Concentration atmosphérique de gaz à effet de serre: à quand le pic ?

L’agence NOAA confirme que les vitesses de concentration des principaux gaz à effet de serre à longue “durée de vie” dans l’atmosphère (CO2, mais aussi méthane et protoxyde d’azote), ont accéléré ces dernières années pour atteindre un total de 485 ppm équivalent CO2 en 2015. Or, selon les données du GIEC, un pic de la concentration de ces gaz avant 530 ppm est nécessaire pour conserver une chance sur deux de limiter le réchauffement global à +2°C en 2100… Au rythme actuel, cette barre de 530 ppm équivalent CO2 sera dépassée dans 10 à 15 ans.

Evolutions conjointes depuis 800 000 ans des concentrations de CO2 (en rouge), de CH4 (en bleu), de N2O (en vert) et de deuterium (en noir, révélateur de la température) évaluées d'aprè!s les carottes de glace. On notera le lien très étroit de ces évolutions. Les situation actuelles du CO2 et du CH4 sont indiquées par les croix tout en haut à gauche du graphique. Doc. IPCC

Evolutions conjointes, depuis 800 000 ans, des concentrations de CO2 (en rouge), de CH4 (en bleu), de N2O (en vert) et de deuterium (en noir, révélateur de la température) évaluées d’après les carottes de glace. On notera le lien très étroit de ces évolutions. Les situation actuelles du CO2 et du CH4 sont indiquées par les croix tout en haut à gauche des schémas. Doc. IPCC

Selon l’index annuel des gaz à effet de serre de l’agence américaine NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), la concentration globale dans l’atmosphère des gaz à effet de serre à longue durée de vie –c’est-à-dire les concentrations cumulées du CO2, du méthane, du protoxyde d’azote et des halocarbures dont notamment le CFC12 et le CFC11 (1)- a été de 485 parties par million (ppm) équivalent CO2 en 2015, soit 4 ppm de plus qu’en 2014 et 100 ppm de plus qu’en 1980. Parmi ces 485 ppm équivalent CO2, il y en a environ 400 pour le gaz carbonique seul et 85 pour les autres gaz à effet de serre, notamment le méthane.

Si l’on passe la barre de 530 ppm, la chance de limiter le réchauffement global à +2°C passe en dessous de 50%

Pour les scientifiques, la perturbation de cette concentration en termes de réchauffement global -ce qu’ils appellent le forçage radiatif- atteint 2,974 watts par mètre carré entre 1750 et 2015 et pourrait dépasser la barre des 3 W/m2 en 2016: 1,939 W/m2 pour le CO2, 0,504 pour le méthane, 0,190 pour le protoxyde d’azote, 0,165 pour le CFC12 (1), 0,058 pour le CFC11, 0,118 W/m2 pour les autres. Mauvaise ironie du sort: c’est la pollution (les particules, les aérosols…) que l’on combat par ailleurs, qui fait actuellement sensiblement baisser le bilan global de ce forçage radiatif à environ 2,3 watts/M2, selon le dernier rapport du Groupe intergouvernemental d’experts sur l’évolution du climat (GIEC).

Dans sa mise à jour, NOAA confirme également l’accélération des vitesses de concentration du dioxyde de carbone (CO2) et du méthane (CH4): entre 2014 et 2015, les taux d’augmentation ont atteint 2,99 ppm en ce qui concerne le CO2 et 11,5 parties par milliard (ppb) en ce qui concerne le CH4 (contre environ 5,7 ppb en moyenne entre 2007 et 2013). En 2015, les concentrations globales de gaz carbonique et de méthane ont ainsi été de l’ordre respectivement de 400 ppm et de 1834 ppb. “De la même manière, la concentration atmosphérique de protoxyde d’azote (environ 328 ppb début 2016) a augmenté à des taux plus rapides dans les années récentes” ajoute NOAA. Seul forçage radiatif actuellement décroissant: celui des CFC.

Selon les données du dernier rapport du GIEC (page 83), cette concentration de 485 ppm équivalent CO2 nous place dès à présent dans une situation critique par rapport aux objectifs de limitation du réchauffement global qui ont pourtant été réaffirmés il y a quelques mois, lors de la dernière COP21 (2) à Paris: limiter le réchauffement bien en-dessous de +2°C en visant + 1,5°C depuis l’époque préindustrielle.

En effet, le GIEC montre qu’au dessus d’une concentration de 480 ppm équivalent CO2 en 2100, on a déjà moins d’une chance sur trois de limiter le réchauffement à +1,5°C et on entre dans une zone où la probabilité de limiter le réchauffement à +2°C tend vers 50%. Si l’on passe la barre de 530 ppm, cette chance passe en dessous de 50% et se rapproche de zéro au fur et à mesure où la concentration continue d’augmenter.

Dans un rapport du PNUE, le pic de la concentration de CO2 prend le nom de “neutralité carbone”

Dit autrement, pour respecter l’objectif de +2°C, il convient d’atteindre un pic de la concentration de gaz à effet de serre le plus rapidement possible et de préférence avant 530 ppm équivalent CO2, et de faire ensuite décroître cette concentration, notamment grâce au captage et stockage naturels du gaz carbonique par les écosystèmes terrestres et les océans.

Sauf brutale rupture, ce pic de la concentration aura lieu bien après le pic préalablement nécessaire de nos émissions. La raison est assez simple: on émet jusqu’alors beaucoup plus de gaz à effet de serre, et notamment de CO2, que la nature ne peut en “digérer”, environ deux fois plus. Pour espérer atteindre un pic de la concentration atmosphérique de gaz à effet de serre, il va en fait falloir réduire les émissions issues de nos activités jusqu’à ce qu’elles arrivent au niveau de ce qu’absorbent les écosystèmes terrestres et les océans. Tant que l’on n’aura pas fait ça, la concentration atmosphérique de gaz à effet de serre continuera forcément à augmenter, même si sa progression est moins rapide. Et pour que la concentration de gaz à effet de serre décroisse après son pic, il faudra obligatoirement émettre moins de gaz à effet de serre que ce que la nature captera.

Ce pic de la concentration en gaz à effet de serre est jusqu’alors peu ou prou envisagé pour la seconde partie du XXIème siècle. En fait, il a pris le nom pour le CO2 de “neutralité carbone” dans un rapport du Programme des Nations-Unies pour l’environnement (PNUE). En effet, la “neutralité carbone” se définit au PNUE comme “zéro émission nette” de carbone, c’est-à-dire que toutes les émissions carbonées d’origine humaine de sont compensées par les puits de carbone, dont forcément les océans, les arbres, etc. A ne pas confondre avec un autre terme du jargon spécialisé, la “neutralité climatique” qui, elle, correspond plus à “zéro émission” réelle. Concernant tous les gaz à effet de serre, cette “neutralité climatique” est espérée par le PNUE pour la fin du XXIème siècle… Et elle est le véritable objectif de long terme à atteindre.

Résumons donc la situation: provoquant le réchauffement global et les changements climatiques, la concentration atmosphérique actuelle de gaz à effet de serre est de 485 ppm équivalent CO2. Elle ne doit pas dépasser 530 ppm équivalent CO2 si l’on veut conserver au moins une chance sur deux de stabiliser le réchauffement global à + 2°C, donc une chance sur deux de léguer aux générations futures un monde encore vivable, ce qui est déjà faible. Tout l’enjeu est donc de parvenir suffisamment tôt à un pic de cette concentration. Avec une bonne dose de progrès technologiques et d’intelligence humaine, ce pic est espéré dans la deuxième partie du siècle si tout va comme dans le scénario du PNUE. Cependant, la concentration des gaz à effet de serre augmente à ce jour de 3 à 4 ppm équivalent CO2 par an… Il y a comme un décalage…

L’homme qui se croyait plus fort que la nature

Ainsi, sous l’angle de la concentration atmosphérique globale des gaz à effet de serre et de son pic à atteindre, notre réputée problématique “compliquée” de changements climatiques et de limitation du réchauffement global à +2°C, peut finalement s’expliquer assez simplement:

1- A son rythme actuel d’augmentation, la concentration atmosphérique de gaz à effet aura atteint 530 ppm dans 10 à 15 ans, soit d’ici 2030 environ. Si tel est le cas, l’objectif des +2°C sera alors enterré. Fin programmée du climat vivable.

2- Les prévisions actuelles des états pour atténuer le réchauffement global, ce que l’on appelle les INDC (3), ne permettent en aucun cas d’entrevoir un pic mondial des émissions de gaz à effet de serre d’ici 2020 ou même 2030. Mécaniquement, ce pic des émissions est pourtant incontournable à court terme pour espérer un pic de la concentration des gaz à effet de serre en dessous de 530 ppm. Tant qu’un pic mondial des émissions n’aura pas été passé, l’objectif des +2°C sera donc en échec.

3- Les écosystèmes terrestres et les mers ont pour l’instant généreusement revu à la hausse leur captage et stockage de CO2 atmosphérique au fur et à mesure où les émissions d’origine humaine ont augmenté, mais avec notamment comme corollaires une accélération de la fonte des glaces et l’acidification des océans. Au-delà de certains seuils, qui restent encore assez méconnus, il est envisageable que cette élasticité s’affaiblisse et que cette nature martyrisée devienne elle-même globalement source d’émissions de gaz à effet de serre (CO2, CH4) et non plus puits à carbone atmosphérique.

Moralité: si et seulement si l’humanité passe au préalable un pic de ses émissions, alors elle pourra éventuellement envisager un pic de la concentration atmosphérique de gaz à effet de serre, mais c’est la nature et ses captages – stockages de CO2 qui in fine décideront de ce pic, de son niveau et donc d’une éventuelle réussite de l’objectif des +2°C. Fin de l’homme qui se croyait plus fort que la nature.

(1) CFC comme chlorofluocarbures, composés chimiques aujourd’hui “interdits” mais qui agissent toujours et affaiblissent également la couche d’ozone qui nous protège des ultra-violets.

(2) 21ème conférence des parties (pays) de la la Convention-Cadre des Nations-Unies sur les Changement Climatiques (CCNUCC) qui a eu lieu en décembre à Paris et qui a débouché sur l’Accord de Paris.

(3) INDC: Intented Nationally Determined Contributions