Tendances de la température atmosphérique incompatibles avec les affirmations selon lesquelles le changement climatique est naturel

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De nouvelles recherches fournissent des preuves claires d'une "empreinte" humaine sur le changement climatique et montrent que des signaux spécifiques provenant d'activités humaines ont modifié la structure de la température de l'atmosphère terrestre.

Les différences entre les tendances des températures troposphériques et stratosphériques inférieures sont reconnues depuis longtemps comme une empreinte digitale des effets humains sur le climat. Cette empreinte digitale, cependant, a négligé les informations de la stratosphère moyenne à supérieure, de 25 à 50 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre.

"L'inclusion de ces informations améliore la détectabilité d'une empreinte digitale humaine d'un facteur cinq. La détectabilité améliorée se produit parce que la stratosphère moyenne à supérieure a un signal de refroidissement important dû aux augmentations de CO2 d'origine humaine, de petits niveaux de bruit de variabilité interne naturelle et des signaux et signaux différents. modèles de bruit", selon l'article de la revue, "Contribution stratosphérique exceptionnelle aux empreintes digitales humaines sur la température atmosphérique", publié dans les Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS). Le bruit dans la troposphère peut inclure les conditions météorologiques quotidiennes, la variabilité interannuelle résultant d'El Niños et de La Niñas, et les fluctuations naturelles à plus long terme du climat. Dans la stratosphère supérieure, le bruit de la variabilité est plus petit et le signal de changement climatique causé par l'homme est plus grand, de sorte que le signal peut être beaucoup plus facilement distingué.

"L'extension des empreintes digitales à la stratosphère supérieure avec de longs enregistrements de température et des modèles climatiques améliorés signifie qu'il est désormais pratiquement impossible pour les causes naturelles d'expliquer les tendances mesurées par satellite dans la structure thermique de l'atmosphère terrestre", indique le document.

"Il s'agit de la preuve la plus claire qu'il existe d'un signal de changement climatique d'origine humaine associé à des augmentations de CO2", selon l'auteur principal Benjamin Santer, scientifique adjoint au département d'océanographie physique du Woods Hole Oceanographic Institute (WHOI) dans le Massachusetts.

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La recherche a été motivée par des travaux antérieurs de Suki Manabe et Richard Wetherald, qui en 1967 ont utilisé un modèle climatique simple pour étudier comment le CO2 provenant de la combustion de combustibles fossiles pourrait modifier la température atmosphérique. Leur modélisation a trouvé une caractéristique très particulière : une augmentation des niveaux de CO2 conduit à plus de piégeage de chaleur dans la troposphère (la couche la plus basse de l'atmosphère terrestre) et moins de chaleur s'échappant plus haut dans la stratosphère (la couche au-dessus de la troposphère), réchauffant ainsi la troposphère et refroidissement de la stratosphère. Cette prédiction du réchauffement troposphérique et du refroidissement stratosphérique en réponse à l'augmentation du CO2 a été confirmée à plusieurs reprises par des modèles plus complexes et vérifiée en comparant les résultats des modèles avec les observations de la température atmosphérique moyenne mondiale des ballons météorologiques et des satellites.

Bien que ces études antérieures aient pris en compte les changements de température moyens mondiaux dans la stratosphère moyenne et supérieure, à environ 25 à 50 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre, elles n'ont pas examiné les schémas détaillés du changement climatique dans cette couche. Cette région peut être mieux étudiée maintenant grâce à l'amélioration des simulations et des données satellitaires. La nouvelle recherche est la première à rechercher des modèles de changement climatique causés par l'homme - également appelés "empreintes digitales" - dans la stratosphère moyenne et supérieure.

"Les empreintes digitales humaines dans les changements de température dans la stratosphère moyenne à supérieure dues aux augmentations de CO2 sont vraiment exceptionnelles car elles sont si grandes et si différentes des changements de température là-bas en raison de la variabilité interne et du forçage externe naturel. Ces empreintes digitales uniques permettent de détecter le l'impact humain sur le changement climatique dû au CO2 sur une courte période (~ 10 à 15 ans) avec un niveau de confiance élevé », a déclaré le co-auteur Qiang Fu, professeur au Département des sciences atmosphériques de l'Université de Washington.

"Le monde a été ébranlé par le changement climatique, il est donc essentiel d'être aussi confiant que possible dans le rôle du dioxyde de carbone", a déclaré la co-auteure Susan Solomon, professeure Martin d'études environnementales au Massachusetts Institute of Technology. "Le fait que les observations montrent non seulement une troposphère qui se réchauffe mais aussi une stratosphère supérieure qui se refroidit fortement est une preuve unique qui démontre le rôle dominant du dioxyde de carbone dans le changement climatique et augmente considérablement la confiance."

Santer a déclaré que bien qu'il soit intellectuellement gratifiant de pouvoir étendre les empreintes digitales plus haut dans l'atmosphère pour tester la prédiction de Manabe et Wetherald, c'est aussi profondément préoccupant.

"En tant que personne qui essaie de comprendre le type de monde que les générations futures vont habiter, ces résultats me rendent très inquiet. Nous modifions fondamentalement la structure thermique de l'atmosphère terrestre, et il n'y a aucune joie à le reconnaître", a déclaré Santer.

"Cette étude montre que le monde réel a changé d'une manière qui ne peut tout simplement pas être expliquée par des causes naturelles", a ajouté Santer. "Nous sommes maintenant confrontés à des décisions importantes, aux États-Unis et dans le monde, sur ce qu'il faut faire face au changement climatique. J'espère que ces décisions sont basées sur notre meilleure compréhension scientifique de la réalité et de la gravité des effets humains sur le climat."

Référence : Santer BD, Po-Chedley S, Zhao L, et al. Contribution stratosphérique exceptionnelle aux empreintes digitales humaines sur la température atmosphérique. PNAS. 2023;120(20):e2300758120. doi : 10.1073/pnas.2300758120

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