de serre :consquences physiques, biologiques et socio-conomiques"est le troisime publi dans la srie des documents techniquesdu GIEC et a t labor la demande de l'Organe subsidiairede conseil scientifique et technologique (SBSTA) qui relve dela Confrence des Parties la Convention-cadre des NationsUnies sur les changements climatiques.

Les documents techniques du GIEC sont labors soit la

demande des organes de la Confrence des Parties, et agrs par leBureau du GIEC, soit sur la propre initiative du GIEC. Ils s'ins-

pirent de textes contenus dans les rapports d'valuation et les

rapports spciaux du GIEC et sont rdigs par des auteurs princi-

paux slectionns dans ce but. Une fois le projet de texte tabli, il

est soumis simultanment des experts et aux divers gouverne-

ments pour rvision, puis une nouvelle fois aux gouvernements

pour vrification finale; dans le cas particulier, des observations

ont t fournies par 93 personnes reprsentant 27 pays. Le Bureau

du GIEC tient le rle de comit de rdaction et veille ce que les

auteurs principaux, lors de la mise au point dfinitive du document,

tiennent dment compte des remarques issues des rvisions.

Lors de sa douzime session (Genve, 3-5 fvrier 1997), leBureau du GIEC a examin les principales remarques que lesgouvernements avaient communiques aprs vrificationfinale. Les auteurs principaux ont ensuite termin le documenttechnique sa demande et en tenant compte de ses observa-tions. Le Bureau du GIEC a constat que les rgles tablies enla matire avaient t respectes et il a donn son autorisationpour que ce document technique soit communiqu au SBSTA,puis publi.

Nous devons une grande reconnaissance aux auteurs princi-paux, qui ont trs gnreusement consacr leur temps cedocument et qui, malgr de courts dlais, l'ont termin en tempsvoulu. Nous remercions John Houhgton et Gylvan Meira Filho,coprsidents du Groupe de travail I du GIEC, qui ont supervisles efforts dploys cet gard, les graphistes du Meteorological Officedu Royaume-Uni, qui ont prpar lesfigures pour la publication, Christy Tidd qui a assist lauteurprincipal pour la prparation du document, et en particulierDavid Griggs, Kathy Maskell et Anne Murrill, du Serviced'appui technique du Groupe de travail I du GIEC, qui ontveill la qualit de l'ensemble et au respect des dlais.

B. Bolin N. SundararamanPrsident du GIEC Secrtaire gnral du GIEC


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Stabilisation des gaz atmosphriques effetde serre : consquences physiquesbiologiques et socio-conomiquesCe document a t prpar sous les auspices du Groupe de travail I du GIEC.

Auteurs principaux :David Schimel, Michael Grubb, Fortunat Joos, Robert Kaufmann, Richard Moss, Wandera Ogana,

Richard Richels, Tom Wigley

Contributeurs :Regina Cannon, James Edmonds, Erik Haites, Danny Harvey, Atul Jain, Rik Leemans, Kathleen Miller,

Robert Parkin, Elizabeth Sulzman, Richard van Tol, Jan de Wolde

Auteurs de modles :Michele Bruno, Fortunat Joos, Tom Wigley


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Introduction

Il est essentiel de comprendre les contraintes quimplique lastabilisation de la concentration de gaz effet de serre pourformuler une politique correspondant aux objectifs de laConvention-cadre et permettant sa mise en uvre. Le prsentdocument technique prsente :

a) une tude sur la stabilisation des gaz effet de serre, surlvaluation du forage radiatif et sur la notion dquivalentCO2 (concentration de CO2 conduisant un forage radia-tif qui correspond laugmentation prvue de tous les gaz effet de serre lorsquon considre un ensemble de gaz);

b) un ensemble de profils de base de stabilisation du CO2conduisant, par lintermdiaire de deux itinraires distincts, une stabilisation entre 350 et 750 ppmv, un seul profil

amenant une stabilisation 1000 ppmv (voir la figure 1);

c) les missions dduites des profils de stabilisation ci-dessus;

d) une analyse de la stabilisation de gaz effet de serre autresque le CO2;

e) lvolution de la temprature et du niveau de la mermoyens mondiaux correspondant aux profils ci-dessuspour une fourchette dmissions, en posant des hypothsespour le CH4, le N2O et le SO2 et en introduisant diversesvaleurs dans les modles pour les paramtres relatifs lasensibilit du climat et la fonte des glaces afin de carac-triser les incertitudes;

f) une analyse des incidences possibles pour lenvironnementde lvolution calcule de la temprature et du niveau de lamer;

g) une tude des facteurs influant sur le cot de lattnuation;

h) une description de la mthode employe pour intgrer leseffets de lvolution du climat et du niveau de la mer et lecot de lattnuation afin dobtenir un tableau plus complet

des consquences de laltration de la composition de lat-mosphre.

Elments fondamentaux

Le prsent document est ax essentiellement sur le CO2, car, ce jour et selon les projections, cest celui des gaz effet deserre qui a leffet le plus prononc sur le forage radiatif. Nousconsidrons aussi les effets dautres gaz effet de serre et nousfaisons une srie dhypothses quant leurs futures missionsventuelles.

Nous envisageons aussi les effets des arosols, qui ont tendance refroidir la plante. Les arosols troposphriques (particulesmicroscopiques en suspension dans lair) rsultant de lacombustion de combustibles fossiles, de la combustion de labiomasse et dautres sources anthropiques ont conduit unforage ngatif dont la valeur est hautement incertaine. Commeles arosols ont une courte dure de vie dans latmosphre, leurrpartition donc leurs effets radiatifs immdiats possdentun caractre trs rgional.

Quelques incidences de la stabilisation des gaz effet de serre

Parmi les cas de stabilisation du CO2 tudis, il est noter queles missions dorigine humaine cumules de 1991 2100stablissent approximativement entre 630 GtC et 1 410 GtCpour un niveau de stabilisation situ entre 450 et 1000 ppmv.Notons titre de comparaison que, dans le cas des scnariosIS92 du GIEC, les missions cumules correspondantes vont de770 2 190 GtC.

Nous prsentons le calcul des missions de CO2 correspondant une srie de niveaux de stabilisation et ditinraires fonds surdes modles et des paramtres disponibles et gnralementaccepts lpoque de la publication du Deuxime Rapport

dvaluation du GIEC. La rtroaction des cosystmes et des

RSUM

ConcentrationdeCO2dansl'at

mosphre(ppmv)

450

350

450

350

1990 2050 2110 2170 2230 2290

Anne

550

650

550

650

750

1 000950

850

750

1On trouvera une dfinition du forage radiatif dans lappendice 2.

Figure 1. Profils du CO2 aboutissant une stabilisation de la concen-tration schelonnant de 350 1000 ppmv. A titre de comparaison, la

concentration de CO2 tait voisine de 280 ppmv lpoque prindus-trielle et atteint approximativement 360 ppmv de nos jours. Avant deparvenir une stabilisation pour une concentration comprise entre 350et 750 ppmv, deux itinraires diffrents sont indiqus : les profils S(tirs de GIEC94) et les profils WRE correspondant une situation oles missions de CO2 suivent le scnario IS92ajusquen lan 2000 ouau-del (selon le niveau de stabilisation). Un seul profil est indiqudans le cas dune stabilisation 1000 ppmv. Ces deux ensembles deprofils constituent simplement des exemples tirs dun ventail dvo-lutions possibles vers la stabilisation quon peut dfinir.


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ocans pourrait rduire le stockage du carbone dans le sol et lesocans un niveau quelque peu infrieur celui dfini dans lesmodles mondiaux simplifis du cycle du carbone employs ici etdans le Deuxime Rapport dvaluation. Les incertitudes dues aufait quon a omis certains processus potentiellement essentielsrelatifs aux ocans et la biosphre en cours dvolution duclimat pourraient avoir des incidences sensibles sur les conclu-sions concernant les missions associes la stabilisation.

Sous rserve de certaines incertitudes concernant la sensibilitdu climat, la future volution du climat rsultant dactivitshumaines est dtermine par la somme de tous les foragespositifs et ngatifs dus lensemble des gaz effet de serre etdes arosols dorigine humaine, et non par le niveau du seul

CO2. Dans les scnarios concernant le forage envisags ici,nous faisons appel la somme des forages radiatifs imputables lensemble des gaz ltat de trace (CO2, CH4, O3, etc.) et desarosols. Nous considrons le forage total comme sildcoulait dune concentration quivalente de CO2. Ainsi, laconcentration de lquivalent CO2 est la concentration deCO

2

qui conduirait la mme quantit de forage radiatif que lemlange considr de CO2, dautres gaz effet de serre etdarosols.

La diffrence entre le niveau de lquivalent CO2 et le niveaudu CO2 seul dpend du niveau auquel sont stabilises lesconcentrations dautres gaz et arosols actifs sur le plan radi-atif. Comme les effets des gaz effet de serre sont additifs, lastabilisation de la concentration de CO2 nimporte quelniveau situ au-dessus de 500 ppmv environ est susceptiblede conduire des variations dans latmosphre correspondantau moins au doublement de la concentration de gaz effet deserre par rapport lpoque prindustrielle.

Les projections relatives la temprature et au niveau de la merdpendent de la sensibilit suppose du climat, de lobjectif etde litinraire choisis pour la stabilisation de la concentration deCO2 et des scnarios adopts pour le forage d dautres gaz effet de serre et aux arosols. Dans les cas de rfrence, olon suppose que les missions de gaz autres que le CO2 et deSO2 restent constantes leur niveau de 1990, laugmentation dela temprature moyenne mondiale par rapport 1990 se situeentre 0,5 et 2,0 C en 2100 (figure 2), mais cette fourchette estsensible aux hypothses concernant les autres gaz et lesarosols. Pour obtenir lvolution par rapport lpoque prin-

dustrielle, il faut ajouter 0,3 0,7 C. Le rythme daugmen-tation de la temprature au cours des 50 prochaines annes sesitue entre 0,1 et 0,2 C par dcennie. Llvation du niveau dela mer prvue entre 1990 et 2100 se situe entre 25 et 50 cm(figure 2). Cette lvation prsente une sensibilit semblableaux hypothses concernant les autres gaz et les arosols.

Ce document prsente lvolution de la temprature et duniveau de la mer laquelle pourraient conduire divers niveauxde stabilisation des gaz effet de serre. Il serait cependantpossible, moyennant de nouveaux calculs, de dterminer leniveau de stabilisation des gaz effet de serre ncessaire pouratteindre des objectifs de principe correspondant une volu-

tion de la temprature ou du niveau de la mer lie plusdirectement aux incidences des changements climatiques.

Incidences de lvolution du climat

On sait beaucoup de choses de la sensibilit et de la vulnrabi-lit potentielles de certains systmes et secteurs. A cet gard, ilest possible didentifier des risques importants et des avantagespossibles. Actuellement, cependant, notre capacit intgrerces informations dans une valuation des incidences correspon-dant divers niveaux de stabilisation ou diverses trajectoires

des missions est relativement limite.

Stabilisation des gaz atmosphriques effet de serre : consquences physiques, biologiques et socio-conomiques4

Anne

Variationdelatemprature(C)

IS92e

IS92a

IS92c

2.5

2

1.5

1

0.5

1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100

0

WRE10

00

S750

S650

WRE550

S550

S450

S350

Variationduniveaudelamer(cm

)

IS92e

IS92c

60

50

40

30

20

10

1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100

0

Anne

IS92a

a)

b)

WRE1000

WRE550S7

50

S650

S550

S450

S350

Figure 2. a) Temprature moyenne mondiale projete en cas de stabili-sation de la concentration de CO2 selon les profils S et WRE550 et

1 000. On suppose que les missions de CH4, de N2O et de SO2 restent

leur niveau de 1990 et que la concentration d'hydrocarbures halogns

volue selon un scnario conforme aux objectifs du Protocole de

Montral. On a suppos que la sensibilit du climat s'tablissait une

valeur moyenne de 2,5 C. A titre de comparaison, on a indiqu les

rsultats obtenus pour l'anne 2100 selon les scnarios d'mission

IS92a, c et e. Les valeurs sont indiques par rapport 1990. Pour

obtenir les changements anthropiques par rapport lpoque prindus-

trielle, il faut ajouter 0,3 0,7 C de plus. b) Comme en a), sauf en ce

qui concerne la modification du niveau de la mer l'chelle du globe et

les valeurs centrales des paramtres relatifs la fonte des glaces.


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Si lon connat mal la configuration rgionale des futurs change-ments climatiques, il est clair que la modification du caractre duforage radiatif associe aux missions dorigine humaine vaaltrer sensiblement les climats rgionaux et aura des effetsdiffrents sur les conditions climatiques des diverses rgions. Leschangements quon observera sur le plan local et rgional vontncessairement porter sur la dure des saisons de croissance, surla disponibilit deau et sur lincidence du rgime des perturba-tions (phnomnes extrmes lis des tempratures leves,inondations, scheresses, incendies et pullulation de parasites).Ces changements auront eux-mmes des incidences consi-drables sur la structure et la fonction des milieux naturels etamnags par lhomme. Les systmes et activits particulire-ment sensibles lvolution du climat et du niveau de la mer sontles forts; les cosystmes montagnards, aquatiques et ctiers;lhydrologie et la gestion des ressources en eau (y compris lacryosphre); la production alimentaire et de fibres; linfrastruc-ture humaine et la sant humaine.

Les incidences ne sont pas directement fonction de lampleur etdu rythme dvolution du climat. Pour certaines espces donc pour certains systmes , il existe des seuils de variationde la temprature, des prcipitations et dautres facteurs au-deldesquels il risque de se produire des changements discontinusde viabilit, de structure ou de fonction. Il est impossible,actuellement, de regrouper les incidences de faon obtenir unevaluation globale, en raison dincertitudes concernant lesvariations rgionales du climat et les ractions rgionales, de ladifficult valuer les incidences sur les systmes naturels et lasant humaine et de questions dquit rgionale et intergnra-tionnelle.

La concentration ultime de gaz effet de serre dans latmo-sphre et le rythme daugmentation de cette concentrationrisquent dinfluer sur les incidences, un rythme plus lentdvolution du climat laissant davantage de temps auxsystmes pour sadapter. Cependant, nos connaissances nesont pas suffisantes, actuellement, pour que nous puissionsdfinir avec prcision un rythme et une ampleur des change-ments constituant un seuil.

Cot de la stabilisation de la concentration de CO2

Les facteurs qui influent sur les cots dattnuation du CO2 sontles suivants :

a) futures missions en labsence dintervention (scnariosde rfrence);

b) objectif en matire de concentration et itinraire suivrepour aboutir la stabilisation, qui dterminent le bilan ducarbone disponible pour les missions;

c) comportement du cycle naturel du carbone, qui influe sur lebilan du carbone disponible pour un objectif et un itinraire

donns en matire de concentration;

d) diffrence de prix entre les combustibles fossiles et lessolutions sans carbone et entre divers combustiblesfossiles;

e) progrs techniques et vitesse dadoption de techniques quimettent moins de carbone par unit dnergie produite;

f) frais transitoires associs la rotation des immobilisationscorporelles, qui augmentent en cas de rforme anticipe;

g) degr de coopration internationale, qui dtermine lamesure dans laquelle des solutions peu coteuses datt-nuation sont mises en uvre dans diverses rgions dumonde;

h) hypothses concernant le taux dactualisation employpour comparer les cots divers moments.

Le cot de la rduction des missions dpend du scnario de

rfrence adopt, autrement dit de la faon dont lon prvoitlvolution des missions en labsence de toute intervention.Plus ce scnario est lev, plus il faudra liminer de carbonepour atteindre un objectif donn en matire de stabilisation,donc plus lintervention ncessaire sera lourde. Le cot de larduction des missions dpend galement de lobjectif fixen matire de stabilisation de la concentration. En premireapproximation, cet objectif dfinit une quantit de carbonepouvant tre mis entre aujourdhui et la date laquelle lob-jectif doit tre atteint (bilan du carbone). La valeur de cebilan est un facteur important des cots dattnuation. Pluslobjectif est bas en matire de stabilisation, plus le bilan du

carbone est faible et plus le degr dintervention requis estlev.

Le cot de la stabilisation de la concentration de CO2 dpendgalement du prix des combustibles fossiles par rapport auxsolutions sans carbone. Le prix payer pour atteindre un objec-tif en matire de stabilisation augmente gnralement avec ladiffrence de prix entre les combustibles fossiles et les solutionssans carbone. Une grande diffrence de prix implique que lesconsommateurs devront dpenser nettement plus pour lnergieafin quon puisse rduire les missions en remplaant lescombustibles fossiles par des solutions sans carbone. Ladiffrence de prix entre les combustibles fossiles non tradition-

nels et les solutions sans carbone sera sans doute plus faible quela diffrence de prix entre les combustibles fossiles traditionnelset les solutions sans carbone. Si le ptrole et le gaz continuent contribuer sensiblement lensemble des sources dnergie aumoment o les missions mondiales de CO2 devront trerduites pour atteindre un objectif de stabilisation donn, lesfrais de conversion seront plus levs que si le ptrole et le gazreprsentent une faible partie de lnergie consomme. Bienque le supplment de prix payer pour des solutions sanscarbone doive tre plus faible pour des niveaux de stabilisationplus levs, il nest pas possible de prvoir comment cettediffrence de prix va voluer dans le temps. En outre, la

demande totale dnergie devant tre dautant plus importante

5Stabilisation des gaz atmosphriques effet de serre : consquences physiques, biologiques et socio-conomiques


14/63

que le niveau de stabilisation est lev, leffet net sur le prix dela conversion pour divers niveaux de stabilisation est loin dtreclair.

Un mme objectif en matire de concentration peut tre atteinten faisant passer les missions par plusieurs itinraires. Onpeut quilibrer les missions court terme par rapport auxmissions long terme. Il existe, pour un niveau de stabilisa-tion donn, un bilan autoris dmissions cumulatives decarbone, le choix de litinraire conduisant la stabilisationpouvant tre considr comme le problme de la meilleuremanire (cest--dire de la faon offrant la plus grande effica-cit conomique et les plus faibles incidences dommageables)de rpartir ce bilan dans le temps. Pour un niveau de stabilisa-tion donn, les diffrences entre les itinraires des missionssont importantes, car les cots sont diffrents selon lesitinraires. Plus les missions sont leves au dpart, plus il estdifficile de les corriger par la suite.

Les immobilisations lies lnergie ayant gnralement unelongue dure de vie, une rforme anticipe de celles-ci risquedtre coteuse. Pour viter une rforme anticipe, il faut rpar-tir les actions dattnuation plus galement dans le temps etlespace. Pour rduire le cot de tout objectif en matire destabilisation, il faut investir dans de nouveaux biens de produc-tion et remplacer ceux-ci la fin de leur dure de vie utile(cest--dire au moment de la rotation des immobilisations). Ilsagit dun processus continu.

Le cot dun itinraire de stabilisation dpend aussi de la faondont la technologie influe sur le cot de la rduction des mis-

sions un moment donn et dans le temps. En gnral, le cotdun tel itinraire augmente avec la quantit dmissions rduire en un instant donn. Lvolution des techniques nces-saire pour abaisser le cot de la rduction des missions vaexiger un ensemble de mesures. Un net largissement de larecherche-dveloppement dEtat, la leve des obstacles que lemarch impose au dveloppement et la diffusion des tech-niques, des appuis explicites accords aux marchs, desincitations fiscales et des contraintes appropries imposes auxmissions vont sans doute avoir un effet global qui stimulera latechnologie ncessaire pour abaisser le cot de la stabilisationde la concentration de CO2 dans latmosphre.

Un taux positif dactualisation ferait baisser le montant actueldes cots de lattnuation du fait du moindre poids accord auxfuturs investissements. En effet, plus une charge conomique (larduction des missions en loccurrence) est diffre, plus lescots actuels sont faibles. Dans un contexte plus large, lactual-isation rduit le poids imput aux futures incidences surlenvironnement par rapport aux avantages de la consommationactuelle dnergie. Cette consommation fait paratre lgers desrieux obstacles tels que la conversion rapide des systmes

nergtiques lavenir en dollars daujourdhui et pourraitinfluer sur la faon denvisager lquit intergnrationnelle.

Intgration des informations concernant les incidences et les

cots de lattnuation

Le prsent document sert de cadre pour intgrer les informa-tions sur le cot, les avantages et les incidences de lvolutiondu climat. Les profils de stabilisation supposant une politiqueinchange en matire dmissions pendant quelques dcenniesou davantage nimpliquent pas quil convient de ne rien fairependant une telle priode. En fait, les tudes indiquent quemme dans le cas dune politique inchange pendant uncertain temps, il faudra quand mme prendre des mesures pourfaire baisser sensiblement les missions pendant cette priode.Les stratgies de cration de gammes de mesures entranantdes rductions immdiates ou futures au-dessous du niveauqui correspond une politique inchange sont abordes ci-

aprs.

Il existe de nombreuses possibilits dinitiatives qui facilitentladaptation lvolution du climat, permettent de rduire lesmissions de gaz effet de serre et aboutissent la cration detechniques susceptibles de rduire les missions lavenir. Unniveau de stabilisation donn, exprim par rapport lquiva-lent CO2 ou au forage radiatif total, peut tre obtenu grce diverses combinaisons de mesures de rduction des missionsdes diffrents gaz et laccroissement des puits de gaz effet deserre. Les gouvernements devront dcider de limportance desressources consacrer ces mesures et de la combinaison de

mesures qui, selon eux, seront les plus efficaces. Il est indiqudans le Deuxime rapport dvaluation GTIII2 quil existe denombreuses possibilits de mesures sans regrets3. Vuquactuellement, les politiques sans regrets sont avantageuses,les gouvernements vont devoir dcider sils vont appliquer lagamme complte des mesures sans regrets et comment ils vontle faire et, dans laffirmative, sils iront au-del de mesuresstrictement sans regrets, quand ils le feront et jusqu quelpoint. Le risque dincidences nettes globales quentrane lvo-lution du climat, la prise en compte de laversion pour le risqueet lapplication du principe de prcaution justifient des mesuresallant au-del des mesures sans regrets.


2 Dnomm ci-aprs DRE GTIII.3 Les mesures sans regrets sont celles dont les avantages rduc-

tion du prix de lnergie et rduction des missions de polluants surle plan local ou rgional, par exemple sont gaux ou suprieurs leur prix pour la socit, lexclusion des avantages dune attnua-tion des changements climatiques.


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1.1 Objectifs

Le prsent document technique, fond sur la contribution desGroupes de travail I, II et III au Deuxime Rapport dvaluationdu GIEC (1996),4 approfondit et clarifie les questions scien-tifiques et techniques que pose linterprtation de lobjectif dela Convention-cadre des Nations Unies sur les changementsclimatiques (CCNUCC). Cet objectif est expos dans larticle 2de la Convention-cadre (Nations Unies, 1992) :

Lobjectif ultime de la prsente Convention et de tous instru-ments juridiques connexes que la Confrence des Partiespourrait adopter est de stabiliser, conformment aux disposi-tions pertinentes de la Convention, les concentrations de gaz effet de serre dans latmosphre un niveau qui empche touteperturbation anthropique dangereuse du systme climatique. Ilconviendra datteindre ce niveau dans un dlai suffisant pour

que les cosystmes puissent sadapter naturellement auxchangements climatiques, que la production alimentaire ne soitpas menace et que le dveloppement conomique puisse sepoursuivre dune manire durable.

Larticle 2 exige donc la stabilisation des concentrations de gaz effet de serre. Nous mettons ici laccent sur le CO2, mais nousconsidrons galement plusieurs autres gaz pour illustrer lesincertitudes associes un objectif plus gnral de stabilisationde gaz multiples et pour souligner ce quil est possible daf-firmer avec une relative confiance.

Le rapport historique vident tabli entre les missions de CO2et lvolution de la concentration de ce gaz dans latmosphreainsi que notre connaissance tendue du cycle du carboneimpliquent que si lon continue demployer des combustiblesfossiles, de produire du ciment et de dgager du CO2 dans lecadre de lexploitation du sol, au rythme pass ou actuel ou unrythme plus rapide lavenir, la concentration de ce gaz danslatmosphre va slever. Pour comprendre comment va voluerla concentration de CO2 lavenir, il convient de quantifier lerapport qui existe entre les missions de ce gaz et sa concentra-tion dans latmosphre en employant des modles du cycle ducarbone.

Le prsent document sinspire de renseignements prsentsdans DRE GTI, GTII et GTIII. Nous commenons paranalyser les rsultats dun ensemble de calculs normaliss(prsents dans le Rapport 1994 du GIEC5 et dans DRE GTI)ayant servi analyser les rapports existant entre les missionset les concentrations plusieurs niveaux de stabilisation duCO2 dans latmosphre, en suivant deux itinraires distincts

pour atteindre chaque niveau. Nous nous penchons ensuite surles effets dautres gaz effet de serre et arosols sulfats (dusaux missions de SO2) et nous valuons les variations de latemprature et du niveau de la mer lies aux divers niveaux destabilisation considrs. Enfin, nous passons rapidement enrevue les incidences ventuelles, positives ou ngatives, desvariations de la temprature et du niveau de la mer projetes etnous abordons le cot de mesures de stabilisation des gaz effet de serre.

Les projections quant lvolution de la temprature et ll-vation du niveau de la mer sont tablies partir des modlessimplifis prsents dans DRE GTI. Ces modles ont t talon-ns par rapport des modles plus complexes. Ces derniersnont pas t utiliss pour les analyses prsentes ici, car il ett trop onreux et trop long de les faire tourner pour le grandnombre de cas tudis, et du fait que les rsultats moyens

mondiaux auxquels ils aboutissent peuvent tre reprsentscorrectement au moyen de modles plus simples (voir le docu-ment technique II du GIEC : Introduction aux modlesclimatiques simples employs dans le Deuxime rapport dval-uation du GIEC).

Une srie de variantes des profils de concentration a temploye dans DRE GTI pour valuer les consquences clima-tiques ventuelles a) de la stabilisation de la concentration deCO2 en passant par divers itinraires, b) de scnarios plausiblesdes futures missions pour des gaz ltat de trace autres que leCO2, et c) des futures missions de SO2 divers niveaux (impli-

quant divers niveaux pour les arosols). Dans le contexte delarticle 2 de la Convention-cadre, il est important dtudier unesrie de profils dmissions de gaz effet de serre susceptiblesde conduire la stabilisation de leur concentration dans latmo-sphre afin de pouvoir envisager diverses possibilits etincidences. En outre, lanalyse de divers profils vite de porterun jugement sur le rythme ou lampleur de lvolution consi-drer comme une perturbation dangereuse. Etant donn quilest essentiel de comprendre les contraintes quimplique lastabilisation des gaz effet de serre pour formuler une politiquerelative aux objectifs de la Convention-cadre et sa mise enuvre, nous prsentons ici un guide et une valuation appro-fondie des calculs sur la stabilisation prsents dans GIEC94 et

dans DRE GTI et GTIII.

Plus prcisment, nous allons :

a) prsenter un guide sur la stabilisation des gaz effet deserre, lvaluation du forage radiatif et la notion dqui-valent CO2 (concentration de CO2 conduisant unforage radiatif moyen mondial qui correspond laug-mentation prvue de tous les gaz si lon considre unensemble de gaz);

1. INTRODUCTION

4 Que nous dnommerons ci-aprs DRE GTI, DRE GTII et DRE GTIII.5 GIEC, 1995. Cet ouvrage sera dsormais dnomm GIEC94.


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b) prsenter un ensemble de rfrence de profils de stabilisationdu CO2 qui, en passant par deux types ditinraires,conduiront une stabilisation situe entre 350 et 750 ppmv,un seul profil conduisant une stabilisation 1000 ppmv;

c) prsenter les missions quentraneraient les profils destabilisation voqus ci-dessus;

d) envisager la stabilisation de facteurs de forage radiatifautres que le CO2;

e) calculer ( partir dun modle simplifi du climat) lvolu-tion de la temprature et du niveau de la mer moyensmondiaux correspondant aux divers profils tablis pour leCO2, en faisant appel une srie dhypothses en ce quiconcerne les missions de CH4, de N2O et de SO2 et diverses valeurs pour la sensibilit du climat et lesparamtres des modles de fonte des glaces afin de quali-fier les incertitudes (des modles climatiques simples sont

prsents dans le document technique II du GIEC);

f) aborder les consquences ventuelles pour lenvironne-ment de lvolution calcule de la temprature et du niveaude la mer;

g) prsenter les facteurs qui influent sur le cot de lattnuation;

h) examiner la mthode employe pour intgrer les effets delvolution du climat et du niveau de la mer et les cotsdattnuation afin dobtenir un tableau plus complet desconsquences de lvolution de la composition de latmo-

sphre.

1.2 Points essentiels

1.2.1 Quelques lments fondamentaux concernant les gaz

effet de serre et les arosols troposphriques (pour

de plus amples dtails, voir la contribution du Groupe

de travail I au Deuxime Rapport dvaluation)

Le prsent document est ax essentiellement sur le CO2, car, cejour et selon les projections, cest celui des gaz effet de serre quia leffet le plus prononc sur le forage radiatif (1,56 W m-2 pour

le CO2 contre 0,47 W m-2 pour le CH4, 0,14 W m-2 pour le N2Oet 0,27 W m-2 pour les hydrocarbures halogns en 1990). Ontrouvera un expos sur lutilit du forage radiatif pour les tudessur lvolution du climat dans GIEC94 (chapitre 4) et dans ledocument technique II du GIEC. Nous considrons aussi, dansce document, les consquences dune srie dhypothses pour lesfutures missions dautres gaz effet de serre et de SO2,prcurseur important des arosols (les arosols pouvant avoir uneaction de refroidissement de la plante).

En ce qui concerne les arosols troposphriques (particulesmicroscopiques en suspension dans lair) rsultant de la combus-

tion de combustibles fossiles, de la combustion de la biomasse et

dautres sources anthropiques, on a fix le chiffre trs incertainde -0,5 W m-2 pour le forage direct (fourchette : de -0,25 -1,0W m-2) tabli comme moyenne mondiale pour les 100 derniresannes. Il pourrait y avoir galement un forage indirect ngatif par modification des nuages qui reste trs difficile quan-tifier (voir DRE GTI, chapitre 2). Comme les arosols ont unecourte dure de vie dans latmosphre, leur rpartition doncleurs effets radiatifs immdiats possdent un caractre trsrgional. Localement, le forage ngatif d aux arosols peuttre suffisamment important pour surcompenser le foragepositif imputable aux gaz effet de serre. Cependant, bien que leforage ngatif soit concentr dans des rgions et zones subcon-tinentales particulires, il a des effets dchelle continentale hmisphrique sur le climat en raison de couplages dans la circu-lation atmosphrique.

1.2.2 Stabilisation de la concentration de CO2 (pour de

plus amples dtails, voir la contribution du Groupe

de travail I au Deuxime Rapport dvaluation)

Parmi les cas de stabilisation tudis, les missions doriginehumaine cumules de 1991 2100 se situent entre 630 GtCpour une stabilisation 450 ppmv et 1410 GtC pour unestabilisation 1 000 ppmv. Notons titre de comparaisonque, dans le cas des scnarios IS92 du GIEC, les missionscumules correspondantes se situent entre 770 et 2190 GtC.

Pour chaque niveau de stabilisation tabli de 350 750 ppmv,deux sries ditinraires sont envisages : les itinraires S,qui scartent immdiatement du scnario IS92a, et les

itinraires WRE, qui, au dpart, collent ce scnario. Un seulitinraire conduisant une stabilisation 1000 ppmv est envi-sag. Dans les itinraires WRE, on a prvu des missions plusimportantes courte chance, mais une volution plus prcoceet plus rapide allant dune augmentation une diminution desmissions, suivie ultrieurement dmissions plus faibles.

La rtroaction des cosystmes et des ocans pourrait rduire lestockage du carbone dans le sol et les ocans un niveau quelquepeu infrieur celui tabli dans les modles mondiaux simplifisdu cycle du carbone employs ici et dans le Deuxime Rapportdvaluation. Les incertitudes dues au fait quon a omis certainsprocessus potentiellement essentiels relatifs aux ocans et la

biosphre en cours dvolution transitoire du climat pourraientavoir des incidences sensibles sur les conclusions concernant lesmissions associes la stabilisation.

1.2.3 Prise en compte des effets climatiques dautres gaz

effet de serre et arosols : la notion dquivalent

CO2

Sous rserve de certaines incertitudes concernant la sensibilitdu climat (voir ci-aprs), la future volution du climat rsultantdactivits humaines est dtermine par la somme de tous les

forages positifs et ngatifs dus lensemble des gaz effet de



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serre et des arosols dorigine humaine, et non par le niveau duseul CO2. Les scnarios concernant le forage employs dansnombre des sorties de modles reprsentent la somme desforages radiatifs imputables lensemble des gaz ltat detrace (CO2, CH4, O3, etc.) et des arosols. On peut considrer leforage total comme sil dcoulait dune concentration qui-valente de CO

2

. Ainsi, la concentration dquivalent CO2

estla concentration de CO2 qui conduirait la mme quantit deforage radiatif moyen mondial que le mlange considr deCO2, dautres gaz effet de serre et darosols.

La diffrence entre le niveau de lquivalent CO2 et le niveau duCO2 proprement dit dpend du niveau auquel sont stabilisesles concentrations dautres gaz et arosols actifs sur le plan radi-atif. Le niveau de stabilisation choisi pour le CH4, le N2O et leSO2 peut influer sensiblement sur lquivalent CO2. Si les mis-sions de ces gaz restaient constantes aux niveaux daujourdhui,lquivalent CO2 se stabiliserait un niveau compris entre 26ppmv environ (S350) et 74 ppmv (WRE 1000) au-dessus du

niveau du seul CO2. Comme les effets des gaz effet de serresont additifs, la stabilisation de la concentration de CO2 nim-porte quel niveau situ au-dessus de 500 ppmv environ estsusceptible de conduire des variations dans latmosphrecorrespondant au moins au doublement de la concentration degaz effet de serre par rapport lpoque prindustrielle.

1.2.4 Consquences pour la temprature et le niveau de

la mer de la stabilisation des gaz effet de serre

Dans le prsent document, nous faisons appel deux indices

simples de lvolution du climat : la temprature et llvationdu niveau de la mer moyennes mondiales. Lvolution de latemprature moyenne mondiale est le principal facteur quidtermine llvation du niveau de la mer. Il sagit galementdun indicateur utile de lvolution globale du climat. Il fautvoir, cependant, que cette volution ne va pas se produire defaon uniforme sur lensemble du globe. Les variations detemprature et dautres variables climatiques telles que prci-pitations, nbulosit et frquence des phnomnes extrmesvont fluctuer considrablement selon les rgions. Pour pouvoirvaluer les consquences des changements climatiques, il fautconsidrer la variabilit de tous les facteurs dans lespace :forage climatique, raction du climat et vulnrabilit des

ensembles rgionaux de ressources humaines et naturelles.Cependant, ltude des dtails rgionaux dpasse la porte duprsent document.

La configuration dans lespace de certains agents de forageradiatif, notamment les arosols, est trs htrogne et accrot lavariabilit dans lespace des changements climatiques. Nousprsentons ici le forage d aux arosols par rapport desmoyennes mondiales de faon que le lecteur puisse se faire uneide de son ampleur globale, de son effet sur la tempraturemoyenne mondiale et de son incidence sur llvation du niveaude la mer. Leffet du forage imputable aux arosols sur des

changements climatiques dtaills risque, en termes de moyenne

mondiale, dtre trs diffrent de leffet dun forage comparabled aux gaz effet de serre. En ce qui concerne lvolutionrgionale du climat et les incidences sur celui-ci, par consquent,il ne faut pas considrer que le forage ngatif ou refroidisse-ment imputable aux arosols compense simplement le foraged aux gaz effet de serre.

Les projections relatives la temprature et au niveau de la merdpendent de la sensibilit suppose du climat, de lobjectif etde litinraire choisis pour la stabilisation de la concentration deCO2 et des scnarios adopts pour le forage d dautres gaz effet de serre et aux arosols. Limportance relative de cesfacteurs est fonction de lintervalle de temps pendant lequel ilssont compars. Jusquen 2050, les diffrences entre lesitinraires choisis pour la concentration de CO2 dans le cas dunobjectif unique de stabilisation sont aussi importantes que lechoix de cet objectif. A plus longue chance, en revanche, lechoix de lobjectif devient ncessairement plus important. Lesautres gaz effet de serre et notamment les missions de SO2

ont aussi davantage dimportance que le choix de lobjectif, dumoins jusquen 2050. Cependant, un facteur lemporte sur tousles autres : il sagit de la sensibilit du climat, dont lincertitude,dans toutes les projections, est dominante par rapport aux autresincertitudes.

1.2.5 Incidences

On sait beaucoup de choses de la sensibilit et de la vulnrabi-lit potentielles de certains systmes et secteurs. A cet gard, ilest possible didentifier des risques importants et des avantages

possibles. Actuellement, cependant, notre capacit intgrerces informations dans une valuation des incidences correspon-dant divers niveaux de stabilisation ou diverses trajectoiresdes missions est relativement limite.

Si lon connat mal la configuration rgionale des futurschangements climatiques, il est clair que la modification ducaractre du forage radiatif associe aux missions doriginehumaine va altrer sensiblement les climats rgionaux et aurades effets diffrents sur les conditions climatiques des diversesrgions. Les changements quon observera sur le plan local etrgional vont ncessairement porter sur la dure des saisons decroissance, sur la disponibilit deau et sur lincidence du

rgime des perturbations (phnomnes extrmes lis destempratures leves, inondations, scheresses, incendies etpullulation de parasites). Ces changements auront eux-mmesdes incidences considrables sur la structure et la fonction desmilieux naturels et amnags par lhomme. Les systmes etactivits particulirement sensibles lvolution du climat et duniveau de la mer sont les forts; les cosystmes montagnards,aquatiques et ctiers; lhydrologie et la gestion des ressourcesen eau (y compris la cryosphre); la production alimentaire etde fibres; linfrastructure humaine et la sant humaine. Laplupart des tudes dimpact actuelles consistent en des analysesdes consquences de lvolution du climat lquilibre en cas

de doublement de la concentration dquivalent CO2. Peu



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dtudes, ce jour, portent sur les ractions dans le temps desconditions plus ralistes supposant une augmentation de laconcentration des gaz effet de serre.

Les incidences ne sont pas directement fonction de lampleur etdu rythme de lvolution du climat. Pour certaines espces donc pour certains systmes , il existe des seuils de variationde la temprature, des prcipitations et dautres lments au-del desquels il risque de se produire des changementsdiscontinus de viabilit, de structure ou de fonction.

Il est impossible actuellement de regrouper les incidences defaon obtenir une valuation globale, en raison de notreconnaissance insuffisante des variations rgionales du climatet des ractions rgionales, de la difficult valuer les inci-dences sur les systmes naturels et la sant humaine et dequestions dquit interrgionale et intergnrationnelle.

La concentration ultime de gaz effet de serre dans latmo-

sphre et le rythme daugmentation de cette concentrationrisquent dinfluer sur les incidences, un rythme plus lent dvo-lution du climat laissant davantage de temps aux systmes poursadapter. Cependant, nos connaissances ne sont pas suffi-santes, actuellement, pour que nous puissions dfinir avecprcision un rythme et une ampleur des changements consti-tuant un seuil.

1.2.6 Cot de la stabilisation des missions de CO2

Les facteurs qui influent sur les cots dattnuation du CO2 sont

les suivants :a) futures missions en labsence dintervention (scnarios

de rfrence);

b) objectif en matire de concentration et itinraire suivrepour aboutir la stabilisation, qui dterminent le bilan ducarbone disponible pour les missions;

c) comportement du cycle naturel du carbone, qui influe surle bilan du carbone disponible pour un objectif et unitinraire donns en matire de concentration;

d) diffrence de prix entre les combustibles fossiles et lessolutions sans carbone et entre divers combustiblesfossiles;

e) progrs techniques et vitesse dadoption de techniques quimettent moins de carbone par unit dnergie produite;

f) frais transitoires associs la rotation des immobilisationscorporelles, qui augmentent en cas de rforme anticipe;

g) degr de coopration internationale, qui dtermine lamesure dans laquelle des solutions peu coteuses dattnu-

ation sont mises en uvre dans diverses rgions du monde;

h) hypothses concernant le taux dactualisation employpour comparer les cots divers moments.

1.2.7 Intgration de linformation sur les incidences et

sur les cots de lattnuation

Le prsent document sert de cadre pour intgrer les informationssur le cot, les avantages et les incidences de lvolution du cli-mat. Il convient dabord de noter que les profils de stabilisationsupposant une politique inchange en matire dmissions pen-dant quelques dcennies ou davantage nimpliquent pas quilconvient de ne rien faire pendant une telle priode. En fait, lestudes indiquent que mme dans le cas dune politique inchangependant un certain temps, il faudra quand mme prendre desmesures pour faire baisser sensiblement les missions pendantcette priode. Les stratgies de cration de gammes de mesuresentranant des rductions immdiates ou futures au-dessous duniveau qui correspond une politique inchange sont abordes

ci-aprs.

Nous cherchons montrer ici comment il est possible de runirdes informations sur le cot, les incidences et les avantages dela stabilisation de la concentration des gaz effet de serre danslatmosphre. Une telle analyse, qui se prte divers modes deprise de dcisions, comporte deux volets. Le premier volet, quiporte sur les incidences, consiste rassembler des informationssur lvolution prvue de la concentration puis valuer leschangements climatiques ventuels et leurs consquences. Ledeuxime volet, qui porte sur lattnuation, consiste regrouperdes informations sur les missions et sur le cot des mesures

dattnuation devant aboutir une srie ditinraires et deniveaux de stabilisation. Il faut combiner ces deux volets pourobtenir une valuation intgre des changements climatiques etde la stabilisation (figure 3).

Un niveau de stabilisation donn, exprim par rapport lquivalent CO2 ou au forage radiatif total, peut tre obtenugrce diverses combinaisons de mesures de rduction des

Evaluationintgre

Analyse del'attnuation

Concentrations

Emissions

Changementclimatique

Forageradiatif

Incidences

Cot de l'attnuation

Incidences

Figure 3 Aperu de la structure et de lagencement logique du prsent

document technique.


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missions des diffrents gaz et laccroissement des puits degaz effet de serre. Il devrait tre possible dabaisser le cotde lattnuation si lon analyse lensemble de ces solutions etsi lon choisit les moins onreuses tout en tenant compte dessources et des puits. Pour obtenir une rpartition optimale desmesures, il faudra recueillir des informations sur lesconsquences pour la concentration et le climat des diversesstratgies concernant les missions, sur le cot de lattnua-tion et dautres caractristiques des diverses solutions, et surles chelles de temps et les indices climatiques et non clima-tiques des incidences utiliser pour comparer les divers gaz.En raison dune forte incertitude, il faudra, dans le cadre dunprocessus volutif, rvaluer et modifier ces ensembles demesures ds que de nouvelles informations seront dispo-nibles.

Afin de mettre en uvre une gamme de mesures pour faireface lvolution du climat, les gouvernements devrontdcider de limportance des ressources consacrer ces

mesures et de la combinaison de mesures qui, selon eux,seront les plus efficaces. Vu quactuellement, les politiquessans regrets sont avantageuses, les gouvernements vontdevoir dcider sils vont appliquer la gamme complte desmesures sans regrets et comment ils vont le faire et, danslaffirmative, sils iront au-del de mesures strictementsans regrets, quand ils le feront et jusqu quel point. Lerisque dincidences nettes globales quentrane lvolutiondu climat, la prise en compte de laversion pour le risque etlapplication du principe de prcaution justifient desmesures allant au-del des mesures sans regrets (DREGTIII).

Il existe de nombreuses possibilits dinitiatives qui facilitentladaptation lvolution du climat, permettent de rduire lesmissions de gaz effet de serre et aboutissent la crationde techniques susceptibles de rduire les missions lavenir : rduction immdiate des missions afin de ralentirlvolution du climat; recherche-dveloppement sur denouvelles techniques dapprovisionnement et de conservationvisant abaisser les futurs cots dattnuation; poursuite desrecherches visant rduire les incertitudes scientifiquescritiques; investissement dans des mesures qui aideront lessocits humaines et les cosystmes sadapter lvolutiondu climat grce lattnuation des incidences ngatives et

aux avantages rsultant de laugmentation du CO2 (par ex.grce laccroissement de lefficacit avec laquelle certainescultures haute teneur en CO2 utilisent leau ou les lmentsnutritifs). Il sagit non pas de choisir entre tout ou rien,mais dopter pour une rpartition correcte de diversesmesures, prises dans leur ensemble et successivement. Cetterpartition va varier dans le temps selon lobjectif dfini enmatire de concentration, qui pourra lui-mme tre ajust lalumire des nouvelles connaissances scientifiques etconomiques. La gamme de mesures approprie, qui vagalement varier selon les pays, dpendra des marchs delnergie, de considrations conomiques, de la structure

politique et de la rceptivit de la socit.

1.3 Guide du prsent document

1.3.1 Stratgie adopte

La figure 3 illustre lorganisation du prsent document. Cetteorganisation a pour objet de runir des informations impor-tantes intressant un grand nombre de dcideurs propos de lamise en uvre de lobjectif de la CCNUCC. Ces informationssinscrivent dans deux grandes catgories (ou volets), nces-saires pour comprendre quels sont les cots et les avantages dela stabilisation. Dans la premire catgorie, nous avons rassem-bl des renseignements sur lvolution du climat et sur sesconsquences. Dans la deuxime, nous avons runi desrenseignements sur les missions et sur le cot de leur attnua-tion. Les renseignements sur la stabilisation de la concentrationde gaz effet de serre, recueillis dans DRE GTI, GTII et GTIII,sont exploiter dans le cadre dune analyse plus intgre.

La stratgie que nous avons adopte dcoule de DRE GTI. Les

auteurs de ce document se sont fonds sur une srie de profilsdes concentrations pour calculer les missions doriginehumaine conformment la physique et la biologie des co-systmes ocaniques et terrestres, bien que sous une formesimplifie (voir la section 2.2.1.3 sur les incertitudes). A partirdes profils des concentrations, nous avons dtermin, enemployant les modles climatiques simplifis prsents dansDRE GTI (section 6.3), la temprature et le niveau de la mermoyens mondiaux quentranerait la concentration de CO2considre dans les profils (section 2.3). Nous avons galementeffectu des analyses de sensibilit indiquant les effets desautres gaz et arosols sur les analyses centrales relatives au

CO2. Lvolution moyenne mondiale de la temprature et duniveau de la mer sert de cadre ltude des consquences pourles ressources naturelles, les infrastructures, la sant humaine etdautres lments sur lesquels influe le climat (section 3.1).Cest ainsi que se termine le volet incidences de lanalyse(voir la figure 3). On notera que cette analyse ne prsente quuntableau moyen mondial simplifi des consquences. Pourobtenir un tableau plus dtaill, il faut considrer lvolution duclimat et la vulnrabilit des systmes sur un plan rgional(sujet abord dans DRE GTI, chapitre 6, ainsi que dans DREGTII).

Le volet cot des mesures dattnuation de cette analyse a

galement pour point de dpart les profils des concentrations(voir la figure 3). Ces profils sont utiliss paralllement desmodles du cycle du carbone (voir DRE GTI, section 2.1 etGIEC94, section 1.5) pour calculer les missions anthropiquesconformment ces modles (section 2.2.1). Si lon part deshypothses appropries, les missions calcules peuvent servirdans des modles conomiques pour valuer combien ilreviendrait de suivre le profil de stabilisation plutt quunetrajectoire supposant une politique inchange (section 3.2). Ilest possible de calculer le cot de lattnuation pour un grandnombre de profils de stabilisation, laide de multiplesmodles conomiques, ce qui donnera une ide de la fourchette

des cots dattnuation envisageables pour un objectif et un



20/63

itinraire de stabilisation donns. On notera que dans toutes cesanalyses, on tient compte des cots conomiques de la stabili-sation correspondant des profils de concentration donns.Ainsi, les trajectoires ne sont pas optimales et ne constituentpas des recommandations. Elles servent plutt illustrer lesliens existant entre les concentrations et les missions, donc lecot de lattnuation.

Thoriquement, les deux volets se rejoignent la fin de lasection sur lintgration de linformation relative aux incidenceset aux cots de lattnuation (section 3.3). Ni lun ni lautre deces volets ne constitue une base complte pour la prise de dci-sions. Ce type gnral de problme se prte une grande varitde cadres de prise de dcisions, dans lesquels il est possibledintgrer cette information de multiples faons (voir DREGTIII, chapitre 4).

1.3.2 Cadres dcisionnels

Sil est important de runir des informations sur les cots et lesavantages de la stabilisation, cette opration ne revient pas unesimple analyse cots-avantages. Le paradigme cots-avantagesest lapplication dcisionnelle la plus courante de la mise enquilibre des cots et des avantages, mais il ne sagit pas de laseule approche existante. Il existe en effet dautres techniques :analyse defficacit, analyse multicritre et analyse des dci-sions (DRE GTIII, p. 151). Il convient, dans les cadresdcisionnels, de considrer lincertitude de lvolution prvue

des concentrations, des effets sur le climat qui sensuivront etdes consquences pour les socits humaines et les cosys-tmes. Il existe une vaste gamme de paradigmes tenant comptede cette incertitude, dont on trouvera le rsum dans DREGTIII.

Lanalyse des incertitudes biophysiques et conomiquesprsente dans le prsent document ne constitue quun brefrsum de ces questions. Bien quon puisse en trouver unexpos plus dtaill dans DRE GTI, II et III, il reste analyser dans son ensemble lincertitude attache lopra-tion qui consiste tablir un lien entre les concentrations etleurs cots et consquences. Indpendamment de la tech-nique employe dans le processus de dcision, on peututiliser les informations concernant les cots et les avantagesde lattnuation des missions pour amliorer la qualit desdcisions de principe.

Dans le prsent document, nous ne cherchons juger ni les

aspects pratiques de la mise en uvre de stratgies dattnua-tion des missions, ni les problmes dimpartialit et dquitque posent ces questions. Si nous nous situons dans uneperspective mondiale, cest pour des questions mthodo-logiques et pdagogiques, ce qui nimplique nullement quelaspect rgional a moins dimportance. Il est clair quune poli-tique climatique doit tenir compte dun grand nombre deconsidrations nationales et internationales. Tout cela ajoute la grande complexit des problmes auxquels sont confrontsles dcideurs.



21/63

2.1 Principes gnraux de la stabilisation : stabilisationdu dioxyde de carbone et dautres gaz

Les aspects scientifiques de la stabilisation de la concentrationde CO2 dans latmosphre par rapport la stabilisation de laconcentration dautres gaz prtent confusion, particulirementen ce qui concerne la notion de dure de vie. Les processusqui gouvernent la dure de vie des principaux gaz sont prsen-ts en dtail dans DRE GTI (chapitre 2) et dans GIEC94,documents contenant des renseignements essentiels pour cettebrve tude.

La plupart des rservoirs de carbone changent du CO2 aveclatmosphre : ils absorbent (ocans) ou assimilent (cosys-tmes) et dgagent (ocans) ou respirent (cosystmes) du CO2.

Le point essentiel, ici, cest que le carbone dorigine humainemis dans latmosphre nest pas dtruit mais sajoute auxrservoirs de carbone, parmi lesquels il est redistribu. Lesrservoirs en question changent du carbone entre eux sur unevaste gamme dchelles de temps dtermines par la dure derenouvellement de chacun dentre eux. Les dures de renou-vellement vont de quelques annes ou dcennies (renou-vellement du carbone dans les plantes) plusieurs millnaires(renouvellement du carbone en eau profonde et dans les nappessouterraines longue dure de vie). Ces chelles de temps sontgnralement nettement plus longues que la dure moyenne desjour dune molcule donne de CO2 dans latmosphre, qui

nest que de quatre ans. Le grand nombre des chelles de tempsa une autre consquence remarquable : il est impossible dequalifier par une seule constante de temps lvolution duneconcentration perturbe de CO2 dans latmosphre vers unnouvel quilibre. Ainsi, toute tentative de qualifier lexpulsionhors de latmosphre du CO2 dorigine humaine par une seuleconstante de temps (par ex. 100 ans) ne peut tre interprte quedans un sens qualitatif. Une valuation quantitative fonde surune seule dure de vie serait errone.

Contrairement au CO2, les arosols et les gaz effet de serreautres que le CO2 tels que les hydrocarbures halogns, le CH4et le N2O sont dtruits (par oxydation ou dcomposition

photochimique, ou alors, pour les arosols, par dpt sur le sol).Le temps quune molcule (ou particule) de ce type passe enmoyenne dans latmosphre (cest--dire sa dure de renou-vellement) est gal ou peu prs semblable la duredajustement.

Le mthane, mis dans latmosphre par diverses sources (voirDRE GTI), est dtruit principalement par oxydation par leradical hydroxyle (OH) dans latmosphre et par des micro-organismes dans le sol. La dure dajustement duneperturbation du mthane atmosphrique est gouverne par sonoxydation (qui donne du CO2 et de la vapeur deau) plutt que

par change avec dautres rservoirs, do lventualit dune

rintroduction ultrieure de mthane dans latmosphre. Lecalcul de la dure de vie du mthane est compliqu par lesrtroactions qui se produisent entre le CH

4

et le radical OH :1 % daugmentation de la concentration de mthane modifie de-0,17 +0,35 %. le taux dlimination de ce gaz (DRE GTI,section 2.2.3.1). De nombreux autres processus de rtroactionqui se produisent dans le systme CH4-CO-O3-OH-NOx-UVinfluent galement sur la dure de vie du mthane. Le mthanepeut se stabiliser lchelle de sa dure de vie dans latmo-sphre : quelques dcennies ou moins.

Lhmioxyde dazote a une longue dure de vie : de 100 150ans. Le N2O est limin de la troposphre (o il a un effet deserre) par change avec la stratosphre o il est lentementdtruit par dcomposition photochimique. Tout comme le

mthane, il a une dure de vie gouverne par sa vitesse dedestruction. Comme le mthane galement, il est dtruit pluttquchang avec dautres rservoirs de N2O. Pour que laconcentration de N2O se stabilise, il faut que ses sourcessoient rduites. Une telle rduction doit staler sur unelongue priode pour influer sur la concentration de ce gaz, caril a une dure de vie denviron 120 ans. Par ailleurs, la concen-tration en arosols sajuste en quelques jours ou quelquessemaines la suite dune variation des missions darosolsou de leurs prcurseurs.

2.2 Profil des concentrations, scnarios concernantdautres gaz ltat de trace et calcul de lquiva-lent CO2

2.2.1 Consquences de la stabilisation pour les missions

2.2.1.1 Profil des concentrations conduisant une stabili-

sation

Dans le prsent document, nous valuons les 11 profils carac-tristiques de concentration du CO2 (qui se stabilisent entre 350et 1000 ppmv; il sagit des profils dits S et WRE) prsen-ts dans DRE GTI. Ces profils dfinissent des itinraires de

concentration dans le temps qui conduisent progressivement une stabilisation au niveau considr (figure 4). Les profilsWRE prvoient une concentration du CO2 plus importante etplus prcoce que les profils S, mais ils aboutissent au mmeniveau au moment de la stabilisation (Wigley et al., 1996). Lesprofils peuvent galement servir de paramtres pour calculerune fourchette dmissions dfinies dans le temps. Les mis-sions ainsi calcules peuvent elles-mmes servir de paramtresdans des modles conomiques servant dterminer le cotdattnuation quimplique la rduction des missions si lon suitun profil de concentration donn. Il est noter que cetteapproche ne permet pas de calculer litinraire optimal des

missions ni den dire quoi que ce soit dautre.

2. CONSQUENCES GOPHYSIQUES DE LA STABILISATION DES GAZ EFFET DE SERRE


22/63

2.2.1.2 Consquences de la stabilisation de la concentra-

tion de CO2pour les missions

Nous rtudions ici les profils S350-750 et WRE350-1000prsents dans GIEC94 (chapitre 1) et dans DRE GTI (section2.1), mais de faon plus approfondie quil na t possible de

le faire dans ces documents. Nous prsentons dabord desgraphiques montrant la concentration de CO2 par rapport autemps (figure 4) et les missions correspondantes par rapportau temps pour lensemble des 11 profils, ainsi, titre decomparaison, que les scnarios IS92a, c et e (figure 5). Onnotera que les missions de CO2 prvues dans les scnariosIS92a et e sont plus leves en 2050 que celles correspondant tous les profils S et WRE ( lexception du profil WRE1000,o lon a adopt les concentrations dfinies dans le profilIS92a jusquen 2050). Le scnario IS92c indique des mis-sions plus faibles en 2050 que les profils S550 et WRE550 etque lensemble des profils correspondant des niveaux plus

levs de stabilisation, quel que soit litinraire des missions.

On trouvera chez Enting et al. (1994) de plus amples infor-mations concernant les hypothses sur lesquelles sont fondsces rsultats et sur les diffrences entre les modles. Pour lesprofils de stabilisation dfinis, une priode daugmentationdes missions est gnralement suivie dune diminutionrapide jusquau niveau de stabilisation. On notera ici encore

que ces caractristiques ne sappliquent pas aux profils S350et WRE350, qui prvoient des missions ngatives pendant uncertain temps, le niveau 350 ppmv tant plus bas que laconcentration actuelle. La figure 5 montre que les profilsWRE prvoient des missions plus importantes dans unpremier temps, suivies dun passage plus rapide de laugmen-tation la diminution des missions, ainsi que des missionsplus faibles par la suite, avant que les missions correspondantaux profils S et WRE ne convergent. Nous ne nous attachonspas ici dfinir un itinraire optimal pour les missions. Nousnous contentons de montrer quelles sont les consquencespour les missions ditinraires dfinis de la stabilisation des

concentrations.


C

oncentrationdeCO

2

dansl'atmosphre(ppmv)

C

oncentrationdeCO

2


ConcentrationdeCO

2


ConcentrationdeCO

2


ConcentrationdeCO

2


ConcentrationdeCO

2


460

S350

WRE350

440

420

400

380

360

3401990 2050 2110 2170 2230 2290

Anne

350 ppmv460

S450

WRE450440

420

400

380

360

3401990 2050 2110 2170 2230 2290

Anne

450 ppmv

S550

WRE550

650

600

550

500

450

400

350

650

600

550

500

450

400

3501990 2050 2110 2170 2230 2290

Anne

550 ppmv

S650

WRE650

1990 2050 2110 2170 2230 2290

Anne

650 ppmv

S750

WRE750

950

850

750

650

550

450

3501990 2050 2110 2170 2230 2290

Anne

750 ppmv

WRE1000

950

850

750

650

550

450

3501990 2050 2110 2170 2230 2290

Anne

1000 ppmv

a) (b

c) d)

e) f)

Figure 4. Profils du CO2 aboutissant une stabilisation de la concentration s'chelonnant de 350 1 000 ppmv. A titre de comparaison, la con-

centration de CO2 tait voisine de 280 ppmv l'poque prindustrielle et atteint approximativement 360 ppmv de nos jours. Avant de par-venir une stabilisation pour une concentration comprise entre 350 et 750 ppmv, deux itinraires diffrents sont indiqus : les profils S (tirsde GIEC94) et les profils WRE (Wigley, et al., 1996) correspondant une situation o les missions de CO2 suivent le scnario IS92ajusqu'enl'an 2000 ou au-del (selon le niveau de stabilisation). Un seul profil est indiqu dans le cas d'une stabilisation 1000 ppmv. Ces deux ensem-bles de profils constituent simplement des exemples tirs d'un ventail d'volutions possibles vers la stabilisation quon peut dfinir.


23/63


10

8

6

4

2

0

2

S350

WRE350

Emissionsanthropiques(GtC/an)


10

8

6

4

2

0

2

350 ppmv

Anne

S350

WRE350

IS92e IS92a IS92ca)

14

S650

WRE65012

10

8

6

4

0

2



650 ppmv

Anne

14

S650

WRE65012

10

8

6

4

0

2

IS92e IS92a

IS92c

d)

10

8

6

4

2

0

2

S450

WRE450E

missionsanthropiques(GtC/an)


10

8

6

4

2

0

22

000

2010

2020

2030

2040

450 ppmv

Anne

S450

WRE450

IS92eIS92a IS92c

2050

1990

b)

2020

2050

2080

2110

2140

2170

2200

2230

2260

2290

1990

Anne

14

16

S750

WRE750

12

10

8

6

4

0

2



750 ppmv

Anne

14

16

S750

WRE75012

10

8

6

4

0

2

IS92e IS92a

IS92c

e)

14

S550

WRE550

12

10

8

6

4

0

2



550 ppmv

Anne

14

S550

WRE55012

10

8

6

4

0

2

IS92eIS92a

IS92c

c)

WRE100014

16

12

10

8

6

4

0

2

1000 ppmv

Anne

14

16

WRE100012

10

8

6

4

0

2

IS92e IS92a

IS92c



f)

2000

2010

2020

2030

2040

2050

1990

2000

2010

2020

2030

2040

2050

1990

2000

2010

2020

2030

2040

2050

1990

2000

2010

2020

2030

2040

2050

1990

2000

2010

2020

2030

2040

2050

1990

2020

2050

2080

2110

2140

2170

2200

2230

2260

2290

1990

Anne

2020

2050

2080

2110

2140

2170

2200

2230

2260

2290

1990

Anne

2020

2050

2080

2110

2140

2170

2200

2230

2260

2290

1990

Anne

2020

2050

2080

2110

2140

2170

2200

2230

2260

2290

1990

Anne

2020

2050

2080

2110

2140

2170

2200

2230

2260

2290

1990

Anne

Figure 5. Evolution des missions anthropiques de CO2 (combustibles fossiles, ciment et utilisation des sols) de 1990 2300 aboutissant une stabili-sation de la concentration de CO2 selon les profils calculs l'aide du modle du cycle du carbone de Berne (voir figure 4). La priode 1990-2050est illustre plus en dtail dans un diagramme largi, o est indique, titre de comparaison, l'volution des missions de CO2 selon les scnariosIS92a, c et e. Les profils WRE, qui correspondent une situation o les missions de CO2 suivent initialement le scnario IS92a, prsentent unmaximum suprieur celui des profils S, mais aussi une transition plus rapide et plus aise de la phase de progression des missions la phase derduction. Les analyses ralises dans GIEC94 et DRE GTI (section 2.1) indiquent que les rsultats obtenus au moyen d'autres modles peuventdiffrer de 15 % des rsultats prsents ici. Une incertitude supplmentaire rsulte de notre comprhension encore imparfaite des phnomnes en

jeu et du fait que les modles du cycle du carbone utiliss dans DRE GTI (section 2.1) ne tiennent pas compte de certains processus biosphriques


24/63

La figure 6 prsente les missions de CO2 cumules dans le tempsaboutissant une stabilisation 350, 450,550, 750 et 1000 ppmvet les missions correspondantes dans les scnarios IS92a, e et c.Elle indique clairement quen 2100, les missions cumulativescorrespondant aux scnarios IS92a et e sont plus importantes que

pour lensemble des profils S et WRE. Comme la figure 5, lafigure 6 montre distinctement que les profils WRE prvoient desmissions nettement plus leves dans un proche avenir maisquultrieurement, les missions cumulatives, dans les profilsWRE, sont trs semblables celles prvues par les profils S. Silen est ainsi, cest que, pour un niveau de stabilisation donn, lesmissions cumules long terme sont relativement insensibles litinraire emprunt pour aboutir la stabilisation.

Les missions calcules pour un profil de concentration donnaboutissant une stabilisation dfinissent le bilan du carbonedisponible pour les missions dorigine humaine dues lacombustion de combustibles fossiles, la fabrication de ciment,

lvolution de loccupation des sols et dautres activits. Plusles missions cumulatives sont importantes (correspondant desniveaux de stabilisation plus levs), plus est important le bilandu carbone disponible pour des activits humaines (voir lasection 3.2). Limportance du bilan du carbone est galementsensible au choix de litinraire, surtout au dbut (ce quillus-trent les diffrences entre les profils S et WRE la figure 6).

2.2.1.3 Principales incertitudes relatives au cycle du carbone

Les auteurs de DRE GTI (section 2.1) ont fait appel, pour le

calcul dmissions correspondant une srie de niveaux de

stabilisation et ditinraires, des modles et des paramtresdisponibles et gnralement accepts lpoque. Ayant tudiici les donnes produites dans le Deuxime Rapport dvalua-tion, dont nous avons fait la synthse, nous nous fions auxmodles prsents dans ce rapport. Cependant, des travauxexposs dans la section 2.1 et les chapitres 9 et 10 de celui-cilaissent entendre que des mcanismes dont on na pas tenucompte dans les modles simplifis du cycle mondial ducarbone pourraient affecter sensiblement les rsultats. Lesincertitudes dues au fait quon a omis certains processus poten-tiellement essentiels relatifs aux ocans et la biosphre etleffet de ces processus en cours dvolution transitoire duclimat pourraient avoir des incidences sensibles sur les conclu-sions concernant les incidences.

Dans les modles du cycle du carbone employs dans DRE GTIet sur lesquels nous nous fondons ici, la stimulation de la crois-sance des plantes par le CO2 est la seule interaction envisageentre les conditions du milieu et le carbone terrestre. Comme

lindique DRE GTI (section 2.1 et chapitre 9), cette hypothsea sans doute plusieurs dfauts. Dabord, les rtroactions avec lescosystmes pourraient moduler la sensibilit du stockage ducarbone dans le sol, dont la quantit pourrait tre moins impor-tante que ce quon a suppos dans les modles mondiauxsimplifis du carbone adopts dans DRE GTI. Cette incertitudeest illustre par les diagrammes de DRE GTI (section 2.1) et deGIEC94 (chapitre 1). En deuxime lieu, la sensibilit au CO2peut varier par acclimatation, ce qui pourrait en affaiblir leffetdans le temps. Dautres processus vgtaux pourraient agir ensens inverse, le bilan en termes de fixation du carbone ntantpas connu (DRE GTI, chapitre 9). Enfin, dautres processus

actuels et venir pourraient influer sur le stockage du carbonedans le sol. Il sagit de la fertilisation par dpt dazote, delvolution du climat (Dai et Fung, 1993) et de lvolution deloccupation des sols (DRE GTI, section 2.1 et chapitre 9).Certains de ces mcanismes, comme le dpt dazote, pour-raient avoir un effet saturant et mme conduire undprissement des forts lavenir. Bien quon ait tudi lasensibilit ces interactions (VEMAP, 1995, par exemple), ilnexiste actuellement pas de consensus quant la meilleuremanire dintgrer ce facteur des modles simplifis. Selon lasynthse des rsultats noncs dans DRE GTI (section 2.1 etchapitre 9) et dans GIEC94 (chapitre 1), en cours de stabilisa-tion, les changes se produisant dans la biosphre pourraient

modifier les missions cumulatives de 100 GtC par rapportaux scnarios de rfrence prsents. Lincidence de ce facteursur le cot de lattnuation est aborde dans la section 3.2.

Dans le calcul des missions dcoulant des concentrations effec-tus partir de modles du cycle du carbone, on na supposlexistence daucune rtroaction du climat avec la circulationocanique, la biogochimie et les cosystmes terrestres. Lathorie (Townsend et al., 1992; GIEC94, chapitre 1) et lobserva-tion indiquent une forte sensibilit la temprature des missionsde CO2 dans la biosphre (Keeling et al., 1995). Cependant, unetelle sensibilit varie sans doute gographiquement (GIEC94,

chapitre 1) et ses effets globaux sont sensibles aux variations


Emissionsanthro

piquescumules(GtC)

2500

2000

1500

1000

500

1990 2020 2050 2080 2110 2140 2170 2200 2230 2260 22900

IS92e

IS92a

IS92c

WRE1000

WRE750

WRE550

WRE350

WRE450

S750

S550

S350

S450

Anne

Figure 6. Emissions anthropiques de CO2 cumules partir de 1990. Dansla phase initiale, les missions cumules correspondant aux profils S sont

infrieures celles qui correspondent aux profils WRE. Toutefois, plus

longue chance, les deux types de profils finissent par converger, quel que

soit le niveau de stabilisation. On notera que plus le niveau de stabilisationventuel est lev et les missions cumules (le "bilan du carbone" voqu

dans le texte) sont importantes, plus la convergence des deux profils a lieu

tardivement. Ces rsultats ont t obtenus l'aide du modle du cycle du

carbone de Berne. Pour plus de prcisions sur les incertitudes, on se

reportera la section 2.3.3 ainsi qu' la lgende de la figure 5.


25/63

rgionales du climat plutt quaux variations de la moyenne mon-diale (voir la section 3.1). Le rchauffement et lvolution desprcipitations pourraient conduire un exode court terme ducarbone prsent dans les cosystmes (Smith et Shugart, 1993;Townsend et al., 1992; Schimel et al., 1994; Keeling et al., 1995;DRE GTI, chapitre 9), mais pourraient galement entraner sonaccumulation long terme (VEMAP, 1995).

Les rtroactions climatiques pourraient aussi influer sensible-ment sur le cycle du carbone ocanique. Dans GIEC94(chapitre 1), on a valu, selon des hypothses concernant lefutur rle ventuel des processus biologiques dans les ocans eten prenant le cas de deux ocans distincts lquilibre, que lin-certitude long terme concernant la fixation de carbone dansles ocans se situe entre -120 ppmv et +170 ppmv. Cependant,les incidences des variations de la circulation ocanique encours de transition climatique (voques par ex. par Manabe etStouffer, 1994) nont pas encore t tudies. Les effets poten-tiels de variations du cycle du carbone dans les ocans

pourraient modifier sensiblement le niveau correspondant unestabilisation des missions dues des fossiles. Il conviendraitde tenir compte de ces facteurs dans les analys

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Stabilization of Atmospheric Greenhouse Gases - Physical, Biological and Socio-Economic Implications...

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