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Projet H2020 4C : Interactions climat-carbone au cours du siècle actuel

  • Taper Projet
  • État Rempli
  • Exécution 2019 -2023
  • Budget alloué 7.784.750,00 €
  • Portée Europeo
  • Principale source de financement H2020
  • Site Web du projet Proyecto 4C
Description
Les rétroactions du changement climatique sont importantes pour comprendre le réchauffement climatique, car les processus de rétroaction peuvent amplifier ou atténuer l’effet du forçage climatique. Il joue donc un rôle fondamental dans la détermination de la sensibilité climatique et de l’état futur du climat. Le projet CCiCC, financé par l’UE, vise à réduire l’incertitude dans la compréhension quantitative des interactions et des rétroactions carbone-climat. Les scientifiques quantifieront les processus clés régulant le système couplé carbone-climat et utiliseront des contraintes d’observation pour générer des projections à long terme du climat en réponse aux émissions anthropiques. Le projet élaborera également des recommandations politiques sur les trajectoires d’émissions de dioxyde de carbone. L’analyse et les données du CCiCC aideront les experts à mieux évaluer l’impact des émissions de dioxyde de carbone sur le changement climatique.
Description des activités
Nous développons de nouvelles contraintes d’observation sur les flux combinés de CO2 terrestres et océaniques mondiaux et régionaux pour soutenir la compréhension quantitative du budget carbone mondial. En plus du budget mondial du carbone, nous avons développé des budgets mondiaux d'oxygène et d'isotopes de carbone (13C), générant un ensemble élargi de données satellitaires sur le CO2 atmosphérique (xCO2). En parallèle, nous développons de nouveaux produits de données basés sur des observations de la pCO2 à la surface de l’océan, du carbone inorganique dans le fond de l’océan, de la teneur en eau des sols terrestres et de la productivité nette des écosystèmes forestiers. Ces nouvelles observations sont utilisées pour contraindre les simulations historiques du cycle global du carbone et réduire les incertitudes dans la quantification des puits de carbone terrestres et océaniques historiques. Nous développons de nouveaux cadres de modèles du système terrestre (ESM) pour prédire l’évolution à court terme du cycle du carbone. Premièrement, nous utilisons ces MES pour comprendre et quantifier la prévisibilité potentielle des puits de carbone terrestres et océaniques. Nous validons ensuite nos systèmes de modélisation en quantifiant leur capacité à prédire le passé récent une fois l’état climatique observé assimilé aux conditions initiales. Enfin, nous utilisons ces modèles pour faire des prédictions réalistes sur l’avenir proche du cycle mondial du carbone. Nous développons de nouvelles contraintes émergentes pour le cycle du carbone terrestre, basées sur des observations de l’humidité du sol et du temps de renouvellement du sol, afin de limiter les changements futurs du cycle. Nous avons également développé de nouvelles contraintes émergentes sur le cycle du carbone océanique, en utilisant la salinité observée à la surface de la mer ou la densité des eaux de surface de l’océan Arctique pour contraindre les projections du cycle du carbone océanique. Nous développons de nouveaux scénarios adaptatifs pour les modèles d'analyse environnementale (EMA), permettant de diagnostiquer la gamme des futures émissions mondiales de CO2 (et non-CO2) qui seraient compatibles avec un réchauffement climatique de 1,5°C ou 2°C. Nous diffusons nos résultats par le biais d’un engagement direct avec les décideurs politiques et le GIEC, du développement d’une nouvelle plateforme scientifique conviviale (ScienceBrief), de notes d’orientation et de perspectives carbone dédiées, de courtes vidéos, de communiqués de presse et d’une activité continue sur les réseaux sociaux.
Description contextuelle
Les rétroactions du cycle du carbone climatique peuvent potentiellement amplifier le changement climatique au cours du 21e siècle. Ces processus jouent donc un rôle important dans la détermination de la réponse climatique aux émissions anthropiques de dioxyde de carbone (CO2). Le projet 4C, financé par l’UE, a comblé le manque crucial de connaissances sur la sensibilité du système climatique aux émissions de CO2 et visait à améliorer notre compréhension quantitative des interactions et des rétroactions carbone-climat. Cet objectif a été atteint grâce à une intégration innovante de modèles et d’observations, fournissant de nouvelles contraintes sur les interactions carbone-climat et les projections climatiques, et soutenant les évaluations et les objectifs politiques du GIEC. 4C a atteint quatre objectifs généraux. 1) Le 4C a considérablement amélioré notre compréhension du cycle global du carbone au cours du passé récent, générant de nouvelles contraintes d’observation atmosphériques, océaniques et terrestres sur le cycle du carbone pour évaluer et améliorer les simulations du modèle du cycle du carbone des puits de carbone terrestres et océaniques actuels. 2) 4C a développé une nouvelle capacité de modèle du système terrestre pour prédire l'évolution de la variabilité du cycle mondial du carbone au cours de la prochaine décennie, en prédisant le taux de croissance annuel du CO2 atmosphérique et la force des puits de carbone terrestres et océaniques, en tenant compte de la variabilité naturelle du climat, dans le contexte de l'Accord de Paris. 3) 4C a développé de nouvelles contraintes émergentes sur les flux de carbone terrestres et océaniques pour améliorer notre compréhension des rétroactions climat-carbone au cours du 21e siècle. 4C a également développé de nouveaux scénarios adaptatifs qui permettent de diagnostiquer les futures émissions de gaz à effet de serre compatibles avec un objectif climatique donné, comme la limite de 1,5°C fixée par l’Accord de Paris. 4) 4C a assuré l’utilisabilité des connaissances générées par la recherche scientifique et a participé aux interactions bilatérales entre scientifiques et décideurs politiques, tout en favorisant la compréhension des résultats pour la société au sens large.
Objectifs
4C comble le manque crucial de connaissances concernant la sensibilité du climat aux émissions de dioxyde de carbone en réduisant l’incertitude dans notre compréhension quantitative des interactions et des rétroactions carbone-climat. Cet objectif sera atteint grâce à une intégration innovante des modèles et des observations, en établissant de nouvelles contraintes sur les interactions carbone-climat modélisées et les projections climatiques, et en soutenant les évaluations et les objectifs politiques du GIEC. Pour atteindre cet objectif, 4C (a) apportera un changement radical dans notre capacité à quantifier les processus clés régulant le système couplé carbone-climat, (b) utilisera les contraintes d’observation et une meilleure compréhension des processus pour fournir des prévisions multi-modèles à court terme et des projections à long terme du climat en réponse aux émissions anthropiques, et (c) proposera des voies d’émission de dioxyde de carbone pertinentes pour les politiques, cohérentes avec les objectifs de l’Accord de Paris de la CCNUCC (AP). Pour atteindre ses objectifs, le 4C développera et utilisera : des modèles de systèmes terrestres (ESM) de pointe, incluant des processus biogéochimiques non inclus dans les rapports précédents du GIEC ; de nouvelles observations pour contraindre le cycle contemporain du carbone et sa variabilité naturelle ; Prévisions décennales basées sur l’ESM, incluant les rétroactions carbone-climat et les nouvelles méthodes d’initialisation ; Nouvelles contraintes émergentes et méthodes de pondération pour réduire l’incertitude dans le cycle du carbone et les projections climatiques ; et de nouveaux scénarios climatiques qui suivent des trajectoires d’émission de CO2 adaptatives. 4C prendra en charge deux éléments principaux de l’AP. Premièrement, l’équilibre global de l’AP, fournissant des prévisions pertinentes pour les politiques sur le CO2 atmosphérique et le climat en réponse aux contributions déterminées au niveau national. Deuxièmement, l’AP vise à maintenir le réchauffement climatique bien en dessous de 2°C en fournissant des estimations fiables des budgets carbone restants et des voies disponibles. 4C réunira des groupes européens de premier plan dans le domaine de la modélisation du climat et de la recherche sur le cycle du carbone, garantissant ainsi de manière unique le leadership de l'Europe dans la science pratique nécessaire aux évaluations du GIEC.
Résultats
4C a développé des modèles de système terrestre (ESM) de pointe et leurs composants terrestres et océaniques individuels, y compris les processus biogéochimiques importants pour le climat et les rétroactions du carbone. Le projet a exploité de nouvelles observations pour mieux délimiter le cycle contemporain du carbone et sa variabilité sur des échelles de temps allant de saisonnières à multidécennales. Il s’agit notamment de mesures combinées des isotopes de CO₂, d’oxygène et de carbone qui, ensemble, permettent d’identifier les processus sous-jacents et les facteurs de la variabilité interannuelle à décennale. En parallèle, 4C développe des produits nouveaux et améliorés basés sur des données de flux de carbone terrestres et océaniques pour évaluer les modèles de cycle du carbone MES, améliorer la représentation des processus et réduire les déséquilibres du budget carbone. Ces nouveaux produits incluent les flux d'eau et le stockage terrestre, la mise à l'échelle basée sur un réseau neuronal du pCO ? mesures. à la surface de l'océan, les changements dans les stocks de carbone à l'intérieur de l'océan, les nouvelles données atmosphériques sur le SOC, les observations par satellite du SIF et la productivité nette des écosystèmes forestiers. Ces données fournissent de nouvelles perspectives sur l’absorption et l’exportation verticale du carbone océanique, ainsi que sur la photosynthèse terrestre et les puits de carbone associés. 4C a développé des prévisions décennales de pointe pour le modèle du système terrestre (ESM) pour la prochaine décennie, où les modèles sont déterminés par les trajectoires actuelles et futures à court terme des émissions de CO2 et d'autres gaz à effet de serre, et tiennent également compte de la variabilité naturelle du cycle mondial du carbone induite par la variabilité du système climatique. 4C a développé de nouvelles contraintes émergentes et méthodes de pondération pour réduire l’incertitude dans les projections futures de la réponse climatique transitoire aux émissions de CO2, aux rétroactions du cycle du carbone et au climat. 4C a produit des scénarios adaptatifs originaux et un cadre de modélisation pour piloter les modèles du système terrestre (ESM) dans un contexte où les émissions futures sont affinées pour maintenir le réchauffement aligné sur un objectif prédéfini (par exemple, 1,5 °C), fournissant nos meilleures estimations des budgets carbone restants conformes aux ambitions de l'Accord de Paris, en tenant compte des principales rétroactions du système terrestre. En résumé, 4C a réalisé des avancées importantes dans notre compréhension des processus clés qui régulent les interactions et les rétroactions entre le cycle du carbone et le système climatique physique, en utilisant des contraintes d’observation et une meilleure compréhension des processus pour fournir, pour la première fois, des prévisions à court terme et des projections à long terme du système couplé climat-carbone dans le cadre de scénarios d’atténuation ambitieux. 4C a soutenu deux éléments fondamentaux de l’Accord de Paris de la CCNUCC : l’inventaire mondial pour suivre les progrès vers l’objectif à long terme et l’effort d’atténuation pour atteindre un objectif à long terme de maintenir l’augmentation moyenne de la température mondiale bien en dessous de 2°C.
Coordonnateurs
  • THE UNIVERSITY OF EXETER (UNEXE)