Présentation au Comité sénatorial permanent de l’agriculture et des forêts

18 février 2003

Nigel Roulet

Professeur de géographie

Membre associé de la McGill School of Environment

Université McGill

Montréal (Québec)

Mot d’introduction

• Nous assumons que l’invitation fait suite à notre article dans ISUMA: Revue canadienne de recherche sur les politiques– Responsable des portions de l’article relatives au

liens entre le climat et le cycle du carbone– Ce thème sera abordé

• Le témoignage précédent– Volume d’information impressionnant– Questions/commentaires remarquables– Comparativement à certains autres témoins, je suis un peu

moins convaincu que nos connaissances réelles sont à la hauteur de ce que nous croyons savoir

• Forte incertitude, mais les preuves circonstancielles sont convaincantes

Mesures du dioxyde de carboneNOAA CMDL Carbon Cycle Greenhouse Gases

 CO2 (ppm) Moyenne planétaire   Taux de croissance planétaire 

ANNÉE

 Haut : Rapports de mélange moyens du dioxyde de carbone atmosphérique à l’échelle planétaire (ligne bleue), déterminés à l’aide de mesures du réseau coopératif d’échantillonnage atmosphérique NOAA CMDL. La ligne rouge représente la tendance à long terme.

Bas : Taux de croissance moyen du dioxyde de carbone à l’échelle planétaire. Enquêteur principal : Dr Pieter Tans, NOAA CMDL Carbon Cycle Greenhouse Gases, Boulder, Colorado, (303) 497-6278 (ptans@cmdl.noaa.gov, http://cmdl.noaa.gov/ccgg).

Mesures du méthaneNOAA CMDL Carbon Cycle Greenhouse Gases

CH4 (ppb)

Moyenne planétaire   Taux de croissance planétaire  

ANNÉE

 Haut : Rapports de mélange moyens du méthane atmosphérique à l’échelle planétaire (ligne bleue), déterminés à l’aide de mesures du réseau coopératif d’échantillonnage atmosphérique NOAA CMDL. La ligne rouge représente la tendance à long terme.

Bas : Taux de croissance moyen du méthane à l’échelle planétaire. Enquêteur principal : Dr Ed Dlugogencky, NOAA CMDL Carbon Cycle Greenhouse Gases, Boulder, Colorado, (303) 497-6228 (edlugogencky@cmdl.noaa.gov, http://cmdl.noaa.gov/ccgg).

(Sarmiento and Gruber, 2002)

Global Carbon Cycle

Cycle planétaire du carbone

Atmosphère Atmosphérisation Production primaire nette et respiration  Puits terrestre  Changement d’affectation des terres Végétation, sol et détritus  Combustibles fossiles

Biote marin Couches superficielles de l’océan

 Couches intermédiaires et profondes de l’océan

 Sédiments superficiels

  Tailles des réservoirs en PgCFlux et taux en PgC/an

Équation source/puits de CO2

terresdesaffectfosscombterresocéans FFFFCCO ...2_

3.3 = -2.3 – 2.3 + 6.3 + 1.6

GIEC 2000, meilleure estimation

puits puits source source

(Sarmiento and Gruber, 2002)

Années El Nino

Émissions de comb. foss.

  

Taux d’accumulation dans les océans et sur terre

 

 

 

Taux d’accumulation dans l’atmosphère

 

 

ANNÉE

(Sarmiento et Gruber, 2002)

Pourquoi votre comité devrait-t-il se préoccuper du cycle planétaire du carbone?

Impacts et adaptation

• L’étude des impacts et de l’adaptation doit postuler une fourchette de conditions futures probables (incertitude)

• À la suite de rétroactions, les changements climatiques modifieront les réserves de carbone et les taux d’échange dans le cycle planétaire du carbone, ce qui viendra modifiera encore davantage les concentrations de CO2

• Quelle sera l’ampleur et la direction du changement dans le cycle du carbone?

Perspective mondiale

• Échange actuel entre l’atmosphère et l’océan/la surface terrestre : ≈ 150 Gt C/an

• Émissions anthropiques actuelles : ≈ 8 Gt C/an– 50% demeure dans l’atmosphère; 50% aboutit

dans la biosphère terrestre et les océans

• Comparaisons pour référence– Une modification de 5 % dans les échanges

« naturels » équivaut à l’ampleur des émissions anthropiques actuelles

– Toute diminution/augmentation dans le captage océanique et/ou terrestre se traduit par une hausse/baisse du CO2 atmosphérique

Perspective : Canada

• Biosphère terrestre – 10% de l’ensemble du carbone vivant et

terrestre• Forêt boréale et tempérée• Toundra arctique• Terres humides (tourbières)

– L’échange terrestre est plus de dix fois supérieur aux émissions canadiennes

– Actuellement un puits net?

• Entouré par trois océans– Généralement des puits nets

Doit-on s’attendre à des changements dans l’échange atmosphère – océan/terres, en

raison du changement et/ou de la variabilité du climat?

OUI

Les données historiques indiquent des changements.

De nombreux processus sont directement reliés au climat.

Captage océanique du carbone

• Différence de concentration de CO2 à la surface de l’océan et dans l’atmosphère

• Chimie des océans

• Productivité des océans (nutriments)

• Liens avec le climat– Températures des océans : solubilité– Circulation océanique (courants)

Échange terrestre de CO2

• Photosynthèse – captage du CO2

• Respiration des végétaux et du sol – libération de CO2

• Perturbation – libération puis captage

• Liens avec le climat– Lumière, température, humidité de l’air et du

sol– Concentration de CO2

– Sécheresse, temps extrême– Nutriments

Peut-on estimer la rétroaction entre le climat et le cycle du

carbone?

Jusqu’à très récemment, cette rétroaction était laissée de côté par les projections climatiques (c’est encore généralement le cas)

mais

La plupart des groupes travaillant à la modélisation du climat mettent au point des modèles élémentaires du carbone terrestre et océanique, pour les coupler aux modèles climatiques

(from UK Hadley Centre Carbon website)

One example

Un exemple   

ÉMISSIONS ANTHROPIQUES DE CO2

 CYCLE DU CARBONE TERRESTRE

 Entreposage du carbone dans la végétation et les sols Caractéristiques de la végétation  Échanges de carbone Dioxyde de carbone atmosphérique  État physique de l’océan

 MODÈLE CLIMATIQUE DU HADLEY CENTRECaptage du carbone océanique

 CYCLE DU CARBONE OCÉANIQUE 

(tiré du site Web sur le cycle ducarbone du Hadley Centre)

UK Hadley Centre

+280 ppm (710 vs 970 ppm) and +3.0oC (4.8 vs. 7.8oC) over non-coupled run

IPSL

CO2 concentration was +19% higher than non-coupled run(3 times smaller than UK Hadley Centre result)(Sarmiento and Gruber, 2002)

MODÈLE DU HADLEY CENTRE

ÉmissionsAtmosphèreOcéansTerres

MODÈLE DE L’INSTITUT PIERRE SIMON LAPLACE

ÉmissionsAtmosphèreOcéansTerres

UK Hadley Centre

+280 ppm (710 vs 970 ppm) et +3.0oC (4.8 vs 7.8oC) par rapport à une modélisation non couplée

IPSL

la concentration de CO2 était de +19% par rapport à une modélisation non couplée

(un résultat de trois fois inférieur à celui du Hadley Centre)

Que fait-on au Canada pour faire face à ce problème?

•Plusieurs initiatives (exemples)–collaborations/partenariats–Canadian Global Coupled Climate Carbon Model Network (CGC3M)

•Modèle des systèmes terrestres de complexité intermédiaire•Fluxnet Canada

•Programmes de mesure du CO2 et des GES

•North American Carbon Project•BIOCAP Canada

Particularités du Canada

• Vastes réserves et échanges « naturels » de carbone

• En raison de leur hautes latitudes, les écosystèmes du Canada peuvent subir des changements climatiques plus marqués

• Le Canada a un savoir-faire considérable

Besoins

• Poursuivre et renforcer les travaux scientifiques sur le couplage climat – carbone – Études à long terme (horizon pluriannuel à décennal)

• Le terme « surveillance » est inapproprié• Les organismes de financement sont mal adaptés à un soutien à long terme

– Engagement accru envers un groupe de modélisation de calibre mondial

• collaborations gouvernement-université (modèle idéal)

• Besoin de cheminer vers une meilleure intégration des modèles d’évaluation (couplage entre les modèles des systèmes terrestres et les modèles socio-économiques)

• Besoin d’investir considérablement dans l’émergence des prochaines générations de scientifiques spécialisés en « systèmes terrestres » et en « aspects sociaux », qui continueront de développer ce domaine– capacité