logo argo large new

changement global

  • Que dites vous là ? on la connaît la lune depuis la "nuit des temps", qu’elle éclairait peut être....

  • C'est un fait d'observation. De 1860 à nos jours... Les chercheurs observent....

    La température moyenne de l'air de la planète a augmenté d'environ 0,8°C (à +/- 0,2°); cette augmentation s'est faite par paliers, entre 1910 et 1940, puis entre 1980  et nos jours.

    Un point effectué en l'an 2001 indiquait que les années 1989 à 2000 étaient les années les plus chaudes jamais enregistrées depuis 1850, à une exception près 1996. La même analyse effectuée au début 2016 indique qu'un record de température globale a été établi en 2010, puis en 2014 et 2015 (voir la News sur l'année climatique 2015 référencée à la fin de cette page). La tendance générale au réchauffement s'est poursuivie sur la période 2001-2015, même si l'on observe de fortes fluctuations d'une année sur l'autre.

    On note sur la figure ci-dessous, l’évolution semblable au cours du temps de la température des terres (courbe en rouge), de la surface de l’eau de mer (courbe en bleu). L'échelle des températures est  graduée par rapport à la moyenne des températures entre 1961 et 1990 (base 0).

    Figure 1

    Depuis 650 000 ans...

    Les glaces polaires constituent les seules archives des climats passés. L'analyse des carottes de glace donnent accès à des informations sur la modification du climat du globe et sur la composition de l'atmosphère.

    Publié en 1999, l’enregistrement de Vostok dans l'antarctique a révélé l’histoire du climat et de l’atmosphère sur les derniers 420 000 ans, avec 4 cycles glaciaire-interglaciaires rythmés environ tous les 100 000 ans par des périodes interglaciaires chaudes. Plus récemment en 2005, les trois kilomètres de carottes de glace  extraits du site de Dôme C en Antarctique (programme EPICA), ont prolongé de 200 000 ans les résultats de Vostok.

    Figure 2 - Nota : Sur l'axe horizontal qui indique les années, notre époque se trouve à gauche

    Au cours des 650 000 dernières années, la température moyenne de l'air, (en rouge sur la figure 2), a varié plusieurs fois de près de 10°C : de -8°C à +2°C, par rapport a la moyenne de l'année 1980.
    On a pu mettre en évidence l'alternance de périodes "froides" beaucoup plus longues que les périodes "chaudes" (dites "interglaciaires"), d'une durée de 15 000 ans tous les 110 000 ans environ.  Les périodes interglaciaires antérieures à 430 000 ans sont moins chaudes, elles présentent des concentrations en CO2 et CH4 plus faibles que celles des quatre périodes interglaciaires les plus récentes. Cette information indique que la proportionnalité entre gaz à effet de serre et température antarctique est conservée pour des modes climatiques différents.

    Depuis 12 000 ans, une période de grande stabilité a été observée (partie gauche de la courbe rouge), succédant à une période très froide, siège de grandes glaciations se traduisant par un abaissement de plus de 120 m du niveau des mers.

    Il est remarquable de voir sur cette figure la corrélation entre les concentrations atmosphériques en CHet CO2 et la température de l’air antarctique tout au long de l’enregistrement.

    Pour en savoir plus :

    Lettre CNRS : Le projet EPICA : la carotte antarctique du Dôme C, nouvelle donnée phare de la Paléoclimatologie

    Observations météorologique (OMM)

    Comment mesure-t-on la température?

    Comment peut-on évaluer les températures pour la période antérieure à 1860?

    Peut-on parler de température moyenne mondiale?

    Quelles observations pour estimer la température à la surface de la Terre?

    News année 2015 L"année la plus chaude de l'époque moderne

    News année 2014 L"année la plus chaude de l'époque moderne

    News année 2012  L'année 2012 au palmarès des années les plus chaudes depuis 1880.  Analyse des indices climatiques 2012

    News année 2010      L’année 2010 fut l’année la plus chaude sur Terre depuis 1880.

    Sur quelles connaissances s'appuie-t-on ?

    Les connaissances scientifiques des mécanismes qui régissent les transformations de la planète ont fait des progrès considérables au cours des cinquante dernières années, grâce au renforcement quantitatif des équipes scientifiques, à l'accroissement des budgets consacrés à l'observation de la Terre, et aux progrès des systèmes d'observation (satellites en particulier) et de la modélisation rendue possible par la puissance des ordinateurs.

    Depuis 1958, Année Géophysique Internationale, on a assisté aussi à la mise en place de programmes internationaux de recherche, s'accompagnant d'un nombre croissant d'échanges de communications entre chercheurs. 

    Enfin,  en 1988 (date de création du GIEC), pour la première fois, les chercheurs internationaux les plus éminents dans les domaines concernés par les climats de la Terre, se sont groupés dans un contexte multinational ouvert (sous l'égide de l'ONU) pour discuter de leurs observations, émettre des avis et des recommandations: dont nous extrayons la substance de cette présentation. 

    NB: Le groupe s'intitule "Groupe Intergouvernemental d'Experts sur l'Évolution du Climat" GIEC (en anglais "International panel for climate change", IPCC).

    Voir : FAQ : Comment fonctionne le GIEC (IPCC)?

     

    Dernière mise à jour, mai 2017

  • Les chercheurs analysent.

    C’est l’énergie reçue du soleil et la manière dont elle est distribuée sur la terre qui font le climat. Plusieurs processus sont à l'origine des changements de celui-ci :

    • la variation des paramètres de l’orbite de la Terre autour du Soleil

    • la variation de l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre par rapport au plan de l'écliptique,

    • la variation de la constante solaire et le cycle d'activité dont un des signes sont les tâches solaires,

    • les variations de l'"Effet de Serre" dû aux Gaz à Effet de Serre (GES) contenus dans l'atmosphère.... 

    D'autres phénomènes à l'échelle des temps géologiques comme le volcanisme, les météorites, et la tectonique des plaques  qui modifie la configuration des océans ne sont pas pris en compte.

    D’autres objets astronomiques que le soleil (comme la Lune, les autres planètes) créent des perturbations de l’orbite de la Terre et de ses conditions de rotation.

    La reconstitution de l’évolution du climat sur les 650 000 dernières années a permis de montrer que les variations importantes de température étaient directement liées à celles des paramètres de l’orbite de la terre, une confirmation de la théorie astronomique du Climat proposée dès la première moitié du XX ème siècle par le Serbe Milancovic. Elles ont aussi permis de montrer une remarquable corrélation dans le temps entre la température et les taux de gaz carbonique (CO2) et de méthane (CH4), tous deux gaz à effet de serre. 

    Figure 8

    Nota : Sur l'axe horizontal qui indique les années, notre époque (an 2000) se trouve à gauche. 

    ppmv : parties par million en volume : 1 ppm vaut 10-6 fois l'unité ou encore 0,0001 %. Un ppmv représente donc 1 cm3 par m3.

    ppbv : parties par milliard (billion en anglais) en volume : 1 ppb vaut 10-9 fois l'unité ou encore 0,0000001%. Un ppbv représente donc 1 mm3 par m3.

    La périodicité "astronomique" des cycles thermiques permet d'affirmer qu'ils résultent des variations de l'orbite de la Terre. Ensuite, l'augmentation de CO2 agit probablement comme un facteur d'amplification (ce qu'on appelle une rétroaction positive).

    Qu'est-ce qu'un climat ?

    "Le temps est un état passager de l'atmosphère. Il varie d'un jour et d'un endroit à l'autre. Les météorologues essaient de prévoir les évolutions du temps dans les jours à venir. 

    Le climat, c'est la moyenne des temps qu'il fait dans une région et pendant une période donnée (30 ans). Les climatologues cherchent à prévoir son évolution au cours des années.

     

    Voir aussi les FAQ :

    Quelle est la différence entre «météorologie» et «climatologie»

    Qu’est-ce que le climat ? 

    Comment le climat est-il influencé?

    Quelles observations pour estimer la température à la surface de la Terre?

    Dernière mise à jour Mars 2008

  • Février 2004

    Dans diverses hypothèses, les chercheurs ont fait "tourner leurs modèles".

    Á titre d'exemple, ils prévoient :

    Pluviométrie: 

    • cycle hydrologique plus intense,

    • accroissement des précipitations moyennes, avec variations régionales de + 5 à 20%,

    • plus d'évènements pluvieux intenses en de nombreux endroits,

    • plus de sécheresses estivales dans les intérieurs continentaux

    • crues des rivières de montagne plus précoces

    Qualité de l'eau:

    • dégradée par les températures plus élevées favorable à la prolifération de germes pathogènes

    • modifiée par les changements de débits

    • polluée par les intrusions d'eau salée (résultant de la montée du niveau de l'océan)

    Prélèvement en eau accru du fait de l'augmentation de la demande.

    Figure 17 : Variations projetées du ruissellement annuel moyen d’ici 2050, par rapport au ruissellement moyen pour 1961-1990 en mm/an. Résultats de deux simulations correspondant à un scénario de 1% d'accroissement de co2 par an.

    Productivité agricole:

    • accroissement de la productivité en début de siècle dans certaines régions de moyenne latitude, 

    • réduction dans les régions tropicales et sub-tropicales, même pour des réchauffements de quelques degrés 

    Figure 18

    Voir FAQs :

    Comment définit-on une sécheresse?

    Quelle est l'estimation des masses d’eau des principaux réservoirs terrestres...

  • Juin 2004

    Le Club pense qu’un effort de recherche et de développement technique peut contribuer à la solution des problèmes posés par le Changement Climatique.

    Il est tentant de se dire que les hommes, qui sont capables de construire des engins pour aller marcher sur la Lune et explorer Mars, parviendront bien en temps utile à concevoir les moyens de pallier les effets négatifs du changement climatique dont ils sont responsables.
    Cependant aucun pays si puissant soit-il ne peut y parvenir seul, a fortiori les pays les plus démunis. Il y a donc là un enjeu énorme tant pour les relations bilatérales que pour les institutions internationales. 

    Les difficultés rencontrées sont :

    • l’urgence de mettre en œuvre, économies d'énergie et réduction des émissions de gaz à effet de serre. 

    • la demande des pays en voie de développement d’assurer leur approvisionnement en énergie primaireadaptées à leurs besoins de développement à court et moyen terme, et enfin

    • le besoin pour tous d’assurer sur le long terme des sources d’énergies primaires adaptées au développement durable des sociétés humaines.

    Il n’existe pas à ce jour de réponse technique crédible unique à ces problèmes mais un ensemble de pistes de recherche et de développement plus ou moins prometteuses. Une composante prioritaire de cet ensemble vise la réduction des émissions de gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Les initiatives prises sous l’égide des Nations Unies, comme le protocole de Kyoto, vont dans le bon sens et doivent être soutenues mais elles ne suffisent pas pour répondre aux besoins énoncés ci-dessus.


    Il s’avère en effet que les prévisions d'évolution de la population mondiale dans les décennies à venir conduisent à anticiper une forte augmentation de la demande d’énergie principalement dans les pays les plus pauvres. 
    Pour satisfaire cette demande dans un contexte dénué de violence et respectueux de l’environnement, ces pays devront avoir accès aux technologies mises au point par les pays industrialisés.
    En outre ces réponses nouvelles aux besoins des pays du Sud s’avèreront précieuses lors de l'échéance plus lointaine mais inévitable de l'épuisement des ressources mondiales d’énergies fossiles.

    Dans ce cadre, la démarche pour généraliser et faire accepter les solutions pour limiter l’effet de serre, dans la production industrielle comme dans la vie courante, s’accorde avec l’exigence de solidarité entre pays du Nord et pays du Sud. 

  • Jacques Merle

    Les caractéristiques géophysiques de l'océan dans sa relation avec le climat.

    L'océan représente une énorme capacité calorifique, plus de 1200 fois supérieures à celle de l'atmosphère, il est aussi un réservoir d'eau et de constituants chimiques, c'est sa fonction océanique de stockage sous forme de chaleur principalement. 

    Le plancher de l'atmosphère est en contact pour environ 71 % de sa surface avec l'océan et échange avec lui de la matière, principalement de l'eau, de la chaleur, de la quantité de mouvement, et donc de l'énergie, c'est la fonction océanique d'échange d'énergie et de masse. 

    Mais cette plaque océanique chauffante, ou refroidissante, n'est pas inerte, elle est soumise à des mouvement, les courants, qui déplacent cette énergie horizontalement et verticalement sous l’effet d'une dynamique océanique propre, elle-même en partie forcée mécaniquement par l'atmosphère sous l’effet du vent, c'est la fonction océanique de transport de chaleur.

    Ces trois fonctions ne sont pas indépendantes. Elles sont reliées entre elles par une équation de conservation qui peut s’écrire : 

    Échange = Stockage + Transport 

    Le bilan net de l’échange d’énergie en un point de la surface air-mer se répartit en un stockage local plus un transport à l’extérieur de la zone considérée.
    Si le stockage thermique ne varie pas, hypothèse plausible sur une longue période de temps, on peut déduire directement le transport thermique océanique méridien de la répartition du bilan net de l’échange de chaleur à l’interface. 

    Le transport de l'océan par les courants, associé à sa grande capacité de stockage de la chaleur et aux échanges de masse et d’énergie à son interface avec l'atmosphère, s'effectue à des vitesses très inférieures à celle du transport atmosphérique par les vents.

    Alors que la durée de vie maximale des perturbations atmosphériques est de l’ordre de trois semaines, les transports océaniques par les courants superficiels peuvent affecter sa température et sa densité pendant plusieurs mois, mais ces constantes de temps peuvent atteindre plusieurs siècles pour les courants profonds.

    C'est ce qui conduit à dire que l'océan possède une « mémoire longue » des perturbations qui l’affectent et explique son rôle prépondérant dans la variabilité du climat.

  • Le changement climatique

    Ce dossier sur le changement climatique est basé sur les travaux du GIEC. 

    Environ tous les quatre ans le Groupe Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat, GIEC, créé en 1988 par l’Organisation Météorologique Mondiale (OMM) et le Programme des Nations Unies pour l’Environnement (PNUE), publie un rapport sur l’état des connaissances sur le changement climatique. Par changement climatique, contrairement à la définition de la Convention Cadre des Nation Unies sur le Changement Climatique, CCNUCC, le GIEC entend les évolutions du climat de notre planète qu’elles qu’en soient les causes, naturelles ou résultant de l’activité humaines.

    Le fonctionnement du GIEC est décrit par ailleurs dans la FAQ : Comment fonctionne le GIEC (IPCC)?

    Le dossier initial a été écrit, en février 2004, à partir des éléments du troisième rapport GIEC. 

    Le quatrième rapport a été publié au cours du premier semestre 2007. 

    Le cinquième rapport a été publié fin 2013 et début 2014.

    Le sixième rapport du GIEC a été publié en mars 2023.

    Ces rapports comprennent trois parties, correspondant aux trois groupes de travail qui constituent le GIEC:

    • Le Groupe de travail I qui évalue les aspects scientifiques du système climatique et de l’évolution du climat. 

    • Le Groupe de travail II qui s’occupe des questions concernant la vulnérabilité des systèmes socio-économiques et naturels aux changements climatiques, les conséquences négatives et positives de ces changements et les possibilités de s’y adapter.

    • Le Groupe de travail III qui évalue les solutions envisageables pour limiter les émissions de gaz à effet de serre ou atténuer de toute autre manière les changements climatiques. 

    Les deux derniers rapports confirment et amplifient les résultats du troisième rapport. L'actualisation de ce dossier pour tenir compte des derniers résultats est en cours.

    À la fin de la première partie "Où en est la recherche?", figure l'analyse du quatrième rapport, groupe de travail 1 publiée dans la News de janvier 2007 et à la fin de la deuxième partie, "L'avis du Club", celle du groupe de travail 3 publié dans la News de mai 2007.

    Sommaire

    • Où en est la recherche?

    I - En guise d'introduction...

    II - La Planète, globalement se réchauffe.

    II bis - Bilans climatiques depuis l'année 2012

    III -.... des signes de changement des Climats...

    IV-... une élévation du niveau des mers

    V - Les causes des variations des Climats

    VI - L'Effet de Serre  

    VII - Le "Changement Global" est dû principalement aux activités humaines;

    VII bis - Le cycle du carbone et le climat

    VIII - Prévisions du GIEC: élévations du CO2 et de la T° de l'atmosphère

    IX - Prévisions du GIEC: un bouleversement des Climats de la Planète

    X - Des changements dans le cycle de l'eau

    XI - Même si certains peuvent trouver dans le Changement Climatique un bénéfice temporaire les bouleversements seront négatifs pour la grande majorité des hommes et des animaux.  

    XII - À cause de l'effet d'accumulation des Gaz à Effet de Serre dans l'atmosphère, et de l'inertie du système climatique, une stabilisation des émissions de CO2 ne permettra pas une stabilisation des concentrations.

    XIII - La répartition actuelle des émissions mondiales de CO2   

    XIII bis - Analyse du quatrième rapport du GIEC. Evolution par rapport au troisième rapport.

    • L'avis du Club - Le Club des Argonautes - Août 2007

    XIV - Changement Climatique, Avis du Club. Le Club pense qu’un effort de recherche et de développement technique peut contribuer à la solution des problèmes posés par le Changement Climatique.  

    XV - L'océan peut être une source d'énergie pour demain...  

    • Réponse à ceux qui doutent... Mars 2010

    XVI - Réponses à eux qui doutent de la réalité d’un changement climatique anthropique.

    Voir aussi les FAQs :

    Qu’est-ce que le climat ? 

  • Jean Labrousse 

    L’atmosphère reçoit du soleil l’énergie qui la fait se mouvoir. Avec une température moyenne voisine de 15°C, la planète est en équilibre radiatif par rapport à l’espace c'est-à-dire qu’elle rayonne vers l’espace la même quantité d’énergie qu’elle en reçoit. Tout au plus le rayonnement émis, se fait dans un spectre différent du rayonnement reçu.

    La manière dont l’énergie est absorbée, transformée, échangée entre les différents milieux terrestres c'est à dire, entre l'atmosphère, l'hydrosphère, la cryosphère, la lithosphère, et la biosphère (incluant l'homme et sa plus ou moins grande sagesse), conduit à un certain équilibre qui définit le climat de l’atmosphère.

    Le climat va donc évoluer en fonction, soit de l’énergie reçue du soleil, soit de la manière dont cette énergie se transforme.

    L’énergie reçue du soleil varie soit parce que le rayonnement solaire incident varie, (taches solaires), soit parce que les paramètres astronomiques qui caractérisent les mouvements de notre planète dans l’espace, varient.
    La manière dont l’énergie qui pénètre dans l’atmosphère se répartit au sein des milieux terrestres va faire varier le fonctionnement de l’énorme machine thermique qu’est l’atmosphère et va donc mener à un climat global différent.

    C’est ici qu’apparaît le rôle du CO2 et d’un certain nombre d’autres gaz, dont la vapeur d’eau. Les propriétés radiatives de ces gaz sont telles qu’elles empêchent une partie du rayonnement infrarouge terrestre de repartir vers la haute atmosphère et l’espace et changent donc l’équilibre thermique interne du système, dont en particulier sa température moyenne.

    En fin de compte, les variations du climat sont donc la résultante de la variation de l’énergie reçue et de la variation des échanges entre les divers milieux terrestres parmi lesquels l'océan joue un rôle crucial, puisqu'il absorbe environ mille fois plus de chaleur que l'atmosphère.

    Les modèles climatiques tiennent compte de ces variations d’énergie. Ils peuvent même, par des expériences dites de sensibilité, évaluer le poids relatif de ces différentes composantes, par exemple, le poids de la diminution de l’énergie solaire liée aux taches solaires, par rapport à celui de la variation des paramètres astronomiques de la Terre.

    L’augmentation de la quantité de CO2 dans l’atmosphère, mesurée directement ou reconstituée grâce à des mesures indirectes, entraîne une modification de l’effet de serre et peut donc contribuer au changement de climat constaté, en particulier par l’augmentation des températures moyennes, mais aussi par la modification d’un certain nombre d’autres paramètres tels que la répartition des précipitations, ou le déplacement vers les pôles de certaines espèces végétales ou animales.

    On peut ici tenter une explication. Du fait de sa dynamique interne, l’atmosphère possède une certaine variabilité, par exemple, au sein d’un climat stable, les hivers sont plus ou moins chauds et le régime pluviométrique varie d’une année à l’autre. Cette variabilité qui participe à la caractérisation d’un climat donné, a des périodes mal connues qui peuvent être très longues. Lorsque l’on cherche à détecter un changement du climat, c'est-à-dire une variation qui sort de la variabilité naturelle, on choisit précisément des paramètres dont la variabilité naturelle est assez faible. Parmi ceux ci la température MOYENNE est l’un d’eux. C’est pour cela que l’on parle souvent d’abord de la température, ce qui ne signifie en aucune façon que l’on se désintéresse des autres paramètres et des changements de leurs moyennes.

    Si l’on en revient au CO2, beaucoup d’auteurs parmi les détracteurs du rôle du CO2 font remarquer que la vapeur d’eau est en beaucoup plus grande quantité dans l’atmosphère que n’importe quel autre gaz à effet de serre et que c’est sur l’eau que devrait porter les efforts et non sur ces autres gaz.

    Ce point de vue signifie, selon toute vraisemblance, que lesdits auteurs n’ont pas eu le temps de se pencher sur le contenu des modèles climatiques.

    Les équations qui régissent l’atmosphère traitent l’air comme un gaz humide, c'est-à-dire que l’eau, sous toutes ses formes, est prise en compte dans ces équations et fait partie des paramètres internes du modèle. Au contraire les autres gaz à effet de serrequi ne subissent pas de modification d’état et n’interviennent que par leur concentration, sont traités en tant que paramètres externes. Ce sont des forçages. De même que le sont les données du rayonnement solaire.

    Bien entendu les modifications de la nébulosité, (que ce soit la quantité des nuages ou leur type et leur altitude), donc son rôle sur le rayonnement arrivant du soleil ou du sol, fait partie des équations elles mêmes. Certes le traitement des nuages demande encore à être amélioré, tous les climatologistes en sont convaincus. Il résultera des avancées de la recherche dans ce domaine. Tel est aussi le cas des poussières et autres aérosols dont la prise en compte par les modèles existe mais demande à être améliorée.

    Pour en terminer avec ce point, on peut remarquer que l’influence des taches solaires mises en avant par certains météorologistes, danois en particulier, est bien entendu prise en compte dans les modèles. Ces mêmes météorologistes ont évalué le rôle de ces variations et ont montré que si l’influence était réelle, elle était du second ordre par rapport aux conséquences de l’augmentation de l’effet de serre consécutive à l’accroissement de la concentration des gaz qui en sont responsables.

  • Jean Labrousse 

    Le climat est le temps météorologique moyen qu’il fait en un lieu ou sur une région. Il est donc caractérisé par l’ensemble des paramètres météorologiques qui permettent de décrire le «temps qu’il fait» : température, humidité, pression atmosphérique, précipitations (quantité et type), vent, nébulosité (quantité et qualité), en sont les principaux. Chacun des ces paramètres est à son tour caractérisé par ses valeurs statistiques : moyenne, fréquence, écart type, etc...  On essaye ensuite de trouver des zones au sein desquelles ces différents paramètres sont voisins, cela permet de définir un climat : océanique, continental, méditerranéen, tropical sec, équatorial, montagne tempéré etc.

    Dans ces conditions lorsque l’on parle de modification du climat on parle de l’évolution de l’ensemble de ces paramètres, la température moyenne n’étant que l’un d’entre eux. On sait par exemple que dans les régions tropicales et équatoriales, parler de la température moyenne en un point, n’a pas beaucoup de sens, du point de vue de la caractérisation du climat, si l’on ne l’accompagne pas de données sur le régime pluviométrique. De la même façon la quantité de précipitations sur Marseille et sur Paris sont à peu près identiques, par contre le climat de ces deux villes est très différent, si l’on tient compte de la distribution dans le temps des dites précipitations. Dans ces conditions il est bien évident que lorsqu’un climatologiste parle de réchauffement de la planète c’est qu’il donne un des paramètres et il sous entend que les autres paramètres vont aussi se modifier.

    En particulier les variations dans l’occurrence des phénomènes extrêmes : vagues de chaleur, de froid, de précipitations, cyclones et tempêtes tropicales etc., font partie des paramètres aux quels le climatologiste s’intéresse. Pour illustrer ce propos, il faut rappeler que le GIEC, est le Groupe Intergouvernemental d' Expert sur l'Évolution du Climat et non sur le réchauffement de la planète.

    Mis à jour octobre 2006

  • Jean Labrousse 

    C’est l’énergie que la terre reçoit du soleil qui fait fonctionner le système climatique. Le mot climat vient de «klima» en grec qui veut dire inclinaison , ici celle du soleil par rapport au zénith qui explique les grandes différences de climat en fonction de la latitude : plus les rayons solaires font un angle important avec la verticale du lieu (zénith) et moins la surface unité de la terre reçoit d’énergie.
    Si l’axe de rotation de la terre était perpendiculaire au plan de son orbite autour du soleil il n’y aurait pas de saison car l’énergie moyenne reçue du soleil en un point serait constante. Comme l’axe de rotation de la terre est incliné (environ 23°) la hauteur atteinte par le soleil et donc l’énergie reçue en un point varie au cours de l’année.

    Les climats de la terre résultent de la combinaison de trois phénomènes :

    • La répartition sur le globe de l’énergie reçue du soleil

    • La manière dont l’atmosphère et l’océan redistribuent l’énergie reçue

    • L’intensité de l’absorption par l’atmosphère du rayonnement infra rouge émis vers le ciel par la surface de la terre (effet de serre).

    Les variations climatiques

    Les climats varient : les fameuse « normales saisonnières » ne sont pas immuables et changent d’une période à l’autre.

    Les variations naturelles.

    Outre les variations de l’énergie rayonnée par le soleil (qu'on observe de manière cyclique sur des périodes de 11ans, 80 ans et au-delà) la répartition de l’énergie solaire reçue sur terre en fonction de la latitude dépend de trois paramètres astronomiques principaux qui varient avec des cycles de quelques ou plusieurs dizaines de millénaires :

    1. L’inclinaison de l’axe de rotation de la terre sur son orbite qui explique les saisons ne sont pas constantes

    1. L’excentricité de l’orbite de la terre varie. La terre décrit autour du soleil une orbite qui n’est pas toujours la même ; c’est une ellipse dont la forme n’est pas constante : elle est plus ou moins allongée si bien que l’évolution de la distance de la terre au soleil au cours d’un cycle annuel n’est pas constante.

    1. La précession des équinoxes. Non seulement la forme de l’ellipse est variable mais encore son orientation n’est pas constante si bien par exemple qu’en ce moment la terre est à son point le plus proche du soleil début Janvier alors que dans quelques milliers d’années elle le sera en juin.

    C’est la combinaison de ces cycles qui explique l’alternance entre périodes glaciaires et interglaciaires (cycle de Milankovitch). Ils ne sont pas en phase ce qui signifie que l’on ne retrouve jamais deux cycles identiques. Les circulations atmosphériques et océaniques et la composition de l’atmosphère (teneurs en gaz à effet de serre : CO2, Méthane) dont dépendent aussi les climats réagissent aux variations des paramètres astronomiques. Dans ces conditions on peut dire que, si les grandes tendances liées en particulier aux variations des paramètres astronomiques, sont plus ou moins cycliques, les mécanismes mis en oeuvre dans l'élaboration des climats sur terre ne tendent pas à ramener celui-ci vers une position moyenne stable : il s'agit plutôt de variations qui ont pour conséquences quelques grands traits communs mais pas un rappel vers une position stable. 

    L’action de l’homme

    Depuis le début de l’ère industrielle, l’humanité émet dans l’atmosphère des quantités importantes de gaz à effet de serre qui absorbent une partie du rayonnement infrarouge émis par la Terre. Cette dernière, pour continuer à évacuer une énergie égale à la fraction de l’énergie solaire qu’elle absorbe, est donc contrainte de se réchauffer pour émettre davantage de rayonnement. Le phénomène d’effet de serre est en lui-même naturel. Si l’atmosphère de notre planète n’avait pas contenu de gaz carbonique, le plus important des gaz concernés, sa température aurait été de 30 degrés inférieure à celle que nous connaissons ! Il permet d’expliquer que la planète Vénus soit plus chaude que la Terre de plusieurs centaines de degrés et que la planète Mars soit plus froide d’une centaine de degrés.

    Cependant, comme l’avait prévu Arrhénius en 1896, l’homme ne peut changer la composition de l’atmosphère de sa planète sans en changer le climat. Or il émet actuellement par an plus de 6 milliards de tonnes du carbone qui étaient stockés dans son sous-sol depuis les temps géologiques et si l’océan et la végétation absorbent environ la moitié de ce carbone, l’autre moitié reste dans l’atmosphère et y provoque une augmentation de 0,5 % par an de la concentration de CO2. Les émissions croissent régulièrement et il faut s’attendre à un réchauffement de la planète de plusieurs degrés en moyenne mondiale. Le rythme de cette évolution dépendra de notre capacité à maîtriser nos émissions. En tout état de cause, un réchauffement notable est inéluctable et se maintiendra pendant des millénaires sans aucun espoir de retour à des températures à l’échelle des générations à venir. 

    Seule notre sagesse permettra de limiter l’amplitude d’un phénomène tendanciel à l’échelle humaine.

    Mise à jour Octobre 2006

  • Jean Labrousse 

    La prévision météorologique repose sur le fonctionnement de modèles mathématiques qui eux même traduisent les équations qui régissent l’atmosphère. Le système d’équations aux dérivées partielles auquel on aboutit ne possède pas de solution analytique mais on peut l’intégrer grâce à des méthodes d’approximations numériques. Par conséquent, si l’on suivait Laplace, puisque l’on connaît le temps qu’il fait au moment où commence la prévision, conditions initiales, il suffirait de calculateurs suffisamment puissants pour prévoir le temps à une date quelconque dans le futur.

    On se heurte cependant à deux difficultés qui rendent impossible le rêve de Laplace. La première c’est que l’on ne connaît les conditions initiales qu’avec une certaine approximation ; on n’a qu’un nombre restreint de mesures et ces dernières sont entachées d’erreurs inhérentes à la mesure elle-même.

    La deuxième, et Henri Poincarré l’a bien montré, les équations que nous traitons ne sont pas linéaires et, de ce fait, une variation infime de l’un des paramètres initiaux conduit à des solutions très éloignées les unes des autres. C’est ce qui a conduit Edward Lorentz à parler de « l’effet papillon », 

    "Prédictibilité : le battement d'ailes d'un papillon au Brésil peut-il provoquer une tempête au Texas ? "

    C’est ce que l’on appelle, peut être à tort la théorie du « chaos », terme non ambigu pour un mathématicien mais peut-être mal compris par les autres. 

    En effet, si l’on considère une situation météorologique donnée, que l’on fait varier légèrement les conditions initiales et que l’on intègre chaque fois les équation, on constate que les solutions donnent des trajectoires qui peuvent être très différentes les unes des autres et que la dispersion n’est pas la même selon les conditions initiales choisies. C'est-à-dire que certaines situations météorologiques sont plus prévisibles que d’autres.

    Cependant si le résultat de la prévision n’est pas unique il contient une valeur prédictive certaine. On n’arrive pas à un chaos, au sens habituel du terme dans lequel les trajectoire seraient le résultat du hasard, mais à une sorte de « chaos organisé ». 
    Les météorologistes utilisent cette propriété pour étendre l’échéance de leurs prévisions. 
    C'est-à-dire que l’on passe d’une prévision entièrement déterministe, 2 à 5 jours, à une prévision plus probabilistique, jusqu’à une dizaine de jours. Les études montrent que la limite de ces méthodes se situe vers deux semaines.

    Au-delà de ces échéances on montre que si l’on s’intéresse non pas à la valeur instantanée d’un paramètre en un point, un jour donné, mais à sa moyenne, pour une période donnée, sur une zone donnée, on obtient une prévision qui est meilleure que le hasard. Ceci est l’approche actuelle pour prévoir le temps à l’échéance du mois, de la saison, voire de l’année. On se rapproche donc du climat.

    En fait ce détour dans le monde de la prévision météorologique a simplement pour but d’expliquer que se référer à la théorie du chaos lorsque l’on parle de climat n’a pas beaucoup de sens.

    Les modèles de climat n’ont pas de valeur prédictive et nul n’a jamais prétendu qu’ils puissent en avoir.

    Certes les modèles ressemblent aux modèles de prévision ce qui est normal puisqu’ils traitent des mêmes équations qui sont celles qui régissent l’atmosphère, mais leur but est de simuler l’atmosphère. Autrement dit si l’on part des équations de l’atmosphère, et si on les intègre sur une période de temps assez longue, on doit trouver une atmosphère dont le climat ressemble fortement à celui qui est le nôtre. C’est bien ce qui se passe.

    Dans ces conditions si l’on change les conditions externes, forçage, et si l’on reprend les intégrations on doit arriver à un autre équilibre, qui est le climat avec ces conditions nouvelles de forçage.

    Par exemple si l’on choisit un certain profil d’évolution dans le temps de la concentration en CO2 dans l’atmosphère et si l’on intègre le modèle en lui imposant ce forçage, on doit arriver à un nouvel équilibre qui sera le climat modifié, par cette nouvelle concentration de CO2..

    Si l'on attend que la réalité confirme l'exactitude du modèle, en dehors d'une satisfaction purement académique, il sera bien sûr trop tard pour agir. Cependant, étant donné que  l’on peut reconstituer des climats passés, grâce à des méthodes indirectes comme par exemple l’étude des sédiment ou des carottes glaciaires, il est possible d'imposer au modèle les conditions externes (les forçages) qui prévalaient alors. On peut ensuite  vérifier que le modèle est capable de reconstituer un climat  proche de celui de l'époque reculée retenue. 

    Ces reconstitutions de climats passés permettent de valider les modèles, (ainsi d'ailleurs que l'inter comparaison de différents modèles). Pour un modèle donné, les équations restant les mêmes, c'est-à-dire les lois physiques restant inchangées, la probabilité  est forte que les résultas obtenus en imposant un forçage correspondant à une certaine évolution du CO2, par exemple doublement en 10 ans, conduisent à un climat similaire à celui que l’on connaîtra alors. C’est donc en ce sens que les modèles climatiques permettent de donner des indications fiables sur ce que pourrait être le climat dans, par exemple uns dizaine d’années. 

    Voir l'article "Qu'est-ce qu'un modèle climatique"

  • Évolution par rapport au troisième rapport.

    Jean Labrousse 

    1 - Que montre l’analyse des données disponibles ?
    2 - Quel est le poids relatif des différentes composantes du forçage radiatif ? 
    3 - Comment s’explique et à quoi doit-on attribuer le changement du climat ?
    4 - Qu’en est-il pour le climat du futur? 
    5 - Note complémentaire sur les 6 scénarios

    Groupe de travail I : Bilan 2007 des changements climatiques: les bases scientifiques physiques»

    Environ tous les quatre ans le Groupe Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat, GIEC, créé en 1988 par l’Organisation Météorologique Mondiale (OMM) et le Programme des Nations Unies pour l’Environnement (PNUE), publie un rapport sur l’état des connaissances sur le changement climatique.
    Par changement climatique, contrairement à la définition de la Convention Cadre des Nation Unies sur le Changement Climatique, CCNUCC, le GIEC entend les évolutions du climat de notre planète qu’elles qu’en soient les causes, naturelles ou résultant de l’activité humaines.

    Ce rapport comprend trois parties, correspondant aux trois groupes de travail qui constituent le GIEC:

    • Le Groupe de travail I qui évalue les aspects scientifiques du système climatique et de l’évolution du climat. 

    • Le Groupe de travail II qui s’occupe des questions concernant la vulnérabilité des systèmes socio-économiques et naturels aux changements climatiques, les conséquences négatives et positives de ces changements et les possibilités de s’y adapter.

    • Le Groupe de travail III qui évalue les solutions envisageables pour limiter les émissions de gaz à effet de serre ou atténuer de toute autre manière les changements climatiques. 

    Lors de sa réunion tenue à Paris du 29 janvier au 2 février, le Groupe I a adopté son rapport dont nous faisons ici l’analyse.

    Le rapport complet intitulé: 

    «Quatrième rapport d’évaluation - Groupe de travail I: Bilan 2007 des changements climatiques: les bases scientifiques physiques», fait le point sur les connaissances scientifiques concernant l’état du climat et son fonctionnement. Il a été adopté par consensus par l’ensemble de la Communauté scientifique. Il représente un volume d’un millier de pages.

    Ce rapport est résumé sous la forme d’un document de 15 pages, intitulé « Résumé à l’intention des décideurs», adopté mot par mot par l’ensemble des scientifiques représentants les États Membres parties à la CCNUCC.

    1. Que montre l’analyse des données disponibles ?

      Le quatrième rapport confirme et amplifie les résultats du troisième.

      Pour ce qui concerne l’évolution constatée, l’exploitation des données existantes, que ce soit des mesures directes ou des valeurs reconstituées par différentes méthodes, en particulier par analyse des carottages de glaciers, confirme et précise l’accroissement des températures, la fonte accélérée des glace et son corollaire, l’augmentation du niveau des océans.

      Onze des douze dernières années sont parmi les plus chaudes depuis que l’on dispose de mesures directes, soit depuis 1850. Pour la période 1906-2005, la croissance moyenne de la température à été de 0,74°C, contre 0,6°C pour la période 1901-2000. Si l’on ne considère que les cinquante dernières années ce taux est presque double de celui des cent dernières années.

      Les doutes qui existaient lors du troisième rapport sur l’évolution des températures dans la basse et moyenne troposphère ont été levés et le taux d’accroissement dans cette partie de l’atmosphère est comparable à celui constaté en surface.

      L’accroissement de la quantité de vapeur d’eau contenue dans l’atmosphère est conforme à celle déduite du réchauffement, ce qui au passage implique un accroissement corrélatif de l’effet de serre.

      Les océans ont capturé la majeure partie de l’augmentation de l’énergie, ce qui s’est traduit par un accroissement de leur température moyenne jusqu’à -3000 mètres. Ce réchauffement a entraîné leur expansion et a ainsi contribué à l’augmentation du niveau des mers de 1,6 mm/an pour la période 1993-2003 contre 0,42 pour 1961-2003.

      Dans chacun des deux hémisphères la couverture neigeuse et l’épaisseur des glaces ont diminués, entraînant un accroissement du niveau des océans de 0,77 mm/an pour la période 1993-2003, alors qu’il n’avait été en moyenne que de 0,50 mm/an entre 1961 et 2003.

      Au total l’accroissement du niveau des océans a été de 3,1 mm/an entre 1993 et 2003 contre 1,8 mm/an pour 1961-2003. Il faut cependant noter que de tels taux d’augmentation ont été observés pour d’autres périodes depuis 1950. Il n’est pas clair de savoir si ces taux sont significatifs d’une tendance à long terme ou s’ils relèvent de la variabilité décennale. Il est cependant quasiment certain que l’accroissement du niveau moyen des océans a été de 0,17 m au cours du 20ème siècle.

      En plus de ces changements un grand nombre d’autres paramètres ont évolué toujours dans le sens du réchauffement. Par exemple:

    • La température de l’Arctique a cru deux fois plus vite au cours des 100 dernières années que pour le reste du globe, et la surface glacée a diminué de 2,7 % par décennie depuis 1978.
    • La température au sommet du pergélisol dans l’Arctique a augmenté de 3°C, au cours des années 80, et l’extension maximale de la surface du sol gelée pendant la saison froide, dans l’Hémisphère Nord, a diminué d’environ 7 % au cours du 20ème siècle. Au cours de la période 1990-2005 la quantité des précipitation a tendu à s’accroître sur la partie est de l’Amérique du Nord et du Sud, sur le nord de l’Europe et le nord et le centre de l’Asie, tandis que la sécheresse a augmenté sur le Sahel, la Méditerranée, le sud de l’Afrique et de l’Asie. Il faut cependant noter que, compte tenu de la forte variabilité spatiale et temporelle des précipitations, il n’est pas à ce stade possible de détecter une tendance générale pour d’autres régions significativement grandes.
    • Dans les régions tropicales et sub-tropicales les périodes de sécheresse ont tendu à être plus intenses et plus longues, depuis 1970, liées à des températures plus élevées et à des précipitations plus faibles. De même on a pu relier les sécheresses à l’augmentation de la température de surface des océans, à la modification de la circulation générale de l’atmosphère et à la décroissance des surfaces des glaces et de la couverture neigeuse.
    • On peut citer aussi l’augmentation: de la fréquence des vagues de chaleur, des températures maximales et des températures minimales, des précipitations intenses, etc. 
    • On notera cependant que l’on n’a pas détecté un accroissement de la fréquence des cyclones tropicaux. L’exploitation des enregistrements de cyclones par les satellites semble montrer un accroissement de leur intensité. On ne peut cependant rien dire de la période antérieure à 1970, car il n’existait pas de mesures satellitales et que les mesures directes sont douteuses.
    Enfin, la ré-analyse des données paléo climatiques, ainsi que l’obtention de nouvelles données permettant de remonter dans le temps au delà de 650 000 ans, montrent que le réchauffement de l’atmosphère a pour effet d’accroître la concentration des gaz à effet de serre, laquelle provoque à son tour une augmentation de température. La température moyenne des cinquante dernières années est très probablement supérieure à celle des cinq cents dernières et, vraisemblablement, des derniers mille trois cents ans. Pendant la dernière période interglaciaire, il y a environ 125 000 ans, le réchauffement des régions polaires, de 3 à 5°C au dessus de la température moyenne du 20ème siècle, (et lié à la variation des paramètres de l’orbite terrestre), a conduit à un accroissement du niveau de la mer de l’ordre de 4 à 6 mètres, par rapport au niveau actuel. L’impact de la fonte des glaces du Groenland et des régions Arctique n’intervenant que pour moins de 4 mètres, il est très probable que la différence ait été due à la fonte des glaces de l’Antarctique. 
    1. Quel est le poids relatif des différentes composantes du forçage radiatif ? 

      La concentration des gaz à effet de serre dans l’atmosphère a continué à s’accroître. Depuis le troisième rapport, l’amélioration des connaissances scientifiques a conduit à une meilleure compréhension de l’influence des activités humaines sur le bilan thermique. Ceci a conduit au fait que l’on peut aujourd’hui, avec une très haute probabilité, affirmer que les activités humaines ont conduit, depuis le début de l’ère industrielle vers 1750, à un accroissement du forçage radiatif de 1,6 watt/m2, soit environ cinq fois plus que celui lié au variation du rayonnement solaire qui atteint le sommet de l’atmosphère.

      Les chiffres du forçage radiatif que l’on peut retenir aujourd’hui sont les suivants:

    • Accroissement de la concentration des gaz à effet de serre: +2,30 W/m2.
    • Aérosols d’origine humaine: -0,50 W/m2.
    • Variation de l’albédo lié aux nuages: -0,80 W/m2.
    • Accroissement de l’O3 du aux activités humaines: +0,35 W/m2.
    • Hallocarbones: +0,34 W/m2.
    • Variation de l’albédo du à la modification de l’usage des sols: -0,20 W/m2.
    • Variation de l’albédo du aux retombées des suies sur la neige: +0,10 W/m2.
    • Variation du rayonnement solaire atteignant l’atmosphère: +0,12 W/m2.
    1. Comment s’explique et à quoi doit-on attribuer le changement du climat ?

      Le troisième rapport concluait que l’accroissement des températures, au cours des cinquante dernières années, pouvait de manière quasi certaine être attribué à l’accroissement de la concentration en gaz à effet de serre.

      L’étude de séries de mesures, plus complètes et plus longues, ainsi que l’amélioration de la qualité des modèles de simulation et du nombre des simulations, permettent d’affirmer aujourd’hui que la majeure partie du réchauffement observé depuis le milieu du 20ème siècle peut, avec une très haute probabilité, être attribuée à l’action humaine.

      Les modèles de simulation qui prennent maintenant en compte les aérosols, qu’ils soient d’origine volcanique ou dus à l’action de l’homme, donnent, pour la période qui va de 1100% à 2000, des résultats qui coïncident remarquablement bien avec les observations. 

      La seule prise en compte dans les modèles des variations naturelles ne peut en aucune façon expliquer le réchauffement constaté et la fonte des glaces.

      La coïncidence ne se résume pas aux températures de surface mais aussi aux variations dans la troposphère et dans les quelques premiers milliers de mètres des océans. De la même façon les changements dans la circulation générale de l’atmosphère, tels que le décalage vers les pôles du lit des perturbations, se trouvent vérifiés.

      Enfin le réchauffement, croissant de l’équateur vers les pôles et plus important pour les surfaces continentales que pour les océans, correspond bien à ce qui est observé. 

      Par contre, il est bon de noter, qu’au stade actuel, les modèles sont non conclusifs pour ce qui concerne les modifications aux échelles sous continentales ou locales. De même, les changements dans la circulation générale qui apparaissent dans les simulations, sont plus faibles que ceux observées.

      En conclusion on peut dire que les résultats des modèles de simulation, confortés par les observations, donnent pour une concentration en gaz carbonique de 550 ppm, un réchauffement, par rapport à la période préindustrielle, compris entre 2°C et 4,5°C la meilleure estimation étant de 3°C. 

      Un réchauffement inférieur à 1,5°C est très improbable, alors qu’une valeur supérieure à 4°C n’est pas à exclure, bien qu’ici les résultats des modèles ne soient pas soutenus par les observations. Le rôle dominant de l’accroissement du contenu en vapeur d’eau de l’atmosphère dans ce réchauffement est maintenant mieux compris, tandis que celui des nuages fait encore partie des incertitudes à éclaircir.

    2. Qu’en est-il pour le climat du futur?

      Pour projeter ce que pourrait être le climat du futur, il faut connaître la façon dont évolueront les émissions de gaz à effet de serre, évolution qui ne dépend que de la volonté humaine. Aux incertitudes d’ordre scientifique s’ajoutent donc celles qui relèvent du comportement humain.

      D'un point de vue scientifique, ce quatrième rapport bénéficie d'un plus grand nombre de simulations effectuées avec des modèles fortement améliorés, et qui ont été confrontés aux observations existantes. (Par exemple, les estimations faites depuis le premier rapport, qui donnait un réchauffement compris entre 0,15°C et 0,3°C par décennie, se comparent favorablement avec la valeur observée de 0,2°C par décennie). 

      Le quatrième rapport donne le résultat de ces simulations, effectuées en utilisant, pour l’évolution de la concentration des gaz à effet de serre, celles fournies par six scénarios d’évolution des émissions en fonction des activités humaines. Ces 6 scénarios ont été définis par le groupe spécial du GIEC chargé de cette tâche. Il sont contenus dans le SRES (Special Report on Emission Scenarios).

      Les simulations utilisent les concentrations fournies par les différents scénarios sur la période 2000-2100 ; ces concentrations étant supposées constantes au delà de 2100.
      Dans ces conditions, pour les vingt ans à venir, le taux du réchauffement pourrait être de 0,2°C par décennie. Même si la concentration restait limitée à son niveau de 2000, ce taux serait encore 0,1°C.

      Par rapport à la période 1980-1999, le réchauffement pourrait, à la fin du 21ème siècle et selon le scénario choisi, être compris entre 1,7°C et 4,0°C. (Valeur moyenne "Terre entière", qui peut masquer des écarts géographiques de 1 à  3, notamment dans la zone arctique). A chacune des six valeurs moyennes  correspondant aux six scénarios, est attachée une fourchette d’incertitude qui, pour les 2 exemples cités, est respectivement: [1,0 à 2,7] °C et [2,4 à 6,3] °C. 

      Par rapport au troisième rapport, le quatrième sépare donc bien les incertitudes scientifiques liées à la simulation du climat de celles liées au comportement humain.

      Le réchauffement entraîne une diminution de la quantité de CO2 capturée par les océans et les sols ce qui, ajouté à un plus grand nombre de modèles, explique l’élargissement des fourchettes d’incertitude données dans le troisième rapport.

      Pour le niveau moyen des océans, et selon les scénarios déjà décrits pour les températures, l’accroissement irait de 0,28 m [0,19 à 0,37] m à 0,48 m [0,28 à 0,58] m. L’expansion thermique serait responsable pour 60 à 70% de cet accroissement.

      Les valeurs plus faibles que celles qui figuraient dans le troisième rapport tiennent à une meilleure estimation de l’énergie capturée par les océans et à une meilleure appréciation de la fonte des glaces. Si cependant la fonte des glaces du Groenland se poursuivait de manière linéaire par rapport à la situation actuelle, on devrait augmenter de 10 à 25% les valeurs données pour chacun des scénarios.

      Il faut enfin noter que l’accroissement de la quantité de gaz carbonique dissous dans les océans conduit à un accroissement de son acidité et, à terme, à une dissolution des carbonates contenus dans les sédiments des eaux peu profondes et les récifs coralliens.

      Au delà des deux paramètres que sont la température et le niveau des océans, le rapport note les points suivants:

    • Réchauffement croissant avec la latitude, plus important sur les continents que sur les océans.
    • Diminution des glaces dans l’Antarctique et l’Arctique, cet océan pouvant en fin de période être presque totalement libéré en fin d’été.
    • Diminution du nombre de cyclones tropicaux, mais accroissement de leur intensité.
    • Si le réchauffement de l’ordre de celui projeté se poursuivait sur quelques millénaires, la fonte totale des glaces du Groenland pourrait conduire à un accroissement du niveau des océans de quelques 7 m. Les températures projetées, comparables à celles ayant régné il y a 125 000 ans, avaient alors conduit à un niveau 4 à 6 m plus élevé que l’actuel.
    • La température de l’Antarctique devrait rester suffisamment froide pour qu’il n’y ait pas de fonte généralisée des glaces de surface et, par ailleurs, l’accroissement des précipitations devrait plutôt conduire à une augmentation de l’épaisseur de glace.
    Enfin, il faut noter la longueur du cycle du gaz carbonique qui fait que les émissions du 21ème siècle devraient conduire à un réchauffement de l’atmosphère, et à une élévation du niveau des océans, qui se poursuivront au delà de mille ans.
    1. Note complémentaire sur les 6 scénarios

      Les scénarios se répartissent en quatre familles, certaines d’entre elles présentant des variantes. Il est important de noter qu’aucun de ces scénarios ne suppose que l’on impose une contrainte aux émissions, comme par exemple celle résultant de l’application du protocole de Kyoto. Il ne donne aucune estimation de la probabilité de chacun d’entre eux.

      On distingue:

      A1. Le développement économique est très rapide, la population mondiale passe par un maximum vers le milieu du 21ème siècle, et décroît ensuite, et des technologies nouvelles et plus efficaces sont introduites. Cette évolution est véritablement mondiale, le développement des différents États convergent. Cette famille est elle même subdivisée en trois variantes qui dépendent de l’évolution des technologies:

    • A1FI: Utilisation intensive des énergies fossiles
    • A1T: Utilisation d’énergie non fossile
    • A1B: Utilisation mixte.
    A2. Le monde reste très hétérogène et le développement se fait sur la base des ressources régionales et locales.
    B1. L’évolution mondiale de l’économie et des population sont les mêmes qu’en A1 mais se produit une évolution rapide des structures économiques vers des activités de services.
    B2. Le développement est basé sur des solutions locales qui mettent l’accent sur les problèmes sociaux et sur la durabilité. L’accroissement de population a un taux plus faible qu’en A1 et B1, et le développement est moins rapide de même que l’évolution des technologies. Bien que basé aussi sur des préoccupations environnementales et d’équité sociale l’aspect régional et local domine.
  • Fantaisies pour couplages échangistes  

  • Commentaires sur les résultats présentés dans le 4ème rapport du GIEC (2007).

    Jacques Merle

    Deux propriétés de l'océan sont essentielles dans le changement climatique d'origine anthropique actuel :

    • Sa capacité d'absorber une fraction importante de la chaleur résultant de l'effet de serre additionnel induit par les émissions de gaz à effet de serre (principalement le gaz carbonique) d'origine humaine. 

    • Sa capacité d'absorber une partie de ce gaz carbonique additionnel injecté dans l'atmosphère.

    Absorption de la chaleur par l'océan 

    Les milieux terrestres ne sont plus en équilibre radiatif du fait de l’impact des activités humaines :

    • injection continue de Gaz à Effet de Serre (GES) et d’aérosols dans l'atmosphère,

    • utilisation des surfaces terrestres qui modifient l’albedo etc…. . 

    Le forçage radiatif résultant de la somme des termes positifs (ou des apports radiatifs principalement par les GES et l'Ozone stratosphérique), et des termes négatifs (absorption radiative par les aérosols et leurs effets sur la couverture nuageuse et l'albedo, utilisation des terres), est appelé le "forçage". Il est de 1,6 W/m2 sur l'ensemble de la surface de la Terre.
    Ces 1,6 W/m2 supplémentaires servent à accroître le contenu thermique de l'atmosphère donc sa température moyenne (accroissement mesuré de 0,8 °C depuis le début du XXème siècle). Cet accroissement de température de l'atmosphère est l'effet le plus visible du changement climatique et le plus sensible pour l'humanité. 
    Mais une fraction importante de ces 1,6 W/m2 est également absorbée par la fonte des glaciers polaires, des glaciers continentaux et des glaces de mer, ainsi que par les continents et les océans. L'accroissement du contenu thermique de l'océan au cours du siècle passé peut être estimée avec une assez bonne précision à l'aide des mesures de températures réalisées régulièrement dans l'océan, au moins dans ses couches supérieures (0 - 3 000 m). L'estimation de la chaleur absorbée par la fonte des glaciers est également assez précise. Il n'en est cependant pas de même pour le changement du contenu thermique des continents (sols, couvert végétal) encore mal connu mais considéré comme non majoritaire. 

    Ainsi les chiffres, fournis par le 4ème rapport du GIEC pour la période 1961 - 2003, montrent sans contestation possible que c'est l'océan qui de très loin a réabsorbé le plus de chaleur :

    Accroissement du contenu thermique de la planète entre 1961 et 2003. Les unités sont en 1022Joules.

     

    Océan 14,10
    Glacier 0,45
    Atmosphère 0,50
    Continents 0,75
    Total 15,8

     

    L'océan a donc réabsorbé près de 90 % du réchauffement induit par le forçage radiatif dû aux GES anthropiques. 

    Sans l'océan, le réchauffement que nous subissons serait plus rapide, sans que la valeur
    finale de la température d'équilibre ne soit en rien changée

    Par ailleurs ce réchauffement océanique induit des effets secondaires qui pourraient être très importants voire catastrophiques et que l'on connaît encore mal. 

    Parmi ceux-ci, il y a évidemment l'élévation du niveau des mers qui est actuellement de 3.3 mm/an. 

    Le réchauffement de l'océan modifie aussi sa dynamique et les transports de chaleur et de sel en son sein perturbant ainsi localement les échanges énergétiques avec l'atmosphère à sa surface. La circulation thermohaline profonde peut être aussi perturbée et affecter le climat à une échelle globale en diminuant significativement les transports de chaleur vers le nord par l’océan dans l’Atlantique. Le GIEC estime très probable un ralentissement de 25% de cette circulation au cours du 21ème siècleinsuffisant cependant pour induire un refroidissement dans les régions de l’Atlantique nord. 

    La vie océanique peut aussi être très profondément perturbée par ces changements. Elle est en effet très dépendante de l’état physique de l’océan et de sa dynamique qui conditionnent la disponibilité des éléments nutritifs dans les couches productives superficielles. Ces perturbations biologiques entrent aussi dans des boucles d'interactions affectant le climat lui-même à travers le cycle du carbone qui intervient dans la capacité de l’océan d’absorber le CO2.

    Absorption du gaz carbonique par l'océan

    Le GIEC nous dit que le contenu en carbone total de l'océan s'est accru de 118 Giga tonne de C entre 1750 et 1994. Cet accroissement représentait encore 42 % du CO2 émis par l'homme au début de l'ère industrielle (moyenne entre 1750 et 1994). Depuis une vingtaine d'années on constate une diminution notable de cette capacité de l'océan de réabsorber le CO2 anthropique (entre 1980 et 2005 ce taux d'absorption est tombé à 37 %). Ceci semble indiquer que l'océan approche de sa limite de saturation; néanmoins le rapport du GIEC indique que ces estimations sont encore très incertaines et ne permettent pas de tirer des conclusions définitives. Quelles que soient les inconnues qui demeurent concernant cette capacité de l'océan de réguler une partie du CO2 anthropique, cette absorption a des effets secondaires, qui pourraient être graves à long terme notamment sur la vie marine. L'un de ces effets secondaires parmi les plus remarqués, évoqué récemment dans la littérature scientifique et la grande presse, est l'acidification de l'océan qui réduit sa capacité de former des carbonates et donc entraînerait une perturbation de sa fonction de dépositoire ultime du carbone au fond des océans et perturberait ainsi durablement le cycle du carbone La construction des récifs coralliens pourrait être aussi gravement affectée.

    Plaidoyer pour l'étude et l'observation permanente de l'océan

    Comme on le voit l'océan joue un rôle majeur dans le climat; et son changement à long terme, qui se déroule sous nos yeux, marquera profondément et pour longtemps cette enveloppe fluide essentielle de la Terre qui en retour affectera l'évolution futur du climat. En effet, comparée à l'atmosphère, l'océan présente deux caractéristiques qui lui confère un rôle essentiel dans le climat : 

    1. Sa capacité thermique est énorme, plus de 1 000 fois celle de l'atmosphère; ainsi il stocke et transforme en chaleur l'essentiel du flux radiatif solaire. 

    2. Il est affecté d'une dynamique beaucoup plus lente que l'atmosphère; il est donc susceptible de mémoriser plus longtemps, à des échelles de temps compatibles avec la variabilité climatique, les perturbations (ou anomalies) qui l'affectent.

    Mais cet océan est encore mal connu. Ses interactions avec l'atmosphère et le climat sont très complexes. On vient de voir que de nombreuses inconnues demeurent concernant son implication dans le changement climatique anthropique. Réduire ces inconnues et ces incertitudes est indispensable pour prévoir avec plus de sécurité cette évolution future du climat. Observations et mesures sont les sources irremplaçables de nos connaissances. Il faut donc mettre en place un système pérenne d'observation de grande ampleur, coordonné internationalement. en une Veille Mondiale des Océans et Climat, comme il existe une Veille Météorologique Mondiale pour l’atmosphère.

    Mis à jour novembre 2007

  • il est consécutif à l'augmentation de l'Effet de Serre

    Les chercheurs ont désormais des certitudes... 

    Aux causes naturelles de variabilité du climat décrites dans le chapitre 5 (orbite terrestre, axe de la terre, activité et tâches solaires...), s'ajoutent, depuis le début de l'ère industrielle, les activités humaines qui ont profondément modifié la composition chimique de l’atmosphère. 

    La figure 10 montre les variations des concentrations atmosphériques du dioxyde de carbone, du méthane et du protoxyde d’azote depuis les 10 000 dernières années, le cartouche inséré dans chaque panneau détaillant l’évolution au cours des deux derniers siècles. 

    Les teneurs sont exprimées en parties par million en volume (ppmv), c'est à dire le nombre de cm3 du gaz considéré par m3 d'air.

    L’origine est vraisemblable dans la mesure où l'augmentation brutale observée coïncide avec le début de l’ère industrielle. Parmi les gaz à effet de serre, le dioxyde de carbone CO2 est celui qui provoque le réchauffement le plus important. De plus, l’analyse du cycle du carbone montre que son action est celle qui dure le plus longtemps. Il est donc naturel de lui porter une attention particulière. Il ne faut toutefois pas négliger les autre gaz, notamment le méthane même si son cycle de vie est plus court. La proportion de CO2 dans l'atmosphère est passée de 270 à 380 ppmv de 1850 à aujourd'hui, alors qu'elle était toujours restée inférieure à 300 ppmv au cours des 400.000 dernières années. Dans l'un des scénarios pris pour base par le GIEC, on s'attend à atteindre 670 ppmv en 2100. 

    Les émissions de CO2 dues à l'homme et à ses activités "industrielles" croissent à une vitesse qui excède les possibilités d'absorption de la nature (Océan et végétation continentale). La nature ne peut plus suivre... Les deux graphiques ci-après indiquent les variations de la température mondiale moyenne à la surface de la terre (évaluées en degrés centigrades par rapport à la moyenne de la période 1901–1950) :

    • mesurées (courbe noire)
    • calculées par simulation (courbes rouge et bleue)

    dans les deux cas suivants :

    • prise en compte les forçages naturels (soleil et volcans) et les forçages anthropiques (origine humaine, gaz à effet de serre, ozone, aérosols) (figure 11-a)
    • uniquement les forçages naturels (figure 11-b)

    Les lignes grises grises verticales indiquent les évènements volcaniques (qui ne sont pas pris en compte dans les modèles).

    Figure 11-a

    Figure 11-b
    Variation  globale moyenne de la température à la surface de la Terre par rapport à la période 1901-1950 

    L'analyse de ces figures montre un bonne corrélation entre les résultats d'observations et de simulation. 

    Même si des incertitudes persistent notamment quand à l'évolution dans le temps, on peut avoir maintenant un bon niveau de confiance dans ces résultats.

    Il est donc très vraisemblable que  le réchauffement global observé durant le dernier demi-siècle soit une conséquence de l'augmentation de l'effet de serre résultant des activités humaines.

    La démarche des chercheurs : OBSERVER, COMPRENDRE, PRÉVOIR

    Observer la chaîne des causes et des effets - analyser les données pour comprendre puis modéliser les processus - prévoir à partir de modèles et d'hypothèses sur les causes : dans un domaine où la complexité règne, les chercheurs ont réduit progressivement la plage d'erreurs de prévision en rebouclant la chaîne logique à partir des résultats observés: la qualité des prévisions croît avec le temps; elle reste cependant médiocre dans certains domaines (chapitre 11), ce qui n'empêche pas d'avoir des certitudes sur les points qui sont acquis scientifiquement. 

    Reconstituer le passé, observer le présent, analyser les données observées, modéliser les processus, prévoir le futur (à partir d'hypothèses) sont les mots-clés de la recherche sur le climat. 

     

    Voir aussi les FAQs :

    Quel est le rôle du CO2 sur l'évolution du climat ?

    Comment le carbone agit sur le climat? 

    Dernière mise à jour Mars 2008

  • les bouleversements seront négatifs pour la grande majorité des hommes ainsi que pour le monde végétal et animal.

    Les marges d'erreurs de la prévision se resserrent, il est essentiel d'agir, et sans tarder.

    Michel Petit

    À l’opposé des scénarios non-interventionnistes, on peut décider, comme s’y sont engagés les états signataires de la Convention de Rio sur le climat, mise au point lors du sommet des chefs d’état en 1992, d’adopter une politique visant à limiter le changement de la composition de l’atmosphère à des valeurs plafonds. La figure 19-a montre une évolution des émissions permettant de stabiliser la concentration du gaz carbonique dans l’atmosphère à diverses valeurs : 450, 550, 650, 750 et 1000 ppm, l’évolution de cette concentration (figure 19-b) et celle de la température (figure 19-c). Les barres d’erreur sur ce dernier panneau indiquent l’incertitude sur la température calculée pour 2100, tandis que les losanges indiquent la température d’équilibre qui sera atteinte après des centaines d’années et se maintiendra pendant des milliers d’années.                                 

    Figure 19a

       

    Figure 19b                                                                            Figure 19c 

    ppm : partie par million - Gt C : Milliard de tonnes équivalent carbone

    La figure 20 montre par exemple, que pour le scénario conduisant à un niveau de stabilisation de 800 ppm vers 2100, en 2100 (courbe verte), le réchauffement global serait compris entre 1,9 et 3,4°C.

    A l'équilibre (courbe bleue), le réchauffement serait compris entre 3,1 et 7,6°C.

    Figure 20 : Variation de température par rapport à 1990 en °C Niveau de stabilisation éventuelle du CO2 en ppm    

    Mais répétons le, la principale source d'incertitude est : comment l'humanité réagira-t-elle à l'avertissement des chercheurs ? 

    Une seule chose est sûre: il est encore temps de réagir si on veut éviter le pire, mais le temps presse ! 

    Dernière mise à jour Mars 2008

  • et de l'inertie du système climatique...

    Michel Petit

    Les chercheurs ont modélisé l'évolution du Climat dans les scénarios où les émissions de Gaz à Effet de Serre due aux activités humaines (dites anthropiques) sont réduites.

    Une stabilisation des émissions de CO2 ne permettra pas une stabilisation des concentrations.

    Les figures ci-dessous illustrent deux scénarios montrant ce qui se passerait :

    • si on parvenait à bloquer dès à présent les niveaux actuels les émissions de CO2,  (courbes rouges)  

    • dans une hypothèse plus réaliste où la réduction des émissions interviendrait seulement vers 2030 (courbes bleues)

    ------ Émissions de CO2 constante au niveau de l'année 2000  

    ------ Émissions pour une stabilisation à une concentration de CO2 à 550 ppm 

    Figure 21

    La concentration en CO2, la température et le niveau de la mer continueront à croître longtemps après que les émissions auront été réduites.
    Ceci est dû à la grande inertie du système climatique. 

    Figure 22

    Cette figure explique comment la perturbation peut se  poursuivre plusieurs siècles après la réduction des émissions de  CO2 et la stabilisation des concentrations atmosphériques entre 450 et 1 000 ppm. 

    Elle montre clairement que si nous attendons d’avoir trop chaud pour réduire nos émissions, la température que nous imposerons aux générations futures pour des millénaires est largement supérieure à celle qui nous a décidés à agir. En outre, le niveau de la mer continuera à augmenter pendant des millénaires à cause de la dilatation thermique d’une couche superficielle qui se réchauffe de plus en plus profondément et de la fonte des glaces de terre. 

    Voir l'article sur le site http://www.realclimate.org : 

    Pendant combien de temps le réchauffement global persistera-t-il ? (15 mars 2005)

    Dernière mise à jour mars 2008

  • Michel Petit

    Il est essentiel de réduire dès maintenant les émissions de Gaz à Effet de Serre

    En dépit des nombreuses réunions internationales, et du dernier rapport alarmant du Giec, force est de constater que  les émissions de gaz à effet de serre ne diminuent pas, bien au contraire.

    Les émissions des six gaz à effet de serre couverts par le Protocole de Kyoto (CO2, N2O, CH4, HFC, PFC et SF6) ont augmenté de 70% entre 1970 et 2004 et de 24 % depuis 1990 pour atteindre 49 Gt équivalent COen 2004. 

    Si l'on s'intéresse plus particulièrement aux émissions de CO(qui représente de l'ordre de 75% des émissions mondiales en 2004), et en se limitant au seul secteur de l'énergie produite à partir de combustibles fossiles (hors déforestation et autres décompositions de végétaux), le taux de croissance annuel des émissions a triplé. De moins de 1% par an sur la période 1990-1995, il est passé à 3% par an sur la période 1999-2004. En 2004, ces émissions mondiales de CO2  ont atteint le chiffre de 27 Giga tonnes, soit une augmentation de 30 % depuis 1990. Le schéma ci-dessous montre l'évolution depuis 1973. 

    Figure 23

    Émissions de C02 correspondant à la combustion d’énergie fossile, destinée à transformer une énergie primaire en énergie secondaire (production d’électricité, raffinage du pétrole, etc.) ou à être utilisée pour un usage final (carburant pour le transport, fioul pour le chauffage, etc.).
    * : Les émissions des soutes internationales maritimes et aériennes sont inclues sous la dénomination "bunkers"
    ** : Calculé selon le guide Giec et les IEA Energy Balance Tables.

    Le schéma suivant déduit des données précédentes donne une répartition des émissions de COpar pays hormis les "bunkers". 

    Figure 24

    Le développement de tous les pays sans exception est fondé sur la disponibilité d’énergie, actuellement  fournie à 80% par les combustibles fossiles. 

    Les besoins énergétiques de l’humanité ne cessent de croître tant à cause de la croissance de la population mondiale que du développement économique de certains pays. 

    Les courbes font ressortir que la part des pays de l'OCDE est passée de plus de 60% en 1973 aux environ de 40% aujourd'hui.

    La Chine est devenue depuis 2006 le premier émetteur de gaz à effet de serre (à noter que ses émissions servent surtout, à fabriquer des biens consommés dans le reste du monde, avec une efficacité énergétique globale médiocre). Toutefois, sa consommation par habitant demeure parmi les plus faibles du monde (quatre fois moins que celle de l'Amérique du Nord).

    Le constat est que, de 1972 à 2005, les émissions mondiales de CO2 ont quasiment doublé et  rien n'indique que ce rythme se ralentisse. 

    Aujourd'hui, nous avons atteint le niveau de 380 ppmv, c. à d. parties par million en volume (ou cm3 de CO2 / m3 d'air). Les scientifiques du GIEC ont simulé divers scénarios, notamment ceux construits pour de telles évolutions dites "non-interventionnistes", qui conduisent à des concentrations de CO2 de l'ordre de 750 à 1000 ppmv à la fin du 21 ème siècle. Il faut noter qu'un objectif déclaré, (et assez "volontariste"...), de l'UE est de ne pas dépasser 550 ppmv à cette échéance (soit le double de la concentration pré-industrielle, il y a 2 siècles). Cela permet d'apprécier combien les enjeux de la négociation post protocole de Kyoto, (de Bali en 2007 à Copenhague en 2009), sont cruciaux !

    Sources des données International Energy Agency (IEA) ,  Observatoire de l'Énergie, Mission Interministérielle de l'Effet de Serre

    Dernière mise à jour mars 2008

  • Monsieur Cryos rentre chez lui sans s’attarder au bureau où souvent il s’ingénie à traîner espérant impressionner ses supérieurs qui ne sont pas dupes puisqu’ils font de même vis-à-vis de leur échelon supérieur et qu’ils savent très bien que comme eux, Cryos n’a pas grand-chose à faire.

Sauvegarder
Choix utilisateur pour les Cookies
Nous utilisons des cookies afin de vous proposer les meilleurs services possibles. Si vous déclinez l'utilisation de ces cookies, le site web pourrait ne pas fonctionner correctement.
Tout accepter
Tout décliner
Analytique
Outils utilisés pour analyser les données de navigation et mesurer l'efficacité du site internet afin de comprendre son fonctionnement.
Google Analytics
Accepter
Décliner
Unknown
Unknown
Accepter
Décliner