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Annexe C: Méthodologies de détection et d'attribution
Chapitre 12: Hausse du niveau de la mer
Le niveau moyen mondial de la mer (GMSL) a augmenté d'environ 7-8 pouces (environ 16-21 cm) depuis 1900, avec environ 3 de ces pouces (environ 7 cm) se produisant depuis 1993 (très haut niveau de confiance). Le changement climatique causé par l'homme a apporté une contribution substantielle à la hausse du GMSL depuis 1900 (niveau de confiance élevé), contribuant à un taux de croissance supérieur à celui de n'importe quel siècle précédent en au moins 2 800 ans (niveau de confiance moyen).
Principale conclusion 2
Par rapport à l'an 2000, le GMSL devrait augmenter de 9 à 18 cm (0,3 à 0,6 pied) d'ici 2030, de 15 à 38 cm (0,5 à 1,2 pied) d'ici 2050 et de 30 à 130 cm (1,0 à 4,3 pieds) en 2100 (confiance très élevée dans les limites inférieures, confiance moyenne dans les limites supérieures pour 2030 et 2050, faible confiance dans les limites supérieures pour 2100). Les trajectoires futures ont peu d'effet sur l'augmentation projetée du GMSL dans la première moitié du siècle, mais affectent de manière significative les projections pour la seconde moitié du siècle (confiance élevée). Les données scientifiques émergentes concernant la stabilité de la calotte glaciaire antarctique suggèrent que, pour les scénarios d'émissions élevées, une augmentation du GMSL supérieure à 8 pieds (2,4 m) en 2100 est physiquement possible, bien que la probabilité d'un résultat aussi extrême ne puisse pas être évaluée. Indépendamment de la voie, il est très probable que la hausse du GMSL se poursuive au-delà de 2100 (niveau de confiance élevé).
Principale conclusion 3
L'élévation du niveau de la mer (RSL) au cours de ce siècle variera le long des côtes américaines en partie à cause des changements du champ gravitationnel terrestre et de la rotation de la glace, des changements dans la circulation océanique et du mouvement vertical des terres. Pour presque tous les futurs scénarios de hausse du GMSL, la hausse du RSL sera probablement supérieure à la moyenne mondiale dans le nord-est des États-Unis et l'ouest du golfe du Mexique. Dans les scénarios de hausse GMSL intermédiaire et faible, l'augmentation RSL est susceptible d'être inférieure à la moyenne mondiale dans une grande partie du Pacifique Nord-Ouest et en Alaska. Pour les scénarios de hausse du GMSL, la hausse du RSL est susceptible d'être supérieure à la moyenne mondiale sur toutes les côtes des États-Unis en dehors de l'Alaska. Presque toutes les côtes américaines connaissent une élévation moyenne du niveau de la mer en réponse à la perte de glace en Antarctique, et seraient donc particulièrement touchées par des scénarios de hausse extrême des GMSL impliquant une perte massive de masse antarctique (niveau de confiance élevé).
Principale conclusion 4
À mesure que le niveau de la mer augmente, le nombre d'inondations dues aux marées ayant des impacts mineurs (appelées « inondations ennuyeuses » [nuisance floods]) a augmenté de 5 à 10 fois depuis les années 1960 dans plusieurs villes côtières des États-Unis (niveau de confiance très élevé). Les taux d'augmentation s'accélèrent dans plus de 25 villes de l'Atlantique et de la côte du Golfe (degré de confiance très élevé). Les inondations dues aux marées continueront d'augmenter en profondeur, en fréquence et en étendue au cours de ce siècle (confiance très élevée).
Principale conclusion 5
En supposant que les caractéristiques des tempêtes ne changent pas, l'élévation du niveau de la mer augmentera la fréquence et l'ampleur des inondations extrêmes associées aux tempêtes côtières, telles que les ouragans et les "nor'easters" [cyclones avec vents de nord est] (très haut niveau de confiance). Une augmentation prévue de l'intensité des ouragans dans l'Atlantique Nord (niveau de confiance moyen) pourrait augmenter la probabilité d'inondations extrêmes le long de la plupart des États américains et de la côte du Golfe. Cependant, il y a peu de confiance dans l'augmentation prévue de la fréquence des ouragans intenses de l'Atlantique, et l'amplification du risque d'inondation et les effets d'inondation pourraient être compensés ou amplifiés par des facteurs tels que les changements dans la fréquence globale des orages.
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| (a-d) Empreintes d'équilibre statique de l'effet relatif du niveau de la mer, en unités de pieds de changement RSL par pied de changement du niveau moyen de la mer (GMSL), pour une perte de masse de (a) Groenland , (b) l'Antarctique de l'Ouest, (c) l'Antarctique de l'Est, et (d) la combinaison médiane projetée de la fonte des glaciers, d'après Kopp et al. (e) Projections du taux d'augmentation de la RSL due à l'ajustement glacio-isostatique (unités de pieds / siècle), d'après Kopp et al. (f) Estimations basées sur les marégraphes de la contribution non climatique et à long terme à l'augmentation de la RSL, y compris les effets de l'ajustement isostatique glaciaire, de la tectonique et du compactage des sédiments (unités de pieds / siècle). (Source de l'illustration : (a) - (d) Kopp et al., 2015, (e) adapté de Kopp et al., 2015 (f) adapté de Sweet et al., 2017). |
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| (a) La relation entre la température moyenne mondiale maximale, le niveau moyen global de la mer (GMSL) et la source (ou les sources) d'eau de fonte pendant deux périodes passées avec une température moyenne mondiale comparable ou plus chaude qu'à présent. L'ombrage bleu clair indique l'incertitude du maximum GMSL. Les diagrammes en secteurs rouges sur le Groenland et l'Antarctique indiquent la fraction, et non l'emplacement, du recul des glaces. Les niveaux de CO2 atmosphérique en 2100 sont indiqués sous RCP8.5. (b) L'augmentation de GMSL de -500 à 1900 CE, de la reconstitution géologique et marégraphique de Kopp et al. (en bleu), de 1900 à 2010 de la reconstruction à base de marégraphes de Hay et al. (en noir), et de 1992 à 2015 de la reconstruction par satellite mise à jour de Nerem et al. (magenta). (Source de l'illustration : (a) adapté de Dutton et al., 2015 et (b) Sweet et al., 2017). |
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| (a) Apports des changements de masse océanique des glaces terrestres et eaux terrestres (mesurés par gravimétrie satellitaire) et des changements de volume océanique (ou stérique, principalement dus à la dilatation thermique mesurés par les profileurs océaniques in situ) et leur comparaison avec le niveau mondial moyen (GMSL) ) (mesuré par altimétrie satellitaire) depuis 1993. (b) Une estimation de l'augmentation modélisée du GMSL en l'absence du réchauffement du XXe siècle (bleu), du même modèle avec réchauffement observé (rouge), et comparée au changement observé du GMSL (noir) ). L'ombrage lourd / léger indique les percentiles 17e-83e et 5e-95e. c) Taux de variation de la hauteur de la surface de la mer de 1993 à 2015 à partir des données altimétriques satellitaires ; mis à jour de Kopp et al. en utilisant les données mises à jour de Church and White. (Source de l'illustration : (a) adapté et mis à jour de Leuliette et Nerem 2016, (b) adapté de Kopp et al., 2016 et (c) adapté et mis à jour de Kopp et al., 2015). |
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| (a) Le niveau moyen mondial de la mer (GMSL) de 1800 à 2100, selon la Figure 12.2b de 1800 à 2015, les six scénarios interinstitutions GMSL (bleu marine, bleu roi, cyan, vert, orange et rouge), le "très probable" éventail en 2100 pour différents RCP (cases colorées), et les lignes augmentant les fourchettes très probables en raison de la différence entre la contribution médiane antarctique de Kopp et al. et les diverses projections médianes antarctiques de DeConto et Pollard. (b) Hausse du niveau relatif de la mer (RSL) (pieds) en 2100 projetée pour le scénario intermédiaire inter-agences (augmentation de 1 mètre [3.3 pieds] GMSL d'ici 2100) (Source de l'illustration : Sweet et al., 2017). |
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| Figure 12.5 : a) Crues de marée (jours par an) dépassant les seuils NOAA pour les impacts mineurs sur 28 marégraphes NOAA jusqu'en 2015. (b) Dépassements historiques (orange), projections futures jusqu'en 2100 basées sur la poursuite de la tendance historique (bleu ), et les projections futures dans les conditions médianes RCP2.6, 4.5 et 8.5, pour deux des emplacements - Charleston, SC et San Francisco, CA. (c) les hauteurs d'eau supérieures à la moyenne des marées les plus hautes associées à une probabilité locale de récurrence de cinq ans, et (d) la future décennie où l'événement quinquennal devient un événement de deux ans ou plus (5 fois ou plus par an) Scénario intermédiaire ; les points noirs impliquent qu'un changement de fréquence de 5 ans à 0,2 ans ne se déroule pas d'ici 2200 dans le scénario Intermédiaire. (Source de l'illustration : (a) adapté de Sweet et Marra 2016, (b) adapté de Sweet et Park 2014, (c) et (d) Sweet et al., 2017). |
Chapitre 13: Acidification des océans et autres changements océaniques
Principale conclusion 1
Les océans du monde ont absorbé environ 93% de la chaleur excessive causée par le réchauffement des gaz à effet de serre depuis le milieu du XXe siècle, ce qui les rend plus chauds et modifie les rétroactions climatiques mondiales et régionales. La teneur en chaleur des océans a augmenté à toutes les profondeurs depuis les années 1960 et les eaux de surface se sont réchauffées d'environ 1,3° ± 0,1°F (0,7 ± 0,08°C) par siècle entre 1900 et 2016. Dans un scénario plus élevé, on prévoit une température de surface de la mer de 2,7° ± 0,7°C (4,9°F ± 1,3°F) d'ici à 2100, avec des changements encore plus importants dans certaines régions côtières américaines. (Très haute confiance)
Principale conclusion 2
Le ralentissement potentiel de la circulation méridienne atlantique (AMOC, dont le Gulf Stream est une composante), conséquence de l'augmentation de la chaleur océanique et des changements de flottabilité entraînés par l'eau douce, pourrait provoquer des rétroactions climatiques dramatiques comme l'océan absorbe moins de chaleur et de CO2 de l'atmosphère. Ce ralentissement affecterait également les climats de l'Amérique du Nord et de l'Europe. Tout ralentissement documenté à ce jour ne peut pas être directement lié au forçage anthropique principalement en raison du manque de données d'observation adéquates et des difficultés à modéliser les changements dans la circulation océanique. Dans un scénario supérieur (RCP8.5) dans les simulations CMIP5, l'AMOC s'affaiblit au cours du 21ème siècle de 12% à 54% (faible confiance).
Principale conclusion 3
Les océans du monde absorbent actuellement plus d'un quart du CO2 émis dans l'atmosphère chaque année par les activités humaines, ce qui les rend plus acides (très haute confiance), avec des impacts potentiellement nuisibles sur les écosystèmes marins. En particulier, les systèmes à plus haute latitude ont généralement une capacité d'amortissement plus faible contre le changement de pH, présentant des conditions corrosives saisonnières plus tôt que les systèmes à basse latitude. L'acidification augmente régionalement le long des côtes américaines à la suite de remontées d'eau (par exemple, dans le nord-ouest du Pacifique), de changements dans les apports d'eau douce (par exemple, dans le golfe du Maine) et de nutriments ( par exemple, dans les bassins versants agricoles et les estuaires urbanisés) (niveau de confiance élevé). Le taux d'acidification est inégalé depuis au moins 66 millions d'années (degré de confiance moyen). Selon le scénario supérieur (RCP8.5), l'acidité moyenne globale de l'océan de surface devrait augmenter de 100% à 150% (niveau de confiance élevé).
Principale conclusion 4
L'augmentation des températures de surface, l'élévation du niveau de la mer et l'évolution des précipitations, des vents, des éléments nutritifs et de la circulation océanique contribuent à la baisse des concentrations d'oxygène à des profondeurs intermédiaires dans divers endroits océaniques et dans de nombreuses zones côtières. Au cours du dernier demi-siècle, d'importantes pertes d'oxygène ont eu lieu dans les mers intérieures, les estuaires et dans les eaux côtières et ouvertes (degré de confiance élevé). Les niveaux d'oxygène dans les océans devraient diminuer de 3,5% selon le scénario supérieur (RCP8.5) d'ici 2100 par rapport aux valeurs préindustrielles (niveau de confiance élevé). |
| La série de changement dans le temps du contenu global de chaleur de l'océan. Teneur en chaleur océanique de 0 à 700 m (bleu), de 700 à 2 000 m (rouge) et de 0 à 2 000 m (gris foncé) de 1955 à 2015 avec un intervalle d'incertitude de ± 2 écarts types en ombrage. Toutes les séries chronologiques de l'analyse effectuée par Cheng et al. sont lissées par un filtre moyen sur 12 mois, par rapport à la période de base 1997-2005. (Source de l'illustration : Cheng et al., 2017). |
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| Variations de la teneur en chaleur des océans de 1960 à 2015 pour différents bassins océaniques de 0 à 2 000 m de profondeur. Les séries temporelles sont relatives à la période de base 1997-1999 et lissées par un filtre de douze mois de fonctionnement de Cheng et al. Les courbes sont additives et les variations de la chaleur calorifique dans les différents bassins océaniques sont ombrées de différentes couleurs (Figure de l'illustration : Cheng et al., 2017). |
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| Changements projetés de la température de la surface de la mer (°C) pour les États-Unis côtiers selon le scénario supérieur (RCP8.5). Les anomalies projetées pour la période 2050-2099 sont calculées en comparant les températures moyennes à la surface de la mer de 1956 à 2005. Les modifications projetées sont examinées à l'aide de la suite de simulations de modèles couplée du modèle d'intercomparaison de modèles de phase 5 (CMIP5). (Source de l'illustration : NOAA). |
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| Tendances de la chimie des carbonates océaniques de surface (<50 m) calculées à partir des observations obtenues dans le cadre du programme Hawai'i Ocean Time-series (HOT) dans le Pacifique Nord entre 1988 et 2015. Le panneau supérieur montre l'augmentation liée des concentrations atmosphériques (points rouges) et de l'eau de mer (points bleus). Le panneau du bas montre une diminution du pH de l'eau de mer (points noirs, axe y primaire) et de la concentration en ions carbonate (points verts, axe y secondaire). Les données sur la chimie des océans ont été obtenues à partir du système d'organisation et de représentation graphique des données de la série chronologique Hawai'i Ocean (HOT-DOGS, hahana.soest.hawaii.edu). (Source de l'illustration : NOAA). |
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| Changement prévu du pH de la surface de la mer entre 2090 et 2099 par rapport à 1990-1999 selon le scénario supérieur (RCP8.5), basé sur les modèles de systèmes terrestres communautaires - expériences d'ensembles de grande taille CMIP5 (Illustration : adaptée de Bopp et al., 2013). |
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| Changement prévu de l'oxygène dissous sur la surface de densité potentielle σθ = 26,5 (profondeur moyenne d'environ 290 m), entre 1981-2000 et 2081-2100, sur la base des modèles de système terrestre communautaire - Expériences de grands ensembles (source : redessiné à partir de Long et al., 2016). |
A suivre dans un prochain billet.
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