Comprendre et faire face aux impacts du changement climatique est l’un des défis les plus redoutables de notre époque. La complexité des systèmes naturels et humains interconnectés rend extrêmement difficile l’identification de solutions significatives.
Il est tout aussi problématique de savoir quelles actions produiront les plus grands bénéfices à court et à long terme et si elles seront suffisantes.
Au Laboratoire national du nord-ouest du Pacifique du ministère de l’Énergie, les chercheurs développent et appliquent des modèles riches en données pour créer une vue intégrée des systèmes dynamiques de la Terre, de l’énergie et de l’économie, y compris les interactions entre eux. Leurs travaux visent à comprendre les implications du changement climatique, par exemple des études suggérant des ouragans de plus en plus intenses et des incendies de forêt plus fréquents.
Ils visent également à éclairer les décisions visant à prévenir ou atténuer ces impacts. Par exemple, depuis 2015, le PNNL et ses collaborateurs utilisent un modèle mondial pour évaluer les engagements des pays à réduire les gaz à effet de serre et si le réchauffement climatique peut être maintenu en dessous de 2°C (par rapport à l’époque préindustrielle), un objectif fixé par l’Institut de Paris pour le Climat. Accord.
S’appuyant sur ce modèle, des recherches du Joint Global Change Research Institute, ou JGCRI (un partenariat entre le PNNL et l’Université du Maryland), suggèrent que si les pays honorent leurs engagements climatiques, le monde pourrait atteindre cet objectif d’ici la fin du siècle.
Mais des études montrent que même cela ne suffira pas. L’Accord de Paris sur le climat a identifié un objectif plus ambitieux consistant à limiter le réchauffement à 1,5°C afin de réduire la probabilité d’événements météorologiques extrêmes comme les inondations, les sécheresses et les incendies de forêt.
Les chercheurs du JGCRI ont identifié trois étapes supplémentaires, au-delà des engagements actuels, que les pays peuvent suivre pour y parvenir :
Cette étude et des recherches similaires seront au cœur des délibérations de la 28e Conférence des Nations Unies sur les changements climatiques (connue sous le nom de Conférence des Parties, ou COP 28) qui débutera à Dubaï la semaine prochaine. Les membres du personnel du PNNL, dont moi-même, feront partie des quelque 70 000 délégués du monde entier présents.
Les recherches du PNNL dans ce domaine ont commencé il y a des décennies, alors que des scientifiques de diverses disciplines développaient le modèle d’analyse du changement global. Connu sous le nom de GCAM, il est utilisé par les communautés de recherche et de politique depuis plus de 20 ans pour projeter les émissions de gaz à effet de serre et les systèmes interconnectés complexes aux échelles mondiale, nationale et régionale.
Par exemple, il est utilisé pour explorer comment les changements dans la population, les revenus ou le coût de la technologie peuvent modifier l’offre et la demande d’énergie, la production agricole et l’utilisation de l’eau.
Les chercheurs du JGCRI continuent d’améliorer ce modèle disponible gratuitement pour mieux représenter les relations entre le climat et les processus socio-économiques. Les nouvelles versions intégreront les technologies énergétiques émergentes, les normes d’efficacité des bâtiments et les modes de transport alternatifs.
Le PNNL est également un acteur essentiel dans les efforts du DOE visant à créer le modèle climatique le plus précis au monde, le modèle énergétique exascale du système terrestre (E3SM).
Grâce à ce modèle, optimisé pour fonctionner sur les ordinateurs les plus puissants du DOE, les chercheurs ont réussi à simuler le climat de la Terre pendant une année en une seule journée, tout en représentant les processus atmosphériques associés à la formation des nuages avec des détails sans précédent.
E3SM peut également être lié au GCAM pour étudier les effets détaillés du changement climatique selon différentes voies de développement technologique et économique qui génèrent des émissions de gaz à effet de serre.
Cela permet aux chercheurs, aux dirigeants gouvernementaux et à d’autres décideurs de comprendre les impacts du changement climatique au niveau de l’État et même au niveau communautaire, et contribue à éclairer la gestion des ressources en eau à long terme, la politique agricole et les décisions d’implantation des centrales électriques.
Grâce à des efforts de modélisation comme ceux-ci, ainsi qu’à des recherches sur les technologies d’énergie propre et de réduction des émissions, les chercheurs du PNNL aident à démêler les systèmes entrelacés pour éclairer les options qui s’offrent aux décideurs qui se demandent comment préserver notre planète.