Bugs feedback...

29.04.2008

Non, il ne s'agit pas des feedbacks rajoutés dans les modèles de climat par des bugs de programmation... mais d'un papier dans le dernier Nature "Mountain pine beetle and forest carbon feedback to climate change".
L'occasion de quelques généralités sur les feedbacks, pour commencer (rétroactions , en bon français...: réponse d'un système à une pertubation, qui amplifie ou atténue cette pertubation ? ). Il est parfois bon de se souvenir que sur les quelques dégrés Celsius de réchauffement généralement prévu, par exemple, dans le cas d'un doublement de CO2 atmosphérique (disons 3°C), environ 1°C seulement est dû à l'effet radiatif du CO2 seul: le reste est dû aux différents feedbacks à l'intérieur du système climatique. Ces feedbacks étant globalement positifs, l'augmentation en T° est plus élevée. Incidemment, c'est justement à cause de ces feedbacks, nombreux et complexes, que la réponse en température globale ( à scénario d'émissions donné) est dure à prévoir de façon précise: l'augmentation de température directement consécutive au seul l'effet de serre additionnel anthropique, elle, est assez bien calculée, et ce sont les incertitudes sur les feedbacks qui se traduisent en incertitude sur la sensibilité climatique (= la réponse en T° à 2xCO2)
Les feedbacks les plus importants sont l'effet albédo (moins de neige et de banquise en surface, donc moins d'énergie renvoyée vers l'espace, donc davantage absorbée), l'effet vapeur d'eau (plus de vapeur d'eau atmosphérique, donc d'effet de serre), l'effet "lapse rate" (résultant aussi de davantage de vapeur d'eau: le gradient vertical de T° dans l'atmosphère se réduit (effet de l'humidité), donc il fait plus chaud à l'altitude d'où s'échappe effectivement le rayonnement infra-rouge terrestre - donc ce refroidissement radiatif est plus important, c'est un feedback négatif), et enfin l'effet nuage (effet "parasol" refroidissant, ou effet de serre, selon le type de nuages).
Tamino a un très bon post qui détaillent un peu plus tout cela (en US).
Dans le rapport IPCC - 2007 on trouve ce graph qui compare ces feedbacks dans les modèles (résumé de diférentes études):

Figure 8.14. Comparison of GCM climate feedback parameters for water vapour (WV), cloud (C), surface albedo (A), lapse rate (LR) and the combined water vapour plus lapse rate (WV + LR) in units of W m–2 C –1. ‘ALL’ represents the sum of all feedbacks. Results are taken from Colman (2003a; blue, black), Soden and Held (2006; red) and Winton (2006a; green). Closed blue and open black symbols from Colman (2003a) represent calculations determined using the partial radiative perturbation (PRP) and the radiative-convective method (RCM) approaches respectively. Crosses represent the water vapour feedback computed for each model from Soden and Held (2006) assuming no change in relative humidity. Vertical bars depict the estimated uncertainty in the calculation of the feedbacks from Soden and Held (2006).

On voit classiquement que la dispersion est la plus grande sur l'effet nuages (par rapport à albédo et WV+lapse rate - qu'on considère ensemble car ils résultent de la vapeur d'eau).
Evidemment il y a d'autres feedbacks qui ne sont pas - encore - explicitement pris en compte dans les rapports IPCC: par exemple le feedback climat/carbone (diminution des puits de CO2 avec le réchauffement), le feedback potentiellement lié à la fonte du permafrost (émissions de méthane), etc... la question est d'ailleurs, pour les sceptiques, fondamentalement de découvrir s'il n'y a pas un feedback négatif puissant à même de limiter le réchauffement: depuis R.Lindzen et son "effet Iris", je ne sais pas s'il y a grand chose qui est sorti ( à part peut-être le dernier bouquin de Laurent "tout-va-s'arranger-tout-seul-de-toute-façon-on-n'y-peut-rien" Cabrol...).

Bref. Pour revenir à l'article dans Nature, il s'agit de la pullulation, dans les forêts de l'Ouest du Canada, ces dernières années, d'une espèce endémique de scarabée (Mountain pine beetle) qui, tout simplement, mange les arbres. L'explosion actuelle de cette population est sans précédente (d'après les auteurs, 10x plus importante que tout ce qui avait jamais été enregistré), et serait due à une succession d'hivers "doux" (tout est relatif...) qui n'auraient pas permis de limiter, comme d'habitude, la population de ces bestioles.
Moralité: les arbres meurent, la capacité photosynthétique de la forêt est réduite (puits diminué) et les arbres morts se décompose en CO2 (source augmentée). D'ici à 2020 d'après les projections des auteurs, ces forêts pourraient être donc s'avérer être une source significative de carbone (alors qu'apparemment les Canadiens en espéraient plutôt un puits, qu'ils pourraient inclure dans les négociations internationales sur le réchauffement climatique...). Et le danger, pour les auteurs, serait que l'explosion démographiques de ces beetles se propage à l'ensemble des forêts boréales nord américaines.
D'où le "bug feedback": plus chaud, plus de bugs, plus de carbone, plus chaud, plus de bugs. CQFD. Les auteurs concluent naturellement que ce genre de phénomène devrait être pris en compte dans les modèles de biosphère - d'une façon plus générale, il s'agirait même de prendre en compte tous les processus qui, dans le cadre d'un réchauffement climatique, peuvent affaiblir les écosystèmes et leur capacité de résistance/résilience moyenne "toutes choses égales par ailleurs": déséquilibre écologique (comme cette infestation de beetles), maladies, feux.... Plus facile à dire qu'à faire bien entendu - même si par exemple des modèles de feux commencent à être développés par certaines équipes. Enfin, pour autant, comme le dit Simon Donner sur son blog, si cet effet scarabée est intéressant dans le cadre du cycle du carbone, ne l'élevons peut-être pas non plus au rang facteur d'emballement de l'effet de serre...