I. Les modèles numériques du climat Dans l'étude du climat, la démarche expérimentale classique ne suffit pas. Les scientifiques font appel à des modèles globaux du climat. Un modèle est une représentation simplifiée de la réalité. Un modèle climatique vise ainsi à représenter le climat et son évolution. Comme le climat est complexe, les modèles climatiques peuvent prendre en compte un nombre fixé de variables et donc se rapprocher plus ou moins de la réalité. Mais la prise en compte d’un grand nombre de phénomènes rallonge le temps de calcul. Les modèles climatiques sont ensuite testés sur les climats connus des dernières décennies pour voir s’ils sont efficaces en termes de prévisions. Ils sont améliorés, puis utilisés pour estimer les variations futures. L’établissement d’un modèle climatique comporte plusieurs étapes : - Les scientifiques réalisent d’abord des observations (directes et indirectes) et appliquent ensuite les lois fondamentales de physique, chimie, biologie et mathématiques connues. - Ils étudient des portion s de la planète Terre découpée en grille à volume défini pour plus de simplicité. - De nombreux supercalculateurs permettent d’établir un modèle qui est ensuite testé sur les climats connus des dernières décennies pour voir s’il est efficace en terme de prévision. - Il est amélioré, puis utilisé pour estimer les variations futures. Les modèles peuvent êtr e utilisés à différent es échelles de temps (court, moyen ou long terme) et d’espace (région, pays, monde, etc.). Il existe beaucoup de modèle s climatiques indépendants, chacun prenant en compte des données multiples et variées, comme le modèle atmosphérique ARPEGE-Climat. C’est un modèle numérique qui a été développé par le Centre national de recherches météorologiques et le Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme. La surface de la Terre et l'atmosphère des modèles climatiques sont numériquement découpées en mailles. De nombreuses variables météorologiques sont calculées à l'intérieur de chaque maille. La taille d'une maille définit la résolution spatiale du modèle. La durée de temps qui s'écoule entre deux prédictions, appelée pas de temps, définit la résolution temporelle. Les résolutions spatiale et temporelle sont limitées par la puissance de calcul disponible. Cette puissance ne cesse de s'accroître avec le développement de supercalculateurs de plus en plus performants. II. Validité et variabilité des modèles Pour tester la validité d'un modèle, les chercheurs confrontent ses variables de sortie à des observations météorologiques actuelles, comme par exemple des données satellitaires. Des simulations de climats passés sont également comparées à des archives paléoclimatiques. À l'intérieur des mailles, les phénomènes physiques complexes comme la formation des nuages sont représentés de manière statistique. Ces approximations incontournables expliquent en grande partie les différences entre les nombreux modèles climatiques. Cette variabilité qu'attaquent les climatosceptiques est en réalité au cœur de la construction du savoir scientifique. Les incertitudes sont connues, communiquées et discutées entre les scientifiques. III. Responsabilité humaine et conséquences du réchauffement climatique En s'appuyant sur des observations, une bonne compréhension des mécanismes en jeu et les résultats des modélisations, les climatologues concluent à la responsabilité humaine dans le réchauffement climatique. Depuis 150 ans, début de la période industrielle, les gaz à effet de serre, majoritairement le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4) et le protoxyde d'azote (N2O), sont rejetés en masse par les activités humaines. Les différents scénarii publiés dans les rapports du GIEC prévoient une augmentation de 1,5 °C à 5 °C de la température moyenne du globe d'ici la fin du XXIe siècle. Cette fourchette dépend de l'évolution des émissions de gaz à effet de serre humains. D'après les prédictions, ce réchauffement climatique aura des conséquences importantes sur les écosystèmes terrestres et marins : le niveau et l'acidité des océans vont augmenter, les régimes des pluies et des événements météorologiques extrêmes vont se modifier. Le réchauffement climatique ayant des enjeux sociétaux et économiques importants, le débat qu'il suscite dépasse largement la sphère scientifique. L'éducation scientifique des populations apparaît comme un enjeu majeur pour déceler le vrai du faux et encourager des comportements responsables.