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Neuf chroniques d'indices climatiques

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Les indices climatiques 2020

Yves Dandonneau.

Sommaire

La température
Le contenu thermique océanique
Le niveau de la mer
El Niño
La cryosphère
Le gaz carbonique
Événements remarquables
Conclusion

La température

En 2020, la température moyenne globale à la surface de la Terre a été de 1,2°C plus chaude que la moyenne des années 1850 à 1900. Elle prend la deuxième place parmi les années les plus chaudes, à seulement 0,02°C de 2016, qui reste la plus chaude jamais enregistrée. Tandis que la concentration en gaz carbonique, principal gaz à effet de serre, s’accroît régulièrement d’année en année, la température moyenne globale augmente de façon irrégulière (figure 1). La première cause d’irrégularités est liée à l’occurrence du phénomène El Niño, qui, lorsqu’il se produit, réchauffe de plusieurs degrés une très vaste partie de l’Océan Pacifique tropical. On voit ainsi sur la figure 1 que les années El Niño en 2016, 2010, 1998 et 1983, sont marquées par des hausses de température rapides. En 2020 au contraire, des conditions opposées, dites «La Niña» ont maintenu sur le Pacifique équatorial des températures basses. Les grandes éruptions volcaniques sont une autre cause d’irrégularités dans la croissance de la température moyenne globale : elles projettent en effet jusqu’à la stratosphère de grandes quantités de cendres qui, en réfléchissant vers l’espace une partie du rayonnement solaire, refroidissent le climat.

Evolution de la température moyenne globale depuis 1880

Fig 1 : évolution de la température moyenne globale depuis 1880 (source NOAA). Les flèches ajoutées rouges indiquent le forts évènements El Niño, les flèches noires les grandes éruptions volcaniques.

Le réchauffement n’affecte pas uniformément la surface de la Terre.
Certaines parties de l’océan ont même été moins chaudes en 2020 que précédemment (figure 2) :

  • le sud de l’Océan Indien,
  • l’Atlantique nord ouest,
  • et le Pacifique équatorial, ce dernier en raison de forts alizés correspondant à des conditions La Niña dans cette région.

Sur les terres émergées, à l’exception du Canada, le réchauffement est quasi général, et atteint des valeurs record en Sibérie où le risque d’un dégel de grande ampleur est l’émission de méthane, qui est un puissant gaz à effet de serre.

Distribution du réchauffement observé en 2020 à la surface de la Terre

Fig. 2 : distribution du réchauffement observé en 2020 à la surface de la Terre par rapport à la moyenne de 1981 à 2010 (Centre Européen de prévisions météorologiques).

En France, deux épisodes de canicule ont sévi fin juillet et à la mi-août. Ce dernier, un peu moins long que celui de 2003, a été marqué par des températures aussi élevées, et a aussi concerné d’autres pays d’Europe du nord ouest : la Belgique, les Pays Bas et le Royaume Uni.

Le contenu thermique océanique.

Les océans emmagasinent plus de 90 % de la chaleur gagnée par la Terre du fait de l’effet de serre.
Le contenu thermique des océans a continué de croître en 2020. C’est surtout les couches proches de la surface qui ont gagné de la chaleur, mais cette chaleur pénètre aussi les couches de 500 à 1500 m de profondeur, et de façon moins perceptibles celles au-delà de 1500 m (figure 3). La distribution des différences par rapport à 2019 est une résultante caractéristique des conditions La Niña qui ont régné en 2020 dans le Pacifique tropical, avec de forts vents alizés qui entraînent la chaleur accumulée aux basses latitudes par les eaux superficielles vers le Pacifique tropical ouest, dans une région nommée la «warm pool» (figure 4).À noter également la persistance d’un refroidissement marqué de l’océan dans l’Atlantique nord, qui explique le refroidissement dans cette région de la température moyenne à la surface de la Terre (figure 2).

 Le contenu thermique océanique.

Fig 3 : évolution du contenu thermique (ZJ) des océans dans la couche superficielle et dans les couches plus profondes (Chen et al., advances in atmospheric sciences).

 Différence de contenu thermique des océans entre 2019 et 2020

 Fig 4 différence de contenu thermique des océans entre 2019 et 2020
(Chen et al., advances in atmospheric sciences).

Le niveau de la mer

Depuis 1993, le niveau des océans s’est élevé d’un peu plus de 90 mm, soit à une vitesse moyenne de 3,29 mm/an. Le niveau le plus élevé a été estimé en juillet 2020, suivi par une légère baisse due principalement aux conditions La Niña qui se sont ensuite établies sur le Pacifique équatorial (figs 5, 6). Dans ces conditions en effet, l’intensification des vents alizés entraîne les eaux chaudes de surface vers l’ouest et crée une vaste échancrure (fig 7) le long de l’équateur où viennent affleurer des eaux profondes froides et plus denses.

Niveau moyen de la mer

Fig 5 : évolution du niveau moyen des océans (mm) depuis 1993.

El Niño

Comme on l’a vu pour les indices précédents, l’état du Pacifique tropical, soumis à la variabilité liée au phénomène El Niño, a une forte influence sur les moyennes globales.
L’année 2020 a débuté avec un indice ENSO modérément élevé dans des conditions qui pouvaient conduire à un événement El Niño, avec un réchauffement du Pacifique équatorial. Cela ne s’est pas produit, et il y a eu au contraire au deuxième semestre 2020 un renforcement des Alizés qui a entraîné des conditions froides de type La Niña avec une reprise de l’upwelling équatorial et un niveau marin bas (figs 6, 7).

Anomalies de niveau marin et d’indice ENSO

Fig 6 : anomalies de niveau marin et d’indice ENSO normalisés de 2018 à 2020
(zone Niño 3-4, données AVISO).

Anomalies de température de la surface de l’océan en novembre 2020

Fig 7 : anomalies de température de la surface de l’océan en novembre 2020.

Le bulletin du Climate Prediction Center de la National Oceanic and Atmospheric Administration indique une probabilité de 60 % qu’un retour à des conditions intermédiaires entre El Niño et La Niña ait lieu au printemps 2021.

La cryosphère

Le retrait de la banquise de l’Océan Arctique se poursuit. L’étendue maximale observée en général à la fin de l’hiver au mois de mars diminue depuis 1980 au rythme d’environ 40 000 km² par an, avec une forte variabilité inter annuelle (figure 8).
Les étendues maximales observées en 2019 et 2020 ne s’inscrivent pas parmi celles où la banquise d’hiver a été la moins étendue. En fin d’été, cette superficie a atteint en septembre 2020 la deuxième valeur la plus basse jamais enregistrée (la plus basse est celle atteinte en 2012). En Antarctique au contraire, que ce soit en fin d’été ou d’hiver, il n’apparaît pas de tendance à une augmentation ni à une diminution de la surface de la banquise (fig 8 ).

Evolution de la surface de la banquise en Arctique et en Antarctique

 Fig 8 : évolution de la surface de la banquise en Arctique (à gauche) et en Antarctique (à droite) en septembre (rouge) et en mars (bleu).

La masse des glaciers du Groenland a diminué de 152 GT en 2020. Les pertes se font principalement par vêlage de ces glaciers lorsqu’ils débouchent sur la mer, car le bilan de surface reste positif, les précipitations l’emportant sur la fusion et l’évaporation (figure 9). Le franchissement d’un point de non retour a été proclamé à la fin de l’été 2020, concernant les glaciers périphériques de la côte est du Groenland, dont l’écoulement ne serait désormais plus freiné par la présence de glace de mer en été.

Evolution du bilan de masse des glaciers du Groenland.

Fig 9 : évolution du bilan de masse des glaciers du Groenland. En bleu, bilan de surface (précipitations moins évaporation et fonte). En vert, écoulement des glaciers. En rouge, bilan global.

Le gaz carbonique

L’année 2020 a été marquée par un fort ralentissement de l’activité humaine, qui a eu comme conséquence une baisse des émissions de gaz carbonique, estimée à 6,7 %. En 2019, ces émissions avaient atteint un niveau record. Pour significative qu’elle soit, la baisse des émissions de 2020 n’a pas encore eu d’effet visible sur l’évolution de la concentration en gaz carbonique de l’atmosphère (figure 10) qui continue de croître au rythme d’environ 2,3 ppm/an.

Courbe du gaz carbonique

Fig 10 : émissions de gaz carbonique depuis 1960. La valeur indiquée pour 2020 est une estimation (Global Carbon Budget). En encart : évolution de la teneur en gaz carbonique de l’atmosphère au cours des trois dernières années.

Les estimations de la baisse des émissions en 2020 selon les grands émetteurs sont de -1,7 % pour la Chine, -12,2 % pour les États Unis, -11,3 % pour l’Europe, et -9,1 % pour l’Inde.

Événements remarquables

Incendies de forêts

L’année 2020 a débuté alors que les gigantesques incendies de forêts dans l’est de l’Australie n’étaient pas encore contrôlés. Une sécheresse marquée dans l’ouest des États Unis d’Amérique y a favorisé les incendies les plus ravageurs jamais observés.

Tempêtes tropicales et cyclones tropicaux

Leur nombre a été plus élevé que la normale avec 103 tempêtes tropicales identifiées dans les deux hémisphères. Dans l’Atlantique nord en particulier, 30 tempêtes ont frappé, et comme il est de coutume de les nommer selon l’ordre alphabétique au fur à mesure qu’ils y apparaissent, il a fallu désigner les quatre derniers par des lettres grecques : un record ! Dans les autres régions favorables au développement des cyclones, ceux ci ont été plus nombreux que la moyenne au nord de l’Océan Indien et dans le Pacifique sud ouest, moins nombreux ailleurs.

On attend les grandes manœuvres

Après la décevante Cop 25 qui s’est tenue à Madrid fin 2019, la Cop 26 a été reportée à la fin de 2021 en raison de la pandémie de Covid19.
L’année 2020 n’est pas toutefois une année blanche : l’élection d’un nouveau président aux États Unis d’Amérique promet un retour de ce pays dans les accords de Paris, qui, espérons le, redynamisera les débats lors de la prochaine Cop.
D’autre part, un peu partout dans le monde, les gouvernements sont pressés d’agir pour le climat par les citoyens. Les récentes condamnations pour «inaction» des Pays Bas et de la France sont symptomatiques à cet égard. En France, la Convention Citoyenne pour le Climat est une initiative inédite qui a pour le moins contribué à porter la question climatique aux premières pages de l’actualité. Se préoccuper du climat est désormais impératif pour tout candidat à des élections nationales.

Conclusion

Le changement climatique causé par l’activité humaine continue son cours.
Dans cette même rubrique après l’année 2019, la conclusion était que
«Les émissions de CO2 continuent à un rythme inchangé, et le climat continue de se réchauffer, avec ses conséquences : le niveau marin et le contenu thermique des océans sont en hausse, et la masse des glaciers continentaux se réduit de façon continue. Davantage soumis à la variabilité inter annuelle, la température moyenne globale, et la surface des calottes polaire, n’ont pas atteint des valeurs record cette année. À suivre ».
Cette conclusion pourrait rester inchangée pour 2020, si l'on excepte que les émissions de CO2 qui ont baissé en 2020 du fait de la pandémie et de la mise en sommeil de l'économie.
2020 a été une année très chaude, avec de nombreux cyclones et des incendies de forêts dévastateurs, sans Cop, ni décision politique majeure.


Indices climatiques 2019 

Yves Dandonneau.

Sommaire

La température
Le contenu thermique océanique
El Niño
Le niveau de la mer
Les calottes polaires
Groenland et glaciers continentaux
Le gaz carbonique
Événements remarquables
La COP 25
Conclusion

 La température

La température moyenne globale à la surface de la Terre en 2019 a été de 0,98°C plus chaude que la moyenne des années 1951 à 1980 d’après l’analyse GISTEMP de la NASA (fig1). Elle prend ainsi la place de deuxième année la plus chaude depuis les enregistrements modernes, après l’année 2016 qui avait vu une grande partie de l’Océan Pacifique tropical être touchée par des températures anormalement chaudes du fait d’un événement El Niño marqué. Plusieurs agences analysent l’évolution de la température à la surface de la Terre. Elles aboutissent à un classement identique, et montrent au cours des quatre dernières décennies un réchauffement global à la vitesse de 0,02 °C par an.

figure1 evolution temperature

Fig. 1 : Évolution de la température moyenne globale depuis 1880

Comme observé lors des années précédentes, le réchauffement est beaucoup plus rapide dans les régions polaires, surtout en arctique, que sur le reste du globe (fig. 2).

figure2 distribution rechauffement

Fig.2 : Distribution du réchauffement observé en 2019 à la surface de la Terre par rapport à la moyenne de 1981 à 2010 (Centre Européen de prévisions météorologiques).

En France, l’événement le plus remarquable a été la vague de chaleur qui a sévi du 21 au 26 juillet, au cours de laquelle les températures enregistrées ont battu des records sur une large partie du territoire. A Lille notamment, le précédent record égal à 37,6°C, qui datait de 2018, fut largement dépassé 41,5°C.

Le contenu thermique océanique

Du fait de l’augmentation de l’effet de serre, la Terre accumule de l’énergie sous forme de chaleur. La majeure partie de ce gain de chaleur (93 %) est captée par les océans où il pénètre en profondeur. Le suivi du contenu thermique des océans est possible grâce aux mesures de température effectuées lors des campagnes océanographiques, et est devenu beaucoup plus précis depuis le déploiement en 2000 du réseau de sondes ARGO qui réalisent en routine partout dans l’océan des profils verticaux de température jusqu’à 2000 m de profondeur (4000 m pour certains flotteurs) et transmettent les résultats par satellite. Le contenu thermique de l’océan a pu être estimé depuis 1958 où le nombre de mesures est devenu suffisant. Il augmente, et cette augmentation s’est accélérée à partir de 1987 environ (fig. 3). Il est à noter que les variations inter annuelles, probablement dues à l’échantillonnage irrégulier par les campagnes océanographiques n’apparaissent pratiquement plus à partir de 2002 grâce au déploiement du réseau ARGO (fig. 3). Ainsi, les cinq années où le contenu thermique des océans a été le plus élevé sont, sans surprise, dans cet ordre : 2019, 2018, 2017, 2016 et 2015.

Par rapport à la période 1980 – 2010, l’océan s’est réchauffé assez uniformément dans tous les bassins. Au cours de l’année écoulée, le gain de chaleur entre la surface et 2000 m s’est porté principalement sur l’Océan Indien, l’Océan Pacifique nord, et l’Océan Atlantique, tandis que l’Océan Pacifique équatorial et le Pacifique tropical nord ont perdu de la chaleur (fig. 4). Il est à noter que ce réchauffement des océans se traduit par une moindre solubilité de l’oxygène dans l’eau de mer, et donc par une perte d’oxygène des océans au profit de l’atmosphère.

figure3 contenu thermique

Fig. 3 : Évolution du contenu thermique des océans de 1958 à 2019.

figure4

Fig. 4 : Gain de contenu thermique de l’océan entre 2018 et 2019.

 

El Niño

La température de surface de l’Océan Pacifique équatorial montre des anomalies légèrement positives mais qui restent très inférieures à celles de l’épisode El Niño de 2016 qui a eu des conséquences climatiques importantes. En particulier, de fortes anomalies positives de température dans une zone aussi vaste ont un impact sur le calcul de la température moyenne globale de l’année en cours. Ainsi, correspondant au fort épisode El Niño de 2016, l’année 2016 reste en tête du classement des années les plus chaudes. Rien de tel en 2019 : le Pacifique équatorial ne s’est pas éloigné d’un état moyen entre El Niño et La Niña.

figure5

Fig.5 :  Anomalie de température depuis 2000 dans la zone Nino 3.4. 

 

 Le niveau de la mer

La hausse du niveau marin déjà détectée à la fin du 20ème siècle se poursuit régulièrement et tend même à s’accélérer. Au cours des 27 dernières années, le niveau s’est élevé à la vitesse moyenne de 3,24 ± 0,3 mm/an, mais la vitesse de la montée des océans s’accélère : +45 mm de 2009 à 2019. Les dernières années montrent une progression très régulière. Pour rappel, cette hausse du niveau marin est due à l’expansion thermique en réponse au réchauffement, à la fonte des glaciers continentaux, et aux variations du stockage d’eau sur les continents.

figure6

Fig.6 : Évolution du niveau des océans depuis 1993
(ESA ,  CMEMS : Copernicus  ; en rouge pour l'année 2019 : mesures du satellite Jason 3). 

 Les banquises polaires

La superficie de la banquise arctique se réduit avec le réchauffement climatique, et montre depuis 2006 un fort recul en été. L’année 2019 confirme cette tendance, elle n’atteint pas le record de recul de 2012 (fig. 7), mais présente à la fin de l’été une superficie très réduite par rapport à la moyenne de 1981 à 2010 (fig. 8).En Mars, qui est le mois de maximum d’extension de la glace, une diminution est aussi observée, mais elle est inférieure à celle de l'été.

figure7

Fig.7 : Évolution de la surface de la banquise arctique : extensions maximale en mars (bleu) et minimale en septembre (rouge)

figure8

Fig.8 : Extension de la banquise arctique en septembre 2019.

La réduction de la banquise antarctique est beaucoup moins marquée. 

Groenland et glaciers continentaux

Le bilan des précipitations neigeuses du Groenland a été de 169 GT seulement, alors que la moyenne de 1981 à 2010 a été de 328 GT. Ce bilan a été le plus faible en 2012 (fig.9). Les pertes moyennes par vêlage des glaciers étant estimées à 498 GT/an, la réduction de la masse glaciaire du Groenland est donc d’environ 329 GT pour l’année 2019.

figure9

Fig.9 : Comparaison du bilan de masse neigeuse au Groenland en 2019 par rapport à la moyenne de 1981 à 2010, et à l’année record de 2012.

Les autres glaciers pour lesquels on dispose d’observations perdent eux aussi de la masse chaque année. 2019 est la trente deuxième année consécutive de réduction de ces glaciers fig.10).

figure10

Fig.10 : Évolution du bilan de masse neigeuse des principaux glaciers terrestres (en bleu) et effet cumulatif sur la masse glaciaire (en rouge). 

 Le gaz carbonique

La croissance de la concentration en gaz carbonique de l’atmosphère se poursuit à un rythme inchangé (fig.11). Nous sommes en route pour bientôt atteindre 410 parties par million. Cette concentration était avant l’ère industrielle d’environ 280 ppm, et le «doublement» de cette concentration, soit 560 ppm, sur lequel reposent certaines des interrogations des climatologues, se rapproche.

figure11

Fig.11 : Concentration en gaz carbonique de l’atmosphère.

figure12

Fig.12 :  Évolution des émissions de gaz carbonique (d’après Global Carbon Budget).

Les émissions de CO2 en 2019 ont atteint un niveau à peu près équivalent à celles de 2018 (fig. 12), soit 36,4 GT (ou 9,9 GT de carbone), ce qui représente une augmentation de 61 % par rapport aux émissions de 1990.
Si les émissions totales semblent s’être stabilisées globalement en 2019, elles ont cru en Chine et en Inde, tandis qu’elles ont diminué aux Etats Unis d’Amérique et dans l’Union Européenne (table 1).

Emissions de gaz carbonique par grande région en 2019

Table 1 : Émissions de gaz carbonique par grande région en 2019

 

Événements remarquables

Incendies de forêts

Le déclenchement d’incendies de forêts nécessite une combinaison de plusieurs facteurs tels que la présence en abondance de biomasse sèche, du vent, et des imprudences. Le réchauffement climatique à lui seul ne suffit pas, mais il les favorise. 2019 a vu de très nombreux incendies se déployer dans des régions habituellement préservées de telles catastrophes (fig.13). Ainsi, le Groenland et l’Alaska, probablement les derniers endroits où on s’attendrait à en voir, ont été touchés. Ils ont été particulièrement étendus et nombreux en Sibérie, et aussi en Indonésie, en Afrique subsaharienne et au Brésil. Toutefois, dans ces trois dernières régions où les feux de défrichement sont traditionnels, 2019 ne se distingue pas particulièrement des années précédentes. Ces incendies ont été particulièrement dévastateurs en Californie et en Australie.

figure13

Fig.13 : Incendies de forêts en 2019. 

Les grandes manœuvres

Initiative de la nouvelle Commission européenne d’un «green deal»

Il s’agit de définir et mettre en place un ensemble de résolutions visant à atteindre la neutralité carbone d’ici à 2050, afin de permettre une transition écologique radicale du Vieux Continent.

La COP 25

Initialement prévue au Chili, cette 25ème conférence des parties s’est finalement tenue à Madrid du 2 au 14 décembre 2019. Avec le slogan «Time for action», son objectif était de faire progresser les accords internationaux après l’Accord de Paris, afin de lutter contre le changement climatique. Elle a été marquée par une incapacité à avancer, en décalage avec l’appel constant des jeunes, des scientifiques, à agir face à l’urgence climatique. Comme attendu, les grands pays émetteurs de CO2 (États-Unis, Australie, Brésil) ont bloqué les négociations, souvent rejoints hélas par des pays dont on attendait davantage (Canada, Japon, Chine, Inde). Il a fallu une alliance progressiste de petits Etats insulaires et de pays européens, africains et latino-américains, et une prolongation la COP de 42 heures pour parvenir la signature d’un accord minimal avec des pays plus divisés que jamais sur des sujets clés.

Conclusion

Les émissions de CO2 continuent à un rythme inchangé, et le climat continue de se réchauffer, avec ses conséquences : le niveau marin et le contenu thermique des océans sont en hausse, et la masse des glaciers continentaux se réduit de façon continue. Davantage soumises à la variabilité inter annuelle, la température moyenne globale, et la surface des calottes polaire, n'ont pas atteint des valeurs record cette année. À suivre.


Les bilans climatiques depuis 2012

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