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Forçage radiatif - 2006-2008

Foukal, P., Frohlich, C., Spruit, H., et Wigley, T.M.L. 2006. Variations in solar luminosity and their effect on the Earth's climate. Nature 443:161-166; Scafetta, N., et West, B.J. 2006. Phenomenological solar contribution to the 1900-2000 global surface warming. GRL 33, L05708, doi:10.1029/2005GL025539; Clark, S. 2006. Saved by the sun. New Scientist, 16 Sept:32-36.
Plusieurs articles récemment parus dans des journaux scientifiques rappellent que le débat sur le rôle de la variabilité du rayonnement solaire incident concernant le système climatique planétaire est loin d'être terminé.
Dans l'un de ces articles (Foukal et al.), plusieurs spécialistes de la physique solaire s'interrogent sur les processus dynamiques solaires qui pourraient influer sur l'irradiance solaire totale (IST) et, par conséquent, sur le climat terrestre. Ils concluent que plus de 80 % de la variabilité de l'IST peut être expliquée par des changements dans la partie de la surface du Soleil où sont présentes des taches (rayonnement plus faible) et des facules (rayonnement plus intense). En accord avec la plupart des autres études connexes, ils sont enclins à penser (sur la base de mesures de l'IST par des satellites) que la variabilité solaire n'a pas été un facteur important dans le changement climatique au cours des trois dernières décennies. Contrairement à certaines études antérieures, ils ont utilisé un modèle climatique dynamique limité piloté par l'IST, ce qui les porte à croire que le forçage Solaire n'a peut-être eu qu'un effet net négligeable sur le climat au cours des trois derniers siècles. Cependant, ils reconnaissent qu'il existe peut-être d'autres forçages Soleil-climat non pris en compte dans leur modèle, comme des changements dans le rayonnement UV et les plasmas magnétisés.
Les auteurs d'un autre article (Scafetta et West) rendent compte des résultats d'une étude utilisant une approche empirique pour analyser les liens IST-climat pour la période préindustrielle, 1600 1900. Ils supposent que toutes les tendances du climat durant cette période sont le résultat d'influences directes et indirectes de changements de l'IST. Utilisant ce lien comme prédicteur pour le XXe siècle, ils avancent que jusqu'à 50 % du réchauffement observé depuis 1900 peut être expliqué par la variabilité solaire. Cette conclusion diffère considérablement de celle de Foukal et al. Scafetta et West concèdent néanmoins que la plus grande partie du réchauffement au cours des 30 dernières années doit être due aux activités humaines.
Finalement, un article de nouvelles du New Scientist fait état de projections récentes effectuées par plusieurs spécialistes européens en physique solaire selon lesquelles l'activité anormalement élevée des taches solaires observée au cours des dernières décennies pourrait commencer à décroître assez rapidement dans un proche avenir. Des réductions semblables se sont produites par le passé à intervalles de 200 ans, avec des intensités et des durées variables. L'ampleur du refroidissement prévu durant un tel épisode est modeste (environ 0,2 oC en tout) par rapport aux effets de réchauffement dus à l'augmentation des concentrations de gaz à effet de serre (environ 0,2 à 0,3 oC par décennie). L'auteur fait une mise en garde : une baisse ou une interruption temporaire de la tendance actuelle au réchauffement causée par un tel refroidissement solaire pourrait créer l'illusion que tout va bien et miner la détermination, à l'échelle mondiale, de réduire les émissions de gaz à effet de serre. Cependant, il fait également remarquer que la science sur laquelle reposent ces prévisions de refroidissement reste très conjecturale.

Joos, F., et R. Spahni. 2008. Rates of change in natural and anthropogenic radiative forcing over the past 20,000 years. PNAS Vol. 105 No. 5 pp 1425-1430.
Des spécialistes des carottes de glace de l'Antarctique ont maintenant reconstitué les taux de changement des concentrations de GES et du forçage radiatif pour les 20 000 dernières années. Les résultats montrent que l'augmentation du forçage radiatif combiné dû aux trois principaux gaz à effet de serre (CO2, CH4 et N2O) survenue au 20e siècle est particulièrement élevée par rapport à l'ensemble de cet enregistrement. Au cours du dernier millénaire, le forçage radiatif anthropique a été inhabituellement élevé comparativement au forçage naturel.
Un élément important du changement climatique anthropique est sa vitesse, qui aide à déterminer dans quelle mesure les systèmes (tant naturels qu'humains) peuvent s'adapter. Cette étude, effectuée par Joos et Spahni, compare les taux d'augmentation du forçage anthropique avec les taux de changement du forçage naturel des gaz à effet de serre depuis le dernier grand maximum glaciaire, de même que les forçages solaire et volcanique du dernier millénaire. Pour les échelles centennales, les auteurs arrivent à la conclusion que le taux moyen d'augmentation du forçage radiatif combiné dû au CO2, au CH4 et au N2O depuis la révolution industrielle est plus important que tout autre taux constaté depuis au moins 16 000 ans. En fait, l'augmentation du forçage radiatif attribuable au seul accroissement des concentrations de CO2 au 20e siècle est d'un ordre de grandeur plus rapide que n'importe quel changement d'échelle pluricentennale survenu dans les 22 000 dernières années. (À titre de comparaison, le 4RE du GIEC a conclu que le taux d'augmentation du forçage radiatif combiné dû au CO2, au CH4 et au N2O était très probablement sans précédent depuis plus de 10 000 ans). Des taux d'échelle décennale ont été calculés pour les 2000 dernières années à partir des carottes de glace du dôme Law, en Antarctique, et de mesures atmosphériques directes. Le taux moyen récent d'augmentation du forçage radiatif imputable aux trois gaz à effet de serre était au moins six fois plus élevé que ce qui avait pu se produire entre les années 1 et 1800 de notre ère. Les taux de forçage anthropique ont ensuite été comparés à d'autres reconstructions de forçages naturels sur le dernier millénaire, et se sont révélés beaucoup plus élevés.

Kaufman, Yoram J., et Ian Koren, 13 juillet 2006. Smoke and Pollution Aerosol Effect on Cloud Cover. Science express DOI: 10.1126/science.1126232
On connaît les propriétés radiatives des particules d'aérosol provenant de la pollution urbaine/industrielle et de la fumée des feux de forêt; en outre, il a été montré que ces particules influent sur la microphysique des nuages, sur la façon dont ceux-ci réflètent la lumière solaire et sur le déclenchement de précipitations. La présente étude examine la relation entre les aérosols et la nébulosité en utilisant l'absorption du rayonnement solaire par les aérosols, en tant que signature des effets des aérosols sur la nébulosité. Ces données proviennent d'un réseau international d'héliophotomètres (AERONET), plutôt que de l'analyse des données satellitaires, qui peuvent être affectées par des artéfacts des nuages. Le réseau AERONET mesure l'atténuation du rayonnement solaire par les aérosols dans des conditions sans nuages; on peut donc utiliser des mesures répétées, en combinaison avec l'épaisseur optique des aérosols, pour estimer la nébulosité. L'étude a été limitée aux régions où la poussière ne produit qu'une interférence minimale pour se concentrer sur les effets de la pollution et de la fumée. À partir de leurs données, les auteurs ont dérivé une relation mathématique entre l'épaisseur optique des aérosols et la nébulosité, qu'ils ont ensuite testé pour déterminer si c'était bien une relation ou seulement une corrélation causée par une quelconque variation du champ météorologique. Ils ont trouvé la même relation pour des endroits et des saisons différents, et pour les aérosols aussi bien de fumée que de pollution. Ils ont également constaté un impact significatif de la vapeur d'eau précipitable totale sur la relation, qui expliquait environ 25 % de l'effet. Un calcul « sommaire » a montré que cet effet des aérosols pourrait avoir une incidence profonde sur le cycle hydrologique et sur le climat.

Lubin, D., et Vogelmann, A.M. 2006. A climatologically significant aerosol longwave indirect effect in the Arctic. Nature 439:453-456.
Pendant de nombreuses années, les spécialistes des aérosols ont avancé que l'augmentation des concentrations d'aérosols dans l'atmosphère induisait un forçage radiatif indirect dû à l'altération des propriétés des nuages qui est fortement négatif. Cependant, dans cet article, Lubin et Vogelmann, deux scientifiques américains, font remarquer que c'est l'inverse dans les régions de l'Arctique. En se basant sur un nouvel ensemble de données de mesures du rayonnement sur le flanc nord de l'Alaska, ils montrent que des changements dans les propriétés de nuages souvent présents sur la région, changements causés par l'augmentation des concentrations d'aérosols, peuvent faire croître d'une moyenne de +3,4 watts par mètre carré les flux en surface de rayonnement de grande longueur d'onde. Ce fort effet positif, comparable à celui d'une augmentation des concentrations de gaz à effet de serre, pourrait donc être un facteur significatif des changements du climat observés dans la région.

Mazzarella, A. 2007. The 60-year solar modulation of global air temperature: the Earth's rotation and atmosphere circulation connection. Theoretical and Applied Climatology 88:193-199.
In a recent paper published in an international climate journal, an Italian researcher (Mazzarella) proposes a 60-year low frequency variability in global surface temperatures that may be linked to the Earth's geomagnetic activity and rate of rotation, and therefore predictable. He projects a slow global cooling between today and 2030 due to this oscillation, everything else being equal.
It should be noted that such variability is just one aspect of background noise within the climate system, and is small relative to the predicted effect of greenhouse gas emissions over future decades. He bases his arguments for the 60 year cycle on his analysis of long term variability of various parameters of Sun-Earth behaviour, including solar winds, earth's rotation rate, geomagnetic activity, zonal activity and global air temperatures. When the related data are filtered to remove variability of less than 23 year periodicity, a sixty year cycle becomes apparent in each of the data sets. He then uses a Sun-atmosphere-earth system model to simulate relationships between these variables, then uses this model as a predictor of long term surface temperature variability.

McConnell, J.R., R. Edwards, G.L. Kok, et coll. « 20th-Century industrial black carbon emissions altered Arctic climate forcing », dans Science Express, le 9 août 2007, 7 pages.
Les mesures des noyaux de glace du Groenland indiquent que le carbone noir (suie) résultant des feux de forêts et des activités industrielles en Amérique du Nord et en Asie a eu d'importantes répercussions sur le climat arctique depuis 1850.
Les aérosols de carbone noir (ou la suie) sont reconnus pour avoir un effet de réchauffement sur l'atmosphère et, lorsqu'ils se déposent, pour réduire l'albédo des surfaces enneigées ou verglacées, permettant à celles-ci d'absorber plus d'énergie solaire et par le fait même, accélérant la fonte. Cependant, on connaît très peu de choses sur l'émission de carbone noir et sur l'historique des dépôts atmosphériques. Une nouvelle étude dresse un rapport traitant de la façon dont les mesures de deux noyaux de glace du Groenland central ont permises aux chercheurs d'évaluer l'origine et le forçage climatique du carbone noir (CN) dans l'Arctique entre 1788 et 2002. Les auteurs ont constaté que, jusqu'à 1850, les concentrations hivernales sont demeurées assez faibles et stables, alors que les concentrations estivales étaient hautement variables et avaient un rapport avec la combustion de la biomasse causée par les feux de forêt. Après 1850, coïncidant avec le début de la combustion répandue du charbon, les niveaux de suie ont commencé à augmenter, et ce, surtout pendant l'hiver. Les concentrations ont culminé vers 1908, ont varié mais sont demeurées assez élevées jusqu'en 1951, et ont ensuite diminuées graduellement au cours des 50 dernières années, bien qu'elles soient demeurées plus élevées qu'avant 1850. Pour la même période de 1850 à 2002, les feux de forêts sont restés une source importante de CN pendant l'été, mais les émissions industrielles ont joué un rôle principal tout au long de l'année. En utilisant les résultats de la modélisation des rétrotrajectoires de masses d'air, les auteurs ont pu déterminer que de 1850 à 1951, la plupart du CN industriel déposé au Groenland central par précipitation venait probablement de l'Amérique du Nord tandis que, depuis 1951, l'Asie pourrait en être la source primaire. Les auteurs ont aussi calculé l'effet des concentrations de suie mesurées aux deux sites du Groenland sur le rayonnement solaire absorbé (c.-à-d. le forçage radiatif) au début de l'été, la période la plus sensible à la déposition du carbone noir. Ils ont ensuite évalué l'incidence des changements en carbone noir mesurés dans toute la région arctique, extrapolant les résultats du site pour l'extraction de noyaux de glace en utilisant les simulations du forçage radiatif dû au CN du modèle général. Leurs résultats indiquent que l'effet moyen de réchauffement de l'arctique moyen dû à la suie était de 1,13 watt par mètre carré (W/m2) de 1850 à 1951, culminant à 3,2 W/m2 au cours de la période allant de 1906 à 1910, ce qui indique un effet huit fois plus élevé que le forçage typique avant l'industrialisation. Pour la période après 1951, pendant laquelle les concentrations de carbone noir ont commencé à diminuer, l'effet de réchauffement était de 0,59 W/m2. Ces résultats fournissent des preuves d'un facteur anthropique dans l'important réchauffement de l'Arctique qui a eu lieu au début du 20e siècle.

Myhre, G., Nilsen, J.S., Gulstad, L. et al. (2006). Radiative forcing due to stratospheric water vapour from CH4. Geophysical Research Letters, vol. 34, L01807.
Nouvelles estimations de la contribution de la vapeur d'eau stratosphérique au potentiel de réchauffement planétaire du méthane.
Les auteurs de cette étude ont utilisé les profils verticaux du méthane, qui ont été extraits des données du satellite HALOE, pour calculer le taux d'oxydation du méthane en eau dans la stratosphère. Leur calcul du forçage radiatif pour cet effet de serre indirect du méthane donne un résultat légèrement inférieur à 0,1 W/m2. Cependant, ceci correspond à 15-20 % du forçage radiatif direct dû au méthane. Les auteurs signalent que cette contribution de la vapeur d'eau au potentiel de réchauffement planétaire (PRP) du méthane dépasse de 10-15 % la valeur de 5 % utilisée dans l'évaluation du GIEC de 2001. L'étude montre également que, quand le méthane est oxydé en eau dans la stratosphère, le profil de température résultant dans la stratosphère diffère de celui auquel on s'attendrait pour une distribution verticale uniforme de la vapeur d'eau stratosphérique (VES). Cette différence est importante pour ce qui est de déterminer les tendances de la vapeur d'eau et de la température stratosphériques.

Prathur, M.J. et Hsu, J. 2008. NF3, the greenhouse gas missing from Kyoto. GRL 35, L12810, doi:10.1029/2008GL034542, 2008.
Les chercheurs ont identifié le trifluorure d'azote comme un gaz à effet de serre très puissant qui pourrait devenir un grand contributeur au réchauffement planétaire. Cependant, ils notent que jusqu'à maintenant, ce n'est pas un des gaz contrôlés en vertu de la CCNUCC.
Le trifluorure d'azote (NF3) est un gaz synthétique utilisé initialement en petites quantités comme combustible des fusées et dans les lasers. Cependant, le marché du NF3 augmente rapidement, notamment comme agent d'attaque au plasma et agent nettoyant d'équipement. Dans un récent article du journal scientifique Geophysical Research Letters, les scientifiques américains Michael Prathur et Juno Hsu notent que l'effet de réchauffement planétaire au cours du prochain siècle d'une tonne de NF3 est d'environ 17 200 fois celle d'une tonne de CO2. Des gaz à effet de serre identifiés dans le Protocole de Kyoto, seul le SF6 est plus puissant. De cette manière, si tout le NF3 produit mondialement en 2008 était rejeté dans l'atmosphère, il aurait l'effet climatique de 67 millions de tonnes de CO2 (environ 10 % de la production de gaz à effet de serre annuelle du Canada). De plus, le NF3 a une longue durée de vie atmosphérique d'environ 740 années. Les auteurs notent que le coût élevé du NF3 assurera que les utilisateurs évitent son rejet dans l'atmosphère autant que possible. Cependant, ils suggèrent que la communauté scientifique devrait au moins commencer à surveiller attentivement sa concentration atmosphérique.

Ramanathan, V., M. V. Ramana, G. Roberts, D. Kim, C. Corrigan, C. Chung et D. Winkler. « Warming trends in Asia amplified by brown cloud solar absorption », dans Nature, vol. 448, le 2 août 2007, p. 575-578.
On démontre que les nuages bruns atmosphériques, des nuages pollués chargés d'aérosols, contribuent autant que les gaz à effet de serre (GES) anthropiques au réchauffement de la basse atmosphère au dessus de l'océan Indien et de l'Asie. L'effet de réchauffement combiné aurait causé la fonte étendue d'importants glaciers de l'Himalaya.
Les aérosols sont un mélange hétérogène de particules, dont certaines causent le réchauffement atmosphérique et d'autres le refroidissement atmosphérique. On estime que l'effet final des émissions d'aérosols résultant de l'activité humaine est un refroidissement, qui a contrebalancé le réchauffement des GES. Cependant, une bonne part d'incertitude persiste quant au forçage dû aux aérosols, et la capacité d'absorption de la chaleur du carbone noir est une des sources de cette incertitude. Un article qui a récemment paru dans "Nature" fournit de nouvelles connaissances au sujet de cette question. Les nuages bruns atmosphériques sont des nuages chargés d'aérosols, reconnus pour parcourir de grandes distances et pour avoir des répercussions sur le climat régional et la qualité de l'air. Dans leur étude, les auteurs ont déployé trois petits véhicules aériens sans pilote (UAV), empilés étroitement de façon verticale (séparés seulement par quelques mètres), pour mesurer les concentrations d'aérosol et de suie ainsi que les flux solaires à des altitudes de 0,5, de 1,5 et de 3 km. La différence entre les flux solaires de deux hauteurs donne les taux de réchauffement atmosphérique solaire. L'expérience a été effectuée au-dessus des Maldives du Nord au mois de mars 2006, durant la saison sèche, lorsque les masses d'air polluées se déplacent vers le sud à partir du continent asiatique vers l'océan Indien. Leurs résultats indiquent qu'au cours d'une période polluée, les nuages bruns atmosphériques ont augmenté le réchauffement de la basse atmosphère d'environ 50 p. 100, et que les particules de suie étaient responsables d'environ 90 p. 100 de cette augmentation. Pour évaluer l'incidence que les nuages bruns atmosphériques pourraient avoir sur le réchauffement sur une plus longue période de temps, les auteurs ont utilisé un modèle climatique avec des valeurs observées antérieurement et des prévisions des nuages bruns atmosphériques afin de simuler l'effet de réchauffement dans la basse atmosphère des gaz à effet de serre (GES) et des nuages bruns atmosphériques de 1950 jusqu'à présent. Leurs résultats démontrent que le réchauffement dû aux nuages bruns atmosphériques est de la même ampleur, durant cette période, que celui causé par les GES. De plus, le réchauffement combiné simulé des GES et des nuages bruns atmosphériques, à des niveaux atmosphériques de 3 à 5 km, est environ le double des tendances au réchauffement des surfaces simulées, ce qui correspond aux prévisions par satellite de tendances de la température. Ces résultats comportent d'importantes répercussions pour la région surélevée de l'Himalaya, où une réduction rapide des glaciers a été observée au cours des quelques dernières décennies.

Romanou, A., B. Liepert, G.A. Schmidt et al. 2007. 20th century changes in surface solar irradiance in simulations and observations. GRL 34,L05713, doi:10.1029/2006GL028356, 2007.
L'atténuation globale survenue au cours du 20e siècle est probablement due à la pollution atmosphérique.
Une équipe de chercheurs des États-Unis a utilisé une combinaison de modèles du climat du globe et de données d'observation satellitaires pour montrer qu'il y a effectivement eu une diminution de la quantité d'énergie solaire qui a atteint la surface de la Terre (ou atténuation du rayonnement solaire) au cours du 20e siècle, mais qu'elle n'est pas aussi importante que certaines études antérieures l'avaient suggéré. Leurs évaluations indiquent que cette tendance à long terme est imputable surtout à l'augmentation des concentrations atmosphériques d'aérosols libérés par les activités humaines. Aux échelles plus courtes des décennies, cependant, l'évolution de la nébulosité peut jouer un grand rôle en modifiant l'intensité du rayonnement solaire incident à la surface. C'est pourquoi les indications d'un récent « avivement » peuvent bien être liées à une réduction de la nébulosité découlant du comportement d'El Niño et donc temporaires. Ils font aussi remarquer que le réchauffement induit par l'augmentation des concentrations de gaz à effet de serre a été significativement plus élevé que le refroidissement dû à l'atténuation en surface, ce qui se traduit donc par un réchauffement net.

Ruckstuhl, C., Philipona, R., Behrens, K. et al. 2008. Aerosol and cloud effects on soilar brightening and the recent rapid warming. GRL 35, L12708, doi:10.1029/2008GL034228, 2008 ; Menon, S., Unger, N., Koch, D. et al. 2008. Aerosol effects and air quality impacts from 1980 to 2030. Environmental Research Letters 3, doi:10.1088/1748-9326/2/024004.
Les réductions des concentrations d'aérosol au­dessus de l'Europe depuis 1980 ont contribué considérablement au récent réchauffement de cette région. Cependant, à une échelle mondiale, les émissions d'aérosol à la hausse dans les régions en développement ont plus que compensé les réductions en Amérique du Nord et en Europe, produisant un petit effet net de refroidissement par aérosol. Cet effet de refroidissement par aérosol devrait augmenter encore plus au cours des prochaines décennies.
Deux récents rapports scientifiques présentent de nouveaux résultats sur l'ampleur des changements passés et futurs des concentrations d'aérosol qui pourraient contribuer au forçage climatique régional et mondial. Dans un de ces articles publiés dans le journal Geophysical Research Letters, Ruckstuhl et une équipe de collègues européens analysent les tendances passées des mesures optiques de la profondeur d'aérosol prises à un grand nombre de sites du nord de l'Allemagne et en Suisse. Ils concluent que les concentrations d'aérosol de la région ont décliné de jusqu'à 60 p. 100 depuis 1986 produisant une augmentation totale de l'irradiation sociale régionale d'environ 1 W/m2 par décennie. La plus grande partie de cette augmentation est attribuable à l'effet aérosol direct de la lumière solaire qui arrive sur Terre (plutôt qu'aux effets indirects attribuables aux propriétés changées des nuages). Ceci indique que cet « éblouissement » solaire a été un facteur significatif du grand réchauffement (~1°C) constaté au­dessus de l'Europe depuis 1980. Dans la seconde étude, publiée dans Environmental Research Letters, un groupe de scientifiques américains dirigé par S. Menon utilise le modèle climatique du GIEC avec un modèle de source d'aérosol et de transport pour évaluer les effets radiatifs à l'échelle mondiale (directs et indirects) des changements passés et futurs des concentrations et répartitions estimées des aérosols de source anthropogène et naturelle. Les effets indirects comprennent ceux attribuables aux processus chimiques affectant d'autres gaz à effet de serre ainsi que ceux qui font intervenir les nuages. En 1980 et 1995, les effets de refroidissement radiatifs des concentrations accrues d'aérosol au­dessus de l'Asie ont plus que compensé l'effet de réchauffement causé par les concentrations diminuées au­dessus de l'Amérique du Nord et de l'Europe. L'effet net de refroidissement mondial était d'environ ­0,1 W/m2. En 2030, cet effet de refroidissement devrait augmenter d'un autre ­0,94 W/m2. Les auteurs notent que les impacts radiatifs/climatifs afférents sont particulièrement significatifs et anormaux pour les régions Arctique et de l'Asie.

Tong, J. A., You, Y., Müller, R.D., Seton, M. 2009. Climate model sensitivity to atmospheric co2 concentrations for the middle Micoene. Global and Planetary Change 67:129-140.; Mills, T.C. 2009. How robust is the long-run relationship between temperature and radiative forcing? Climatic Change 94:351-361.
Deux nouvelles études, l'une basée sur le comportement climatique des millions d'années plus tôt, l'autre portant sur une comparaison entre les tendances de forçage climatique et radiatif au cours des 150 dernières années, annoncent un réchauffement de l'ordre de 2 °C, en réaction aux concentrations deux fois plus élevées de co2. Cette estimation s'inscrit dans le grand éventail des estimations avancées précédemment par d'autres études, mais plutôt dans la partie inférieure.
Il y a eu de longs débats sur la sensibilité du système climatique global face à la hausse des concentrations de gaz à effet de serre. La plupart des estimations indiquent au moins un réchauffement à l'équilibre de l'ordre de 1,5 °C pour des concentrations de dioxyde de carbone deux fois plus élevées, tandis que d'autres laissent croire que ce réchauffement pourrait être de l'ordre de 7 °C ou plus. Deux études récentes ont relancé le débat. Dans la première, une équipe de modélisateurs australienne a enquêté sur la réaction du climat de la Terre face aux variations du dioxyde de carbone 15 millions d'années plus tôt. Leurs résultats indiquent une sensibilité du climat d'environ 2,2 °C pour une concentration de co2 deux fois plus élevée, au cours de cette période. Dans la seconde analyse, un économiste britannique utilise une comparaison statistique entre les changements de température survenus au cours des 150 dernières années et les changements estimés du forçage radiatif. Considérant que le forçage radiatif réel provenant de sources diverses a les mêmes effets sur le climat mondial que celui produit uniquement par le co2, il conclut que la sensibilité du climat mondial pourrait se situer entre 1 et 3 °C lorsque les concentrations de co2 sont deux fois plus importantes. Ces deux estimations s'inscrivent dans l'éventail des estimations précédentes, mais plutôt dans la partie inférieure.

van Hoof, T. B., F. Wagner Cremer, W. M. Kurschner et H. Visscher, « A role for atmospheric CO2 in preindustrial climate forcing », 2008, PNAS, vol.105, p.:15815-15818.
De nouvelles données tirées des densités stomatiques de feuilles indiquent que les concentrations de gaz carbonique du millénaire passé ont peut être beaucoup plus influé sur les climats de l'ère préindustrielle qu'on ne le pensait.
S'il est vrai qu'afin d'effectuer des simulations de modèles climatiques pour connaître les climats de l'ère préindustrielle, on a utilisé le forçage solaire et volcanique pour expliquer les fluctuations climatiques mondiales, la plupart des modélisateurs supposent qu'à cette période, les concentrations en gaz carboniques se maintenaient à un niveau relativement constant et ne contribuaient donc à ces fluctuations que de manière secondaire. Cette hypothèse repose sur les données tirées du cœur des glaces de l'Antarctique et du Groenland, lesquelles montrent que durant cette période, les variations dans les concentrations de gaz carbonique étaient inférieures à 12 ppm. Cependant, les auteurs d'une nouvelle étude font valoir que les concentrations de gaz carboniques durant la période préindustrielle ont probablement été trois fois plus importantes. En effet, dans un article publié dans le Proceedings of the National Academy of Sciences, van Hoof et ses collègues indiquent que, d'après les analyses haute résolution des concentrations de gaz carbonique qu'ils ont effectuées sur la densité stomatique d'aiguilles de pin (provenant de l'état américain Washington) et de feuilles de chêne (provenant des Pays Bas), les variations dans les concentrations de gaz carbonique ont atteint jusqu'à 34 ppm entre 1000 et 1500 de notre ère. Selon les auteurs, ces variations ont peut être été provoquées par la modification de l'utilisation des terres européennes et les variations des températures des océans. Dans les simulations de modèles climatiques, ces fluctuations ont provoqué des variations de température de 0,25 C sur cette période de temps. Bien que les auteurs consentent à dire qu'il n'est pas facile d'établir une corrélation directe entre les variations de température et les fluctuations de gaz carbonique, en raison, notamment, des forçages solaire et volcanique d'importance similaire qui sont exercés, ils avancent toutefois qu'il faudrait inclure le forçage par le gaz carbonique dans les simulations de modèles climatiques de l'ère préindustrielle, afin de renforcer leur exactitude et de mieux délimiter la sensibilité de la modélisation climatique.

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