Mechanistic Ecological Feedbacks in DICE 2023: Physical Divergence and Welfare Sensitivity
Cette étude démontre que, bien que l'incorporation de rétroactions mécanistes du dégel du pergélisol dans le modèle DICE 2023 augmente significativement les températures mondiales projetées, les pertes de bien-être qui en résultent semblent négligeables selon les fonctions de dommages et les conventions d'actualisation standards, révélant que l'insensibilité du modèle aux rétroactions écologiques provient des hypothèses structurelles de ses paramètres de dommages et d'actualisation plutôt que des dynamiques climatiques physiques elles-mêmes.
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L'histoire du changement climatique est souvent racontée comme une bataille entre l'industrie humaine et le monde naturel, mais un récit plus profond et plus complexe se déroule sous la surface. Il implique la Terre elle-même, qui ne reste pas simplement passive pendant que nous la réchauffons. Au contraire, la planète possède ses propres systèmes internes qui peuvent réagir au réchauffement en libérant encore plus de gaz piégeant la chaleur, créant un cycle où le problème s'auto-alimente. Les scientifiques appellent ces boucles de rétroaction auto-renforcées des « rétroactions ». L'un des exemples les plus préoccupants est le dégel du pergélisol, ce sol gelé qui a emprisonné de vastes quantités de carbone ancien pendant des milliers d'années. À mesure que l'air se réchauffe, ce sol fond, libérant ce carbone dans l'atmosphère, ce qui provoque un réchauffement supplémentaire, qui fait fondre davantage de sol. Pour planifier l'avenir, les économistes et les climatologues utilisent des modèles informatiques sophistiqués qui tentent de prédire comment ces changements physiques impacteront l'économie mondiale. Ces modèles sont les principaux outils utilisés par les décideurs politiques pour décider de combien d'argent dépenser pour réduire les émissions aujourd'hui afin d'éviter la catastrophe demain. Cependant, si les modèles ne capturent pas avec précision la façon dont les systèmes naturels de la Terre réagiront, les conseils économiques qu'ils donnent pourraient être dangereusement erronés.
Une équipe de chercheurs de l'Université du Vermont et de l'Université George Mason a décidé de tester les limites de l'un des modèles les plus largement utilisés, connu sous le nom de DICE 2023. Ce modèle est conçu pour trouver la voie la plus efficace pour que l'économie mondiale gère le changement climatique, en équilibrant le coût de la réduction des émissions et les dommages causés par l'élévation des températures. Les chercheurs soupçonnaaient que le modèle était trop simpliste dans sa gestion du cycle du carbone de la Terre. Dans la version standard, le modèle traite la capacité de la planète à absorber le carbone comme un processus unique et uniforme qui répond de manière fluide au réchauffement. Les chercheurs ont remplacé cette vision simplifiée par une représentation mécaniste plus détaillée qui décompose le cycle du carbone en ses parties physiques réelles : l'atmosphère, les plantes, le sol et les océans. Ils ont également ajouté des règles spécifiques pour simuler le dégel lent et rampant du pergélisol ainsi que la libération soudaine et catastrophique de carbone qui peut survenir lorsque le sol gelé s'effondre. En faisant tourner ces versions plus réalistes du modèle, ils voulaient voir si la réalité physique d'une Terre qui se réchauffe changerait les conclusions économiques produites par le modèle.
Lorsque les chercheurs ont lancé les simulations, le monde physique dans leurs nouveaux modèles se comportait très différemment de la version standard. Le modèle incluant le cycle du carbone détaillé et la dynamique du pergélisols a montré que la Terre chaufferait de manière significative plus que ce que le modèle original prédisait. Alors que le modèle standard suggérait que les températures mondiales atteindraient un sommet puis commenceraient à refroidir d'ici l'an 2300, le nouveau modèle avec le pergélisol montrait que les températures resteraient élevées, demeurant près de deux degrés Celsius au-dessus des niveaux préindustriels même des siècles plus tard. Cela s'est produit parce que le pergélisol en dégel continuait de pomper du carbone dans l'atmosphère bien après que les émissions industrielles humaines aient chuté. La Terre se défendait essentiellement, libérant ses propres gaz piégeant la chaleur d'une manière que les politiques humaines ne pouvaient pas facilement arrêter. Les chercheurs ont constaté que ce réchauffement supplémentaire était principalement alimenté par le dégel du pergélisol, qui agissait comme un moteur de chaleur persistant, tandis que d'autres processus naturels, comme la croissance plus rapide des plantes due à des niveaux de carbone plus élevés, tentaient de refroidir le système mais n'étaient pas assez forts pour stopper la fonte.
Malgré ces différences physiques spectaculaires, les résultats économiques étaient étonnamment calmes. Lorsque les chercheurs ont calculé le bien-être économique total — la somme du bien-être humain au cours des quatre cents prochaines années — les nouveaux scénarios plus chauds ne montraient qu'une diminution infime par rapport au modèle standard. La différence était si petite qu'elle était presque négligeable, s'élevant à une fraction de pourcentage. Ce résultat semblait suggérer que la chaleur supplémentaire n'avait pas beaucoup d'importance pour l'économie, ce qui paraissait contre-intuitif compte tenu de la réalité physique du réchauffement. Les chercheurs ont réalisé que le problème ne venait pas de la physique, mais des règles économiques intégrées dans le modèle. Le modèle standard utilise une formule spécifique pour calculer l'ampleur des dommages causés par la chaleur à l'économie, et cette formule est calibrée pour montrer des coûts relativement faibles pour la quantité de réchauffement prédite. Lorsque les chercheurs ont remplacé cette formule par une autre basée sur des estimations plus récentes et plus élevées des dommages climatiques, le tableau économique a changé instantanément. Soudain, les pertes de bien-être sont devenues beaucoup plus importantes, et l'impact des rétroactions physiques est devenu clair.
L'étude révèle un décalage critique entre la réalité physique du changement climatique et les outils économiques utilisés pour le gérer. Les chercheurs ont découvert que l'insensibilité du modèle à la chaleur supplémentaire n'était pas due au fait que la chaleur était inoffensive, mais parce que les règles mathématiques utilisées pour valoriser cette chaleur étaient trop indulgentes. Le modèle standard « lisse » essentiellement les pires effets, faisant passer le réchauffement supplémentaire dû à la fonte du pergélisol pour un incident économique mineur. Cependant, lorsque les chercheurs ont utilisé une estimation de dommages reflétant des conséquences économiques plus sévères, le réchauffement supplémentaire causé par les propres boucles de rétroaction de la Terre est devenu une menace économique majeure. Cela suggère que les recommandations politiques actuelles, qui reposent sur ces modèles, pourraient sous-estimer l'urgence de la situation. Les points de bascule physiques sont réels et dangereux, mais les modèles économiques sont actuellement conçus de telle sorte qu'ils les rendent invisibles aux décideurs qui ont besoin de les voir.
Les conclusions soulignent également le calendrier de ces risques. La chaleur supplémentaire provenant du dégel du pergélisol est une menace à évolution lente ; elle est déclenchée par les émissions que nous rejetons aujourd'hui, mais ses pires conséquences économiques pourraient ne pas être ressenties avant des siècles. Parce que les modèles économiques décomptent fortement la valeur du futur lointain, ils ont tendance à ignorer ces dangers à long terme. Les chercheurs ont montré que si l'on modifie la façon dont le modèle valorise le futur, l'importance d'éviter ces points de bascule physiques devient flagrante. L'étude conclut que rendre les modèles climatiques plus précis physiquement ne suffit pas. Pour obtenir les bons conseils politiques, nous devons également corriger les formules économiques qui traduisent la chaleur physique en coût humain. Si nous ne le faisons pas, nous risquons de concevoir un avenir où nous pensons être en sécurité, alors que la Terre est en train de verrouiller silencieusement une réalité beaucoup plus chaude et plus dommageable.
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