Une nouvelle étude a révélé que les objectifs d’émissions conçus pour atteindre l’objectif climatique le plus ambitieux au monde – 1,5º Celsius au-dessus des niveaux préindustriels – pourraient en fait être nécessaires pour éviter un changement climatique plus extrême de 2º.

L’étude, publiée le 30 janvier dans Actes de l’Académie nationale des sciencesfournit de nouvelles preuves que le réchauffement climatique est en passe d’atteindre 1,5 °C au-dessus des moyennes préindustrielles au début des années 2030, quelle que soit l’augmentation ou la diminution des émissions de gaz à effet de serre au cours de la prochaine décennie.

La nouvelle estimation du « temps jusqu’au seuil » résulte d’une analyse qui utilise l’intelligence artificielle pour prédire le changement climatique à l’aide d’observations de température récentes du monde entier.

« En utilisant une approche entièrement nouvelle qui s’appuie sur l’état actuel du système climatique pour faire des prédictions sur l’avenir, nous confirmons que le monde est sur le point de franchir le seuil de 1,5 ° C », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Stanford University Climate scientifique Noah Diffenbaugh.

Si les émissions restent élevées au cours des prochaines décennies, l’IA prédit une chance sur deux que la Terre devienne plus chaude de 2 degrés Celsius en moyenne par rapport à l’époque préindustrielle d’ici le milieu de ce siècle, et plus de quatre -cinq chances d’atteindre ce seuil d’ici 2060.

Selon l’analyse, co-écrite par Elizabeth Barnes, spécialiste de l’atmosphère à l’Université d’État du Colorado, l’IA prédit que le monde atteindrait probablement 2º même dans un scénario dans lequel les émissions diminueraient au cours des prochaines décennies. « Notre modèle d’IA est tout à fait convaincu qu’il y a déjà eu suffisamment de réchauffement pour que 2º soient susceptibles d’être dépassés si atteindre zéro émission nette prend encore un demi-siècle », a déclaré Diffenbaugh.

Cette découverte peut être controversée parmi les scientifiques et les décideurs, car d’autres évaluations faisant autorité, y compris le rapport le plus récent du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat, ont conclu qu’il est peu probable que la barre des 2º soit atteinte si les émissions diminuent jusqu’à zéro net avant 2080.

Pourquoi un demi-degré est-il important ?

Franchir les seuils de 1,5º et 2º reviendrait à ne pas atteindre les objectifs de l’Accord de Paris de 2015, dans lequel les pays se sont engagés à maintenir le réchauffement climatique «bien en dessous» de 2º au-dessus des niveaux préindustriels, tout en poursuivant l’objectif plus ambitieux de limiter le réchauffement à 1,5º.

Déjà, le monde est 1,1º plus chaud en moyenne qu’il ne l’était avant que la combustion des combustibles fossiles ne décolle dans les années 1800, et la litanie des impacts de ce réchauffement comprend des incendies de forêt plus fréquents, des précipitations et des inondations plus extrêmes, et des vagues de chaleur plus longues et plus intenses.

Étant donné que ces impacts se font déjà sentir, chaque fraction de degré de réchauffement climatique devrait intensifier les conséquences pour les personnes et les écosystèmes. À mesure que les températures moyennes grimpent, il devient plus probable que le monde atteigne des seuils – parfois appelés points de basculement – qui entraînent de nouvelles conséquences, telles que la fonte de grandes calottes polaires ou la mort massive de forêts. En conséquence, les scientifiques s’attendent à ce que les impacts soient beaucoup plus graves et étendus au-delà de 2º.

En travaillant sur la nouvelle étude, Diffenbaugh a déclaré qu’il était surpris de constater que l’IA avait prédit que le monde serait encore très susceptible d’atteindre le seuil de 2º même dans un scénario où les émissions chuteraient rapidement à zéro net d’ici 2076. L’IA a prédit un -deux chances d’atteindre 2º d’ici 2054 dans ce scénario, avec environ deux chances sur trois de franchir le seuil entre 2044 et 2065.

Il reste cependant possible de détourner les chances d’un changement climatique plus extrême en réduisant rapidement la quantité de dioxyde de carbone, de méthane et d’autres gaz à effet de serre ajoutés à l’atmosphère. Dans les années qui ont suivi le pacte climatique de Paris, de nombreux pays se sont engagés à atteindre des émissions nettes nulles plus rapidement que ne le reflète le scénario à faibles émissions utilisé dans la nouvelle étude. En particulier, Diffenbaugh souligne que de nombreux pays ont des objectifs de zéro net entre 2050 et 2070, notamment la Chine, l’Union européenne, l’Inde et les États-Unis.

« Ces promesses de zéro net sont souvent encadrées par la réalisation de l’objectif de 1,5º de l’Accord de Paris », a déclaré Diffenbaugh. « Nos résultats suggèrent que ces promesses ambitieuses pourraient être nécessaires pour éviter le 2º. »

Une IA formée pour apprendre du réchauffement passé

Les évaluations précédentes ont utilisé des modèles climatiques mondiaux pour simuler les futures trajectoires de réchauffement ; techniques statistiques pour extrapoler les taux de réchauffement récents; et des budgets carbone pour calculer la rapidité avec laquelle les émissions devront diminuer pour rester en deçà des objectifs de l’Accord de Paris.

Pour les nouvelles estimations, Diffenbaugh et Barnes ont utilisé un type d’intelligence artificielle connu sous le nom de réseau de neurones, qu’ils ont formé sur les vastes archives de résultats de simulations de modèles climatiques mondiaux largement utilisées.

Une fois que le réseau de neurones a appris les modèles de ces simulations, les chercheurs ont demandé à l’IA de prédire le nombre d’années jusqu’à ce qu’un seuil de température donné soit atteint lorsqu’on leur donne des cartes d’anomalies de température annuelles réelles en entrée – c’est-à-dire des observations de combien plus chaud ou plus frais qu’un lieu était au cours d’une année donnée par rapport à la moyenne pour ce même lieu au cours d’une période de référence, 1951-1980.

Pour tester la précision, les chercheurs ont mis le modèle au défi de prédire le niveau actuel de réchauffement climatique, 1,1º, sur la base des données d’anomalies de température pour chaque année de 1980 à 2021. L’IA a correctement prédit que le niveau actuel de réchauffement serait atteint en 2022. , avec une fourchette très probable de 2017 à 2027. Le modèle a également prédit correctement le rythme de déclin du nombre d’années jusqu’à 1,1º qui s’est produit au cours des dernières décennies.

« C’était vraiment le » test acide « pour voir si l’IA pouvait prédire le moment que nous connaissons s’est produit », a déclaré Diffenbaugh. « Nous étions assez sceptiques quant à l’efficacité de cette méthode jusqu’à ce que nous voyions ce résultat. Le fait que l’IA ait une précision aussi élevée augmente ma confiance dans ses prédictions du réchauffement futur.

(Adapté des documents fournis par l’Université de Stanford)

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Résumé Prédictions basées sur les données du temps restant jusqu’à ce que les seuils critiques de réchauffement climatique soient atteints Actes de l’Académie nationale des sciences, 30 janvier 2023En tirant parti des réseaux de neurones artificiels (ANN) formés sur la sortie du modèle climatique, nous utilisons le modèle spatial des observations de température historiques pour prédire le temps jusqu’à ce que les seuils critiques de réchauffement climatique soient atteints. Bien qu’aucune observation ne soit utilisée pendant la formation, la validation ou les tests, les ANN prédisent avec précision le moment du réchauffement climatique historique à partir de cartes de température annuelle historique. L’estimation centrale du seuil de réchauffement planétaire de 1,5 °C se situe entre 2033 et 2035, y compris une plage de ±1σ de 2028 à 2039 dans le scénario de forçage climatique intermédiaire (SSP2-4.5), conformément aux évaluations précédentes. Cependant, notre approche basée sur les données suggère également une probabilité substantielle de dépasser le seuil de 2°C même dans le scénario de forçage climatique faible (SSP1-2.6). Bien qu’il y ait des limites à notre approche, nos résultats suggèrent une probabilité plus élevée d’atteindre 2 °C dans le scénario Bas que celle indiquée dans certaines évaluations précédentes, bien que la possibilité que 2 °C puisse être évitée ne soit pas exclue. Les méthodes d’IA explicables révèlent que les ANN se concentrent sur des régions géographiques particulières pour prédire le temps jusqu’à ce que le seuil mondial soit atteint. Notre cadre fournit une approche unique, axée sur les données, pour quantifier le signal du changement climatique dans les observations historiques et pour limiter l’incertitude dans les projections des modèles climatiques. Compte tenu des preuves substantielles existantes de l’accélération des risques pour les systèmes naturels et humains à 1,5 ° C et 2 ° C, nos résultats fournissent des preuves supplémentaires d’un changement climatique à fort impact au cours des trois prochaines décennies.