Mars 2019
1/2 Bilan climatique 2018
Bruno Voituriez
COP 24
On pourrait dire que la CNUCC (Convention-cadre des Nations Unies sur les Changements Climatiques) et ses COP’s (Conférences des Parties) alimentés par les rapports du GIEC d’un côté et le climat «réel» de l’autre, évoluent indépendamment l’une de l’autre, bien que l’objectif des COP’s soient pourtant de déterminer les moyens de lutter contre le changement climatique.
En effet, en dépit de tous les accords obtenus lors des COP, les indices du changement climatique ne cessent de s’amplifier.
Les différentes COP ont ceci de trompeur, qu’elles débouchent toujours sur des accords dont se félicitent les parties prenantes, qui trouvent toujours un angle d’attaque favorable pour cela, même si cet accord est de peu de poids dans la lutte contre le changement climatique. La COP 24 qui s’est tenue à Katowice en Pologne du 3 au 15 décembre 2018 décembre n’échappe pas à la règle (fig 1).
Figure 1: Clôture de la COP 24
Les figures réjouies de la séance de clôture dissimulent le marathon éprouvant qu’il fallut faire en jouant les prolongations de 24 heures «as usual» et parvenir au bout de la nuit à cet accord a minima entre les 195 états signataires de la CNUCC et dont la presse souligna la modestie décevante des résultats sur le plan de la lutte contre le réchauffement global.
L’accord de Paris de 2015 (COP 21) qui avait acté la nécessité impérative de contenir le réchauffement climatique en dessous de 2°C et avait mandaté le GIEC pour examiner, à la demande des pays insulaires, les conditions d’un abaissement de la barre à 1,5°C, était le point de référence. Le GIEC avait fourni le 8 octobre 2018 le rapport qui lui avait été commandé. Il conclut que les activités humaines ont déjà provoqué un réchauffement climatique de 1 ± 0,2°C au-dessus des niveaux préindustriels, que la température moyenne augmente actuellement de 0,2 ± 0,1°C par décennie en raison des émissions passées et actuelles et qu’à ce rythme on dépassera les 1,5°C entre 2030 et 2052, pour atteindre 3,30°C en 2100, si l’on s’en tient aux NDC (Nationaly Determined Contributions) annoncées à Paris en 2015. D’où la nécessité réaffirmée pour limiter le réchauffement à 1,5°C, de réduire les émissions mondiales de gaz à effet de serre d’environ 45% en 2030 par rapport à 2010 et d’atteindre des émissions nettes nulles vers 2050. Mission impossible avec les engagements déjà annoncés par les États. Tous les scénarios permettant ainsi de limiter le réchauffement à 1,5°C, incluent l’absorption de CO2 atmosphérique (carbon dioxide removal ou CDR) qui n’est pas encore initiée.
À l’actif de la COP 24 on mettra, comme d’habitude, l’accord lui-même qui permet d’affirmer que le multilatéralisme n’est pas mort, la confirmation de l’Accord de Paris et de l’objectif de maintenir le réchauffement bien au-dessous de 2°C. Mais la grande avancée c’est le «rule box». Les États se sont accordés sur les règles techniques communes d'application de l’accord de Paris. Il y a désormais une méthode pour mesurer, vérifier, et rapporter les progrès accomplis par les politiques de réduction de gaz à effet de serre. La mesure des émissions se fera selon des techniques communes (capteurs, exploitation des statistiques nationales, évaluation des puits de carbone comme les forêts). Chaque État sera donc informé des objectifs que s'assignent les autres pays et des progrès accomplis par les politiques domestiques. D'ici à 2020, les États doivent mettre à jour leur contribution déterminée au niveau national (NDC) qui sera révisée tous les cinq ans. À partir de ce cadre, un premier inventaire mondial des émissions de gaz à effet de serre sera établi en 2023. L'exercice sera également répété tous les cinq ans.
Voilà pour la forme. Quant au fond, à savoir la réduction effective des émissions des gaz à effet de serre, on en est toujours aux «annonces» des NDC par chaque pays depuis l’accord de Paris en 2015. Pendant la COP 24, une trentaine de pays dont la France ont néanmoins revu à la hausse leur objectif de réduction des gaz à effet de serre d’ici à 2020 qui permettrait de gagner 0,3°C, très loin encore de ce qu’il faudrait faire.
Pour forcer le mouvement, le Secrétaire Général des Nations Unies, Antonio Guterres, a invité tous les pays le 23 septembre au siège de l’ONU à New York pour une révision à la hausse des NDC pour la prochaine décennie.
Côté finances, les nouvelles sont meilleures : les 100 milliards de dollars d’aides aux pays en voie de développement devraient être atteints en 2020 comme le demandait l’accord de Paris..
Les indices climatiques 2018
La température (fig 2)
En 2018 la température globale moyenne fut de 0,83°C supérieure à la moyenne 1951-1980. Sur la même période les années les plus chaudes furent les 4 dernières, dans l’ordre croissant : 2018, 2015 , 2017 et 2016. On reste donc toujours sur une courbe croissante 31 ans après le protocole de Kyoto et 24 COP’s.
Figure 2 : Estimation de la température globale moyenne basée sur des données Terre et Océan
La figure 3 montre les anomalies de température globale par rapport à la moyenne 1950-1981. La situation est qualitativement analogue à celle de 2017. Aux hautes latitudes les anomalies atteignent par endroit 4°C.
Figure 3 : Anomalie de Température globale moyenne - Année 2018 par rapport à la moyenne 1950-1981
L’évolution historique des températures depuis 1880 est aussi bien illustrée par l’évolution des cycles saisonniers qui montre l’accroissement en toute saison de la température. L’année 2018 est jalonnée par les points noirs (fig 4).
Figure 4 : Cycle saisonnier depuis 1880
El Niño
La figure 5 représente l’évolution des indices Niño/Niña depuis 1950 établis sur les anomalies de température de la zone 3.4 du Pacifique équatorial (figure 5 bis).
Figure 5 : Évolution des indices Niño/Niña depuis 1950
Figure 5 bis
Les anomalies positives supérieures à 0,5°C (en jaune) sont des périodes Niño et les anomalies négatives supérieures à 0,5 sont des périodes Niña. L’année 2018 fut une année neutre, ni Niño ni Niña. Les épisodes Niño 1998 et 2016 qui ont beaucoup fait parler d’eux avec des anomalies de 3°C sont bien apparents. La prévision de l’apparition d’un phénomène El Niño important comme celui de 2016 n’a pas encore été réussie. Néanmoins la NOAA publie tous les deux mois un bulletin «El Niño /Southern Oscillation(ENSO) ; Diagnostic discussion». Le synopsis du dernier bulletin du 14 février 2019 annonce que les conditions d’un faible El Niño sont présentes actuellement (fevrier 2019) et devraient se maintenir jusqu’au printemps 2019 (55% de chance).
Le contenu thermique océanique.
L’océan récupère 90% du surplus de chaleur du à l’accroissement de l’effet de serre. Cela se traduit évidemment par des augmentations de température océaniques qui diminuent l’extension et l’épaisseur des banquises arctiques et antarctiques. Une étude parue le 16 janvier 2019 dans Advances in Atmospheric Science fait le point sur le contenu thermique des 2000 premiers mètres de l’ocean. Elle montre que par rapport à la moyenne 1981-2010, l’année 2018 présente l’anomalie de contenu thermique la plus élevée (19,7x1022 joules) depuis l’Année Géophysique Internationale (1957/58) (fig 6) .
Figure 6 : Contenu thermique de l'océan des 2000 premiers mètres de l'océan
Ce niveau d’énergie thermique fait de 2018 l’année océanique la plus chaude jamais enregistrée. Les cinq dernières années sont les cinq années les plus chaudes. Cela confirme que le réchauffement de l’océan se poursuit et même qu’il s’accélère depuis 1990 par comparaison à la période antérieure 1960-80.
Le niveau de la mer
Le niveau moyen de la mer monte toujours à une vitesse moyenne de 3,2 mm/an depuis 1993, date, depuis laquelle avec le satellite altimétrique Topex/Poseidon et ses successeurs Jason 1, 2, 3, on a des mesures en continu. Le niveau de la mer s’est élevé de 90 mm depuis 1993 (fig 7 ).
Figure 7 : Élévation du niveau de la mer
Si la tendance globale est à l'élévation du niveau moyen des océans, il existe des différences régionales marquées, avec même des valeurs négatives (en gris bleu sur la figure 8) variant entre -10 et +10 mm/an. Ces variations ne sont pas stationnaires, mais fluctuent à la fois dans l'espace et le temps. En conséquence, les tendances régionales du niveau moyen des mers observées par altimétrie satellitaire reflètent des tendances temporaires (fig 8).
Figure 8 : Variation géographique de la variation de la vitesse d'élévation du niveau de la mer
La banquise Arctique
La banquise arctique a atteint son extension maximum le 17 mars 2018 avec 14,4 millions de Km2 (fig 9).
Figure 9 : Maximum d'extension de la banquise le 17 mars 2018
C’est la deuxième extension la plus basse depuis 39 ans (fig 10), juste derrière 2017. Ce maximum se situe 1,20 millions de km2 au-dessous de la moyenne des maximums de 1981 à 2010 qui est de 15,64 millions de km2.
Figure 10 : Moyenne mensuelle de l'extension de la glace arctique
Le minimum d’extension fut atteint le 23 septembre (fig 11) avec 4,6 millions de km2.
Figure 11 : Extension de la glace arctique le 23 septembre 2018
C’est le sixième minimum le plus bas à quasi égalité avec 2008 et 2010 (fig 12). C’est une diminution de 10,4% par décennie.
Figure 12 : Moyenne annuelle de l'extension de la glace arctique de septembre 1979 à 2018
L’extension de la glace est un indicateur important de l’évolution du climat, mais l’âge de la glace (depuis l’année où elle s’est formée) qui est corrélée à son épaisseur et donc à sa masse, est sans doute plus significative : moins il y a de glace, plus rapidement elle fond. Sur la fig 13, on voit de 1985 à 2018 l’évolution de la banquise en été avec les âges de la glace qui la constitue .
Figure 13 : Évolution de la banquise de fin d'été depuis 1985
Les glaces de plus de deux ans ont pratiquement disparu. Entre mars 1984 et mars 2018 donc en hiver (fig 14), sur l’ensemble du domaine arctique (fig 14 d), la couverture par la glace pluriannuelle est passée de 61% en 1984 à 34% en 2018. Le rouge (5 ans) et le jaune (4 ans) sont devenus quasiment invisibles en mars 2018.
Figure 14 : Répartition de l'âge de la glace entre la semaine 9 de 1984 et celle de 2018
L’Antarctique
La banquise antarctique a atteint son minimum fin février 2018 (fig 15) avec une surface de 2,3 millions km2, soit 25,4% sous la moyenne 1981-2010.
Figure 15 : Concentration de glace de mer le 28 février 2018
Ce fut la deuxième plus faible extension de la banquise sud après 2017 (fig 16).
Figure 16 : Extension de la glace de mer de l'hémisphère sud. Anomalies de février, 1979 à 2018
L’extension maximum fut atteinte autour du 10 septembre (3,3 % sous la moyenne 1981-2010 (fig 17).
Figure 17 : Extention de la glace de mer, antarctique, le 10 septembre 2018
Ce fut aussi la deuxième plus faible extension de septembre dans l’hémisphère sud (fig 18).
Figure 18 : Extension de la glace de mer dans l'Hémisphère Sud. Anomalies de septembre, 1979 à 2018
Curieusement c’est en septembre 1986 que l’on observa la plus faible extension sur la période considérée. On avait noté dans le bilan 2017 que, contrairement à ce à quoi on pouvait s’attendre, la banquise sud avait eu une tendance à croître dans l’hémisphère austral. En raison de l’accroissement des vents d’ouest autour du continent antarctique, qui augmentant via le transport d’Ekman, le transport vers le nord de la glace et les eaux froides de surface depuis le continent antarctique favorisait la formation de glace. Cette légère augmentation de la banquise en hiver prit fin en 2014, et depuis 2015 l’extension hivernale reprit une diminution croissante ce qui, variabilité climatique oblige, n’exclut pas, comme pour les autres paramètres, des inversions temporaires de tendance.
Les Glaciers continentaux
Les glaciers continentaux sont des indicateurs du changement climatique. Leur fusion a un impact non négligeable sur l’augmentation du niveau de la mer : actuellement elle représente 20% du total annuel. Le World Glacier Monitoring Service (WGMS) de Zurich surveille l’évolution de ces glaciers en s’appuyant sur les observations de 40 glaciers de référence à travers le monde. L’unité choisie pour exprimer la masse fondue est la hauteur d’eau équivalente exprimée en mètres. En 2018 la fusion a correspondu à 0,72 mètre ( fig 19).
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Figure 19 : Changement global annuel de masse des glaciers de référence depuis 1950 en hauteur d’eau équivalente.
L’année record fut 2015 avec la fusion d’une masse de glace équivalente à 1,1 mètre d’eau. Depuis 1988, chaque année il y eut perte de masse et depuis 1950 c’est l’équivalent de 27 mètres d’eau qui ont disparu (fig 20).
Figure 20 : Changement cumulatif global de masse des glaciers de référence en hauteur d’eau équivalente depuis 1950 par rapport à 1976
Le gaz carbonique
Les émissions de gaz carbonique.
Comme en 2009 avec la crise économique de 2008, les émissions de CO2 avaient légèrement diminué en 2016, ce qui avait donné de l’espoir. Diminution sans lendemain : les émissions ont repris leur croissance modérée. On prévoit 37,1 Gt de CO2 en 2018 contre 36,8 en 2017 (fig 21).
Figure 21 : Évolution des émissions de gar carbonique depuis 1990
Le gaz carbonique dans l’atmosphère.
La teneur en CO2 de l’atmosphère ne faiblit pas non plus et poursuit avec constance sa croissance. Sa concentration était de 410,83 ppm en janvier 2019 telle que mesurée à l’observatoire de Mauna Loa depuis l’année géophysique internationale de 1957 (fig 22).
Figure 22 : Teneur en gaz carbonique de l'atmosphère mesurée à l'Observatoire de Mauna Loa
Elle varie au rythme du cycle biologique saisonnier de l’hémisphère nord dont la biosphère, beaucoup plus importante que celle de l'hémisphère sud pèse plus lourd sur les variations saisonnières (fig 23). En janvier 2018, la teneur était de 408 ppm.
Figure 23 : Moyenne mensuelle de la concentration de l'atmosphère en CO2 mesurée à l'observatoire de Mauna Loa
Conclusion.
L’année 2018 fut une année normale dans le contexte d’une évolution climatique que l’émission continue des gaz à effet de serre entretient…
À l’année prochaine.
2/2 Participation du Club des Argonautes au "Grand Débat"
Le Club des Argonautes
Dans le cadre du Grand Débat, le Club des Argonautes a souhaité attirer l'attention sur l'importance du temps long dans les décisions et les actions à entreprendre en faveur de l'environnement et du climat. Il a déposé une contribution sur le site du Grand Débat, qui a été également adressée au Ministre d'Etat de la Transition Ecologique et Solidaire et à la Ministre de l'Enseignement Supérieur, de la Recherche et de l'Innovation.
Climat : de l’urgence et de la nécessité de pérenniser les observations scientifiques et les décisions politiques
Une contribution du Club des Argonautes au Grand Débat – mars 2019
[Depuis avril 2003, le Club des Argonautes rassemble d'anciens chercheurs et ingénieurs ayant fait leur carrière dans des organismes comme l’Institut de Recherche pour le Développement (IRD), l’Institut Français de Recherche pour l’Exploitation de la Mer (IFREMER), Météo France, le Centre National d’Études Spatiales (CNES), le Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), et le Muséum National d’Histoire Naturelle. La complémentarité des parcours de ses membres permet au Club de couvrir le champ scientifique "Océan, Climat, Énergie", ainsi que les relations sur chacun des côtés de ce domaine triangulaire. Qui sommes-nous ?]
Dans le cadre du Grand Débat de nombreux citoyens manifestent des préoccupations aussi diverses que nombreuses. Un certain nombre concerne l’urgence climatique, autrement dit la recherche de solutions suivies d’actions concrètes, y compris réglementaires, visant à réduire sans délai la production de gaz à effet de serre, à stocker le carbone émis en excès pour limiter le réchauffement planétaire et à protéger la qualité et la diversité de nos ressources environnementales. D’autres préoccupations concernent encore la résilience et l’adaptation de la société aux impacts de ces changements climatiques et environnementaux.
Le Club des Argonautes s’associe à ces démarches qui constituent une grande partie de sa raison d’être. Il souhaite toutefois insister sur le fait que toute action dans ce sens – tout particulièrement si elle se traduit par des décisions politiques aux échelons locaux et régionaux, comme nationaux ou européens – ne peut s’inscrire que dans le temps long pour avoir une quelconque efficacité. On parle ici d’actions dont la vocation est de se pérenniser quoiqu’il arrive. Or de telles décisions sont aujourd’hui peu compatibles, soit avec des mécanismes sociétaux qui donnent la priorité au temps très court, soit avec un calendrier politique dont les échéances sont au mieux de quelques années.
Les scientifiques se basent sur des observations multidécennales de paramètres climatiques et environnementaux, voire centennales ou millénaires lorsqu’il s’agit de l’analyse des glaciers ou des calottes profondes, pour quantifier les changements actuels. Soucieuses de cette nécessité, les institutions nationales françaises ont mis en place, à côté d’une dynamique d’action par projets dans un calendrier contraint qui constitue le cadre habituel de financement de la recherche en France et en Europe, des systèmes nationaux d’observation qui disposent de moyens propres et qui doivent être garantis dans la durée. Ce n’est malheureusement pas toujours le cas dans les pays moins riches où la maintenance de dispositifs de long terme rencontre des difficultés.
Il s’agit donc de réfléchir et de proposer de nouveaux outils permettant de garantir la continuité des décisions mises en oeuvre en faveur du climat, indépendamment d’une alternance politique et sociétale dont la fréquence est trop rapide pour être climatiquement efficace. C’est notre responsabilité à tous.
Février 2019
Yves Dandonneau
1/1 Walter Munk, précurseur de l'océanographie moderne, est décédé le 8 février 2019 à l'âge de 101 ans.
Les débuts de Walter Munk
Né en 1917 à Vienne (Autriche-Hongrie), Walter Munk est envoyé en pension à l'age de 15 ans dans une école de l'État de New York. Il décroche une licence en physique au "California Institute of Technology" en 1939, à l'age de 22 ans.
Quelques années plus tard, jeune chercheur en océanographie, il apprend que les Alliés se préparent à débarquer en Afrique du Nord. Il s’inquiète des risques liés aux états de mer et aux conditions défavorables à un accostage...
Après diverses peripéties, la perséverance est récompensée : ses connaissances sur les vagues et les marées sont prises en considération lors de la préparation du débarquement en Normandie ! Une légende nait : un chercheur a participé au choix de la date du 6 juin 1944 !
Quel prélude à la fantastique carrière de Walter Munk !
Une carrière qui couvre autant les aspects théoriques que les applications pratiques, et dans laquelle la qualité des résultats scientifiques le dispute à... leur diversité !
De la propagation du son dans l'océan en vue d'estimer son réchauffement, jusqu'à la prédiction des vagues géantes qu'affectionnent les champions de surf, sans oublier la dissipation de l'énergie des marées et son effet sur la rotation diurne : l'allongement de la durée du jour !
Plusieurs parmi les Argonautes ont eu l'occasion de le rencontrer lors de congrès ou de de réunions de travail. Lors des réunions mensuelles du Club, nous avions très souvent l'occasion de nous rappeler ses résultats et sa personnalité. C'étaient à chaque fois de bons souvenirs, car son enthousiasme communicatif, son élégance, son inventivité, faisaient l'unanimité.
C'est généralement lorsque nous discutions de l'apport de l'altimétrie satellitaire à la connaissance de la circulation océanique à la fin des années soixante dix, un de nos thèmes favoris, que nous évoquions sa contribution aux remarquables progrès des connaissances dans ce domaine : une des difficultés en effet était d'estimer la dissipation de l'énergie des marées, ce que menèrent finalement à bien ses collègues Carl Wunsch et Christian Le Provost. Océanographe, et aussi astronome, Walter Munk s'est lui aussi beaucoup impliqué dans cette recherche. Il avait dès 1966 compris le lien entre celle ci et l'éloignement de la Lune, et le ralentissement de sa rotation et de celle de la Terre, termes que les astrophysiciens connaissent avec une grande précision. Ses travaux sur la propagation et la dissipation des ondes océaniques contribuèrent très significativement à cette réussite. Le contraste entre la voie élégante de l'astrophysique et la difficulté de l'approche par observations et modèles illustre bien l'étendue de ses compétences.
Étant donné son domaine de recherches - la production primaire marine et le cycle du carbone – l'un de nous aurait pu ne jamais rencontrer Walter Munk ; Il a cependant eu cette chance en 1988, au cours d'une réunion qui avait pour thème les interactions physique- biologie dans l'océan. Dans son discours d'ouverture, Walter Munk avait opposé de manière provocatrice le suréchantillonnage à l'intelligence. Il y avait abondance d'exemples qui mettaient en évidence les connaissances récentes permises par les appareils capables d'enregistrer en continu les propriétés de l'océan, ou de l'observer dans sa globalité depuis l'espace. Et dans bien des cas, les séries d'observations ainsi acquises révélaient des pans entiers de connaissances nouvelles, ignorées jusqu'alors par les constructions intelligentes qui guidaient les progrès de l'océanographie. Alors, inutile, l'intelligence ? À l'écouter, c'est bien le contraire qu'on ressentait.
On parlait alors beaucoup de tomographie acoustique : sachant que la vitesse de propagation du son dans l'eau dépend de la température, il s'agissait de disposer dans l'océan en divers endroits et diverses profondeurs des sources sonores et des microphones, afin de déduire la structure thermique de l'océan à partir des durées de propagation du son et de calculs compliqués. C'était complexe, et difficile à mettre en œuvre, et tout ceci pour un résultat éphémère puisque l'océan change en permanence. Quel contraste avec l'étonnant projet imaginé par Walter Munk : avec une seule source sonore, placée près de Heard Island dans l'Océan Antarctique, d'où le son peut se propager librement vers les trois grands océans Atlantique, Indien et Pacifique, et avec des microphones disposés au nord de ces océans, il s'agissait rien de moins que d'estimer le volume de la couche d'eau chaude océanique. L'immensité de la zone couverte permettait de s'affranchir de la variabilité à moyenne échelle de la circulation océanique. En répétant l'expérience, il était possible d'estimer la vitesse du réchauffement climatique en cours. Bien sûr, il fallait une forte émission sonore, une énorme explosion. Et la faune locale en aurait pâti. Le projet ne se fit donc pas. Mais quelle belle idée.
Walter Munk s'est intéressé à beaucoup d'aspects de l'océanographie. On peut citer son travail sur les vagues de surface qui est à la base de la scatterometrie, qui permet d'estimer par satellite la vitesse du vent.
Début juin 1944, il fut celui qui indiqua au général Eisenhower que l'état de la mer le 6 juin offrirait des conditions acceptables pour le débarquement ! Encouragé par son épouse Judith dont l'activité était centrée sur l'art, il étudia les marées et leur effet sur Venise.
Brillant et communicatif dans ses activités scientifiques nombreuses et variées, il n'apparaissait cependant pas comme un bourreau de travail, et ces qualités se prolongeaient dans sa vie privée. Ceux qui ont connu son épouse se souviennent à quel point il était dévoué pour l'aider dans son handicap, sans jamais se départir de sa bonne humeur : un prince de la renaissance disait-on parfois de lui.
A lire :
Scripps institution of Oceanography
The Evolution of Physical Oceanography in the Last Hundred Years. Walter Munk. Opening ceremony of the Lisbon 1998 EXPO.
Discours de W.Munk lors de la remise du prix Inamori.
Voir aussi les publications du site :
Qu'en est-il de la dissipation de l'énergie des marées?
Prix Christian Le Provost - Vagues et système terre du vent aux microséismes en passant par la dynamique littorale : géophysique et applications - Fabrice Ardhuin (voir en particulier l'histoire de la prévision des vagues à partir de la diapositive 17)