L'attribution du changement climatique récent est le travail entrepris pour déterminer scientifiquement les mécanismes responsables du changement climatique récent et des changements climatiques induits sur la Terre. L’effort s’est concentré sur les changements observés au cours de la période de relevés de température instrumentale, en particulier au cours des cinquante dernières années. C’est la période durant laquelle l’activité humaine a connu la croissance la plus rapide et pour laquelle on dispose de relevés atmosphériques au-dessus de la surface. Selon le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), il est en 2023 que le réchauffement de la planète est dû aux activités humaines.
Les principaux effets des activités humaines qui contribuent au changement climatique sont, : l'augmentation des concentrations atmosphériques de gaz à effet de serre, contribuant au réchauffement ; les modifications de la surface terrestre, telles que la déforestation, contribuant au réchauffement ; l'augmentation des concentrations atmosphériques d'aérosols, produisant principalement un effet de refroidissement.
En plus des activités humaines, certains mécanismes naturels peuvent contribuer au changement climatique, comme les oscillations climatiques, des modifications de l'activité solaire ou de l'activité volcanique.
De nombreuses données scientifiques permettent d'attribuer le changement climatique récent principalement aux activités humaines. En effet :
les concentrations de gaz à effet de serre dans l'atmosphère ont augmenté et leurs propriétés de réchauffement climatique sont bien établies ; l'analyse des changements climatiques passés suggèrent que les changements récents de température observés à la surface de la Terre sont inhabituels ; les causes naturelles seules (telles que l'activité solaire ou volcanique) ne suffisent pas à expliquer le réchauffement observé ; les modèles climatiques informatiques ne peuvent pas reproduire le réchauffement observé sans prendre en compte les émissions de gaz à effet de serre liées à l'activité humaine.
L'attribution par le GIEC du réchauffement climatique récent aux activités humaines est une vision largement partagée par la communauté scientifique "The IPCC's conclusion that most of the observed warming of the last 50 years is likely to have been due to the increase in greenhouse gas concentrations accurately reflects the current thinking of the scientific community on this issue" (page 3)..
Contexte vignette|La courbe de Keeling montre l'augmentation à long terme des concentrations de dioxyde de carbone () dans l'atmosphère depuis 1958. Les moyennes mensuelles des mesures de montrent des oscillations saisonnières dans une tendance à la hausse. Le maximum de chaque année a lieu à la fin du printemps dans l'hémisphère nord.
Les facteurs qui affectent le climat de la Terre peuvent être décomposés en rétroactions et forçages. Un forçage est une sollicitation imposée de l'extérieur au système climatique. Les forçages incluent des phénomènes naturels tels que les éruptions volcaniques et les variations d'intensité solaireLe Treut et al., Chapter 1: Historical Overview of Climate Change Science, FAQ 1.1, What Factors Determine Earth's Climate?, in .. Les activités humaines peuvent également produire des forçages, par exemple en modifiant la composition de l'atmosphère.
Le forçage radiatif représente la façon dont divers facteurs modifient le bilan énergétique de l'atmosphère terrestreForster et al., Chapter 2: Changes in Atmospheric Constituents and Radiative Forcing, FAQ 2.1, How do Human Activities Contribute to Climate Change and How do They Compare with Natural Influences? in .. Un forçage radiatif positif aura pour effet d'augmenter l'énergie du système Terre-atmosphère, entrainant un réchauffement climatique. Entre le début de la révolution industrielle en 1750 et l’année 2005, l’augmentation de la concentration atmosphérique de dioxyde de carbone (de formule chimique ) a conduit à un forçage radiatif positif, en moyenne sur la superficie terrestre, d'environ (watts par mètre carré)IPCC, Summary for Policymakers, Human and Natural Drivers of Climate Change, Figure SPM.2, in ..
Les rétroactions climatiques peuvent soit amplifier soit atténuer la réaction du climat à un forçage donné. Il existe de nombreux mécanismes de rétroaction dans le système climatique qui peuvent amplifier (rétroaction positive) ou atténuer (rétroaction négative) les effets d'une variation de forçage climatique.
Le système climatique est sensible aux variations de forçage. Le système climatique montre une variabilité interne, à la fois en présence et en absence de forçage (voir images ci-contre). Cette variabilité interne est le résultat d'interactions complexes internes au système climatique, telles que le couplage atmosphère-océanAlbritton et al., Technical Summary, Box 1: What drives changes in climate?, in .. Un exemple de variabilité interne est le phénomène El Niño – Oscillation australe.
Détection et attribution vignette|droite|425px|alt=Cf. légende et texte adjacent| Les facteurs naturels pris en compte pour la détection et l’attribution, incluent généralement les variations d'intensité du rayonnement solaire et des éruptions volcaniques, ainsi que les variations naturelles tels que El Niño et La Niña. Les facteurs humains incluent les émissions de gaz à effet de serre et de particules absorbant la chaleur, ainsi que la déforestation ou d'autres réaffectation des sols. Source de la figure: NOAA NCDC.
Les notions de détection et d’attribution de données climatiques ont une définition précise dans la littérature sur les changements climatiques, comme indiqué par le GIEC in .. La détection d'un signal climatique n'implique pas nécessairement une attribution significative. Le quatrième rapport d'évaluation du GIEC indique qu' où « extrêmement probable » indique une probabilité supérieure à 95 %, . La détection d'un signal nécessite de démontrer qu'un changement observé est statistiquement non conforme à celui pouvant être expliqué par la seule variabilité naturelle interne.
L'attribution d'un signal nécessite de démontrer : qu'il est peu probable qu'il soit dû seulement à la variabilité interne ; qu'il est cohérent avec des réponses correspondant à une combinaison donnée de forçages anthropiques et naturels ; qu'il n'est pas compatible avec d'autres explications physiquement plausibles du changement climatique récent qui n'incluraient pas des éléments importants de cette combinaison de forçages.
Principales attributions Gaz à effet de serre Vapeur d'eau vignette|350px|alt=Refer to adjacent text|Base de données d'émissions pour la recherche atmosphérique mondiale, version 4.2, fast track 2010 project La vapeur d'eau est le gaz à effet de serre le plus abondant dans l'atmosphère et celui qui contribue le plus à l'effet de serre naturel, bien que sa demi-vie dans l'atmosphère soit courte (environ 10 jours). Certaines activités humaines peuvent influer localement sur le taux de vapeur d'eau. Toutefois, à l'échelle mondiale, la concentration de vapeur d'eau est régulée par la température, qui influe sur les taux d'évaporation et de précipitation. Par conséquent, la concentration globale de vapeur d'eau n'est pas significativement affectée par les émissions humaines directes.
Dioxyde de carbone Le dioxyde de carbone () est le gaz à effet de serre le plus impliqué dans le changement climatique récent. Le est émis et absorbé naturellement dans le cadre du cycle du carbone, par la respiration, la photosynthèse des plantes, les échanges océan-atmosphère et les éruptions volcaniques. Les activités humaines, telles que la combustion d'hydrocarbures fossiles et des modifications de l’utilisation des sols (voir ci-dessous), libèrent de grandes quantités de carbone, conduisant à une augmentation de la concentration de dans l'atmosphère, in .
Les mesures de haute précision du atmosphérique, initiées par Charles David Keeling en 1958, constitue la série chronologique maitresse documentant l’évolution de la composition de l’atmosphère, in . Ces données sont emblématiques du changement climatique en ce sens qu'elles prouvent l'effet des activités humaines sur la composition chimique de l'atmosphère terrestre.
En , la concentration de dans l'atmosphère atteignait . La dernière fois où ce niveau a été atteint remonte à la période comprise entre 2,6 et d'années. Sans intervention humaine, ce taux aurait été de .
Méthane et autres gaz à effet de serre Avec le , le méthane et, dans une moindre mesure, le protoxyde d'azote sont également des facteurs de forçage importants contribuant à l'effet de serre. Le protocole de Kyoto les énumère avec les hydrofluorocarbures (HFC), les perfluorocarbures (PFC) et l'hexafluorure de soufre (SF6), qui sont des gaz entièrement artificiels, contribuant au forçage radiatif. Le graphique ci-dessous attribue les émissions anthropiques de gaz à effet de serre à huit principaux secteurs économiques, dont les principaux contributeurs sont les centrales électriques (beaucoup d'entre elles brulant du charbon ou d'autres combustibles fossiles), les procédés industriels, les combustibles destinés aux transports (généralement les combustibles fossiles) et les sous-produits agricoles (principalement du méthane issu de fermentation anaérobie et du protoxyde d'azote résultant de l'utilisation d'engrais azotés)cf. Stern (2006) : , in .
Utilisation des terres Le changement climatique est attribué à l'utilisation des terres pour deux raisons principales. Entre 1750 et 2007, environ les deux tiers des émissions de anthropique ont été produites par la combustion de combustibles fossiles, le tiers restant étant dû aux changements d'affectation des sols, in ., principalement à la déforestation, in .. La déforestation réduit à la fois la quantité de dioxyde de carbone absorbée par les régions déboisées et libère directement des gaz à effet de serre, ainsi que des aérosols, du fait de la combustion de biomasse qui l'accompagne souvent.
Certaines des causes du changement climatique sont moins médiatisées. Par exemple, le recul des populations d’éléphants ou de singes contribuent à la déforestation et donc au changement climatique.
Une deuxième raison pour laquelle le changement climatique a été attribué à l'utilisation des terres est que celle-ci affecte souvent l'albédo terrestre, ce qui induit un forçage radiatif. Toutefois, cet effet a un impact plus local que global.
Bétail et utilisation des terres À l'échelle mondiale, l'élevage mobilise 70 % de l'ensemble des terres à usage agricole, soit 30 % de la surface terrestre hors glace. Plus de 18 % des émissions anthropiques de gaz à effet de serre sont attribuables au bétail ou à des pratiques liées à l'élevage telles que la déforestation ou d'autres pratiques agricoles consommatrices de carburant.
Les attributions relatives au secteur de l'élevage regroupent : 9 % des émissions anthropiques mondiales de dioxyde de carbone ; 35 à 40 % des émissions mondiales de méthane anthropiques (principalement dues à la fermentation entérique et au fumier) ; 64 % des émissions anthropiques mondiales de protoxyde d'azote, principalement dues à l'utilisation d'engrais.
Selon une étude parue en sur l’opinion publique et le climat, 46% de la population mondiale pense que l’agriculture et l'élevage contribuent “ assez “ ou “ beaucoup ” au changement climatiqueRapport complet de l'Observatoire International Climat et Opinions Publiques, 2019, 97p..
Attribution du changement climatique du
250px |vignette|alt=Refer to caption |Une reconstruction du modèle climatique global de variation de la température au cours du à partir des principaux facteurs de forçage et la variation de température attribuée à chacun. Forçages anthropiques et naturels