CHANGEMENT CLIMATIQUE

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Médias de l’article

Nuages et effet de serre

Nuages et effet de serre
Crédits : Y. Gautier

photographie

Le réchauffement climatique de la Terre

Le réchauffement climatique de la Terre
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Croissances observées et prévues de la teneur en gaz carbonique et en méthane de l'atmosphère

Croissances observées et prévues de la teneur en gaz carbonique et en méthane de l'atmosphère
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Océan Arctique

Océan Arctique
Crédits : NASA

photographie

Afficher les 8 médias de l'article


Le climat s'est réchauffé depuis 1900, et il est certain qu'il changera encore plus au cours du xxie siècle. Le réchauffement planétaire en cours, dû en grande partie au renforcement anthropique de l'effet de serre, se poursuivra. Il va vraisemblablement s'accélérer pendant quelques décennies encore, même si une forte réduction des émissions de gaz à effet de serre, en particulier du gaz carbonique (dioxyde de carbone, CO2) et du méthane (CH4), devrait être réelle et rapide. Ce changement climatique n'affecte pas toutes les régions du globe de la même manière. Le réchauffement touche davantage les continents que les océans, ou les latitudes moyennes (dont l'Europe) et l'Arctique que les tropiques. Cependant, pour chaque région, à chaque saison, plus que l'augmentation de la température, ce sont les perturbations du cycle de l'eau et les modifications des risques d'événements météorologiques extrêmes qui sont le plus à craindre ; elles peuvent avoir des conséquences significatives pour la biosphère et pour les sociétés humaines. En outre, la possibilité d'une mutation radicale et profonde du système climatique ne peut être totalement exclue.

Depuis le début de l'ère industrielle, les activités humaines transforment de plus en plus vite l'atmosphère du globe entier. Pour les décennies et les siècles à venir, au cours de cette période « anthropocène » qui succède à l'Holocène, le changement climatique pourrait se révéler catastrophique pour certains éléments de la biosphère, notamment ceux qui ont déjà eu du mal à s'adapter à la sortie du Pléistocène, il y a environ 10 000 ans. Dans quelques dizaines de millénaires, les variations de l'orbite et de l'axe de rotation de la Terre auront vraisemblablement fait revenir les glaces sur une bonne partie de l'Europe et de l'Amérique du Nord. Mais d'ici là, les générations des xxie et xxiie siècles, au moins, auront à faire face à un changement climatique majeur dû en grande partie à nos activités humaines.

De la stabilité climatique au réchauffement planétaire

photographie : Nuages et effet de serre

Nuages et effet de serre

Les nuages sont parmi les indicateurs les plus visibles de la prévision météorologique. Ils sont essentiellement constitués de vapeur d'eau, qui est le principal gaz à effet de serre. En cela, les nuages interviennent dans la météorologie à long terme : la climatologie.  Vu d'avion, on... 

Afficher

La civilisation, fondée sur l'agriculture, dépend de la stabilité du climat. Depuis huit mille ans, malgré ses fluctuations, le climat montre une constance relative traduisant un état stable, globalement proche de l'équilibre. L'ensemble continents-océans-atmosphère renvoie vers l'espace, sous forme de rayonnement infrarouge, un flux d'énergie égal au flux de rayonnement solaire incident sur la planète et transformé partiellement en chaleur. La température à la surface de la Terre dépend non seulement de la position relative de la Terre et du Soleil, et de la luminosité de ce dernier, mais aussi de la distribution de l'énergie d'origine solaire sur le globe et dans ses différentes couches gazeuses, liquides ou solides. Cette distribution dépend de l'albédo (réflectance planétaire, qui détermine quelle fraction du rayonnement solaire incident est réfléchie ou diffusée vers l'espace, donc non convertie en chaleur dans le système). Cet « effet parasol » dépend notamment de la couverture nuageuse. Mais la température de surface du globe dépend aussi de l'opacité partielle de l'atmosphère au rayonnement infrarouge – « l'effet de serre », principalement dû à la vapeur d'eau et aux nuages, au gaz carbonique et à d'autres gaz à molécules polyatomiques en quantité moindre.

Des paramètres planétaires du climat

Discourir sur un réchauffement planétaire présuppose que l'on peut définir une température moyenne, paramètre de l'état climatique de la planète, et la déterminer à partir de mesures essentiellement locales. En considérant les bilans radiatifs planétaires et en comparant la Terre aux autres planètes telluriques (à surface solide) du système solaire, la température moyenne à la surface dépend de trois facteurs. En premier lieu, il y a l'irradiance solaire moyenne sur le globe à la distance moyenne de la planète au Soleil, proche de 342 Wm—2 après division par 4 pour tenir compte du fait que la Terre est ronde. Avec le deuxième facteur, l'albédo planétaire, mesuré à partir des satellites et proche de 0,30, nous savons que le flux d'énergie solaire effectivement converti en chaleur vaut à peu près 240 Wm—2. Mais pour comprendre la température moyenne à la surface, il faut tenir compte du troisième facteur, le facteur « effet de serre ». Pour rester en équilibre, le système Terre-atmosphère doit se débarrasser des 240 Wm—2 d'origine solaire, et il ne peut le faire que sous forme de rayonnement infrarouge vers l'espace. Pour un « corps noir » ou radiateur parfait, il suffirait d'une température de 255 K (— 18 0C). Or, du fait que l'atmosphère absorbe aux longueurs d'onde de l'infrarouge, les températures à la surface de la planète sont plus élevées. En réalité, la température moyenne à la surface du globe est proche de + 15 0C, et le flux moyen de rayonnement infrarouge de la surface vers le haut est proche de 390 Wm—2. Certains parlent donc d'un effet de serre naturel de + 33 0C. Cependant, le physicien du climat préfère raisonner en termes de flux d'énergie. On définit donc le facteur « effet de serre » par le rapport du flux de rayonnement infrarouge piégé par l'atmosphère (390 — 240 = 150) Wm—2 au flux de rayonnement infrarouge (390 Wm—2) émis vers le haut par la surface. Ce facteur, nul pour un corps sans atmosphère comme la Lune, égal à 0,39 pour la Terre, s'approche de 1 pour Vénus, qui présente une atmosphère quasi opaque aux longueurs d'onde de l'infrarouge. Entre aussi en jeu la production moyenne d'énergie à l'intérieur et à la surface de la planète, mais, pour la Terre, celle-ci (0,1 Wm—2) peut être négligée par rapport au flux solaire transformé en chaleur (240 Wm—2).

La stabilité relative du climat depuis environ 8 000 ans implique une quasi-constance de ces facteurs de contrôle, à moins de compensations peu vraisemblables de leurs variations. Depuis les années 1970, grâce aux instruments embarqués sur des satellites artificiels, on a pu mesurer l'irradiance solaire sur tout le spectre, et on sait que cette irradiance solaire totale (1 367 Wm—2) a une variation très faible de seulement 0,1 p. 100 avec le cycle de 11 ans de l'activité solaire). Les mesures prises depuis les satellites donnent l'albédo terrestre (proche de 0,30) avec une variation interannuelle et interdécennale faible. On sait en revanche que, depuis un siècle, les émissions anthropiques de CO2, de CH4 et d'autres gaz à effet de serre (G.E.S.) ont entraîné des augmentations de leurs concentrations atmosphériques dépassant très nettement les variations naturelles des derniers 800 000 ans au moins. Il en résulte un renforcement significatif de l'effet de serre naturel (plus de 1 p. 100) depuis le début de l'ère industrielle.

Mesurer le réchauffement

Comment déterminer la température moyenne à la surface du globe ? L'établissement de véritables réseaux de stations météorologiques ne commence que vers 1860. Plus que la technologie des mesures elle-même, ce sont les défauts de la couverture géographique et de la représentativité des mesures qui rendent problématique la détermination d'une température moyenne. La répartition non uniforme des stations météorologiques sur les continents a changé avec le temps. La croissance des villes conduit à l'apparition d'îlots de chaleur urbains qui peuvent fausser les moyennes ; il faut donc intégrer dans les calculs ce nouveau paramètre (par exemple, on observe une différence croissante des températures entre Paris et Rambouillet). Quant aux mesures des températures à la surface de la mer, réparties surtout le long des voies de commerce maritimes, il faut là aussi tenir compte de l'évolution des méthodes de mesure avec la fin de la marine à voile et pondérer le fait que les personnels de navigation, préférant éviter les tempêtes, introduisent un « biais de beau temps » dans leurs relevés. Les climatologues statisticiens savent corriger ces biais.

graphique : Le réchauffement climatique de la Terre

Le réchauffement climatique de la Terre

Cette courbe montre, pour la période 1880-2010, les anomalies de la température de l'air à la surface, moyennée sur le globe, par rapport à la température moyenne pendant la période de référence (1951-1980). On remarquera que de fortes fluctuations interannuelles apparaissent encore,... 

Afficher

La réalité du réchauffement depuis 1860 ne fait aucun doute, mais la courbe des températures ne suit pas une ascension régulière (fig. 1). Au réchauffement marqué (+ 0,4 0C) entre 1910 et 1940 succède une pause jusqu'à 1975 et ensuite une montée rapide de 0,4 0C depuis 1975. Superposées à cette courbe, on voit des fluctuations plus ou moins fortes au fil des années, surtout des pointes de chaleur pendant les événements E.N.S.O. (El Niño Southern Oscillation) les plus marqués (1982-1983 et 1997-1998). La température moyenne de l'année 2005, année sans El Niño, a presque atteint (voire dépassé, selon les chercheurs de l'Institut Goddard de la N.A.S.A.) le record de 1998, et ce record a de toute façon été battu en 2010. Se fondant sur le maximum de 1998, le discours de déni des soi-disant sceptiques voudrait faire croire que le réchauffement planétaire s'est arrêté. Il n'en est rien. Depuis 1997, les températures moyennes dépassent chaque année le niveau maximal atteint au cours des quatre siècles précédents. La décennie 2000-2009 a été la plus chaude mesurée. De plus, même si l'interprétation en est parfois délicate, divers indices (appelés « proxies » par les scientifiques) permettent de remonter plus loin dans le passé. À partir de ces proxies, on montre que le réchauffement récent se démarque nettement par son ampleur, sa rapidité et son étendue géographique des précédentes fluctuations climatiques (optimum médiéval, « petit âge glaciaire ») des deux derniers millénaires.

Le poids croissant des activités humaines

Renforcement anthropique de l'effet de serre

Avec la croissance de la population humaine et de ses activités économiques, une véritable mutation de l'environnement s'opère à l'échelle mondiale. L'exploitation intensive des gisements de combustibles fossiles, l'extension et l'« industrialisation » de l'agriculture et de l'élevage entraînent de fortes émissions de gaz carbonique et de méthane. Depuis 1975, il est clair que les émissions croissantes de ces gaz augmentent la quantité de ceux-ci dans toute l'atmosphère de la planète. Les mesures montrent que la concentration de CO2, d'environ 270 parties par million (ppm) par unité de volume avant l'ère industrielle, atteint 290 ppm en 1900, 315 ppm en 1957, 335 ppm en 1975, 389 ppm en 2010. Près de la moitié du CO2 émis s'accumule dans l'atmosphère ; l'évolution de la composition isotopique du CO2 atmosphérique confirme que la cause de l'augmentation est l'exploitation du carbone fossile. Parmi les autres G.E.S., la teneur en CH4 a plus que doublé. Cela résulte principalement de l'extension de la riziculture et de l'élevage. De l'analyse de la composition de bulles d'air piégées depuis des dizaines et des centaines de millénaires dans les glaces de l'Antarctique et du Groenland, les chercheurs ont observé que les concentrations atmosphériques de CO2 et de CH4 ont accompagné les alternances paléoclimatiques, diminuant pendant les périodes glaciaires, augmentant lors des périodes interglaciaires. Il ne s'agit pas d'une simple relation de cause à effet ; dans certains cas, le changement climatique précède le changement de composition atmosphérique. Le rythme de ces alternances climatiques est donné par les variations de l'orbite de la Terre et de son axe de rotation. En effet, ces variations astronomiques (dites de Milankovitch) modifient la répartition de l'insolation avec la latitude et la saison. Mais les changements du climat qui en résultent affectent nécessairement les océans et la biosphère et modifient les échanges entre G.E.S. et atmosphère, d'où des rétroactions sur l'amplitude de ces alternances climatiques.

dessin : Croissances observées et prévues de la teneur en gaz carbonique et en méthane de l'atmosphère

Croissances observées et prévues de la teneur en gaz carbonique et en méthane de l'atmosphère

Croissances historiques observées (de 1861 à 1998) et prévues (jusqu'en 2100) de la teneur en gaz carbonique (CO2) et en méthane (CH4). Les unités de l'ordonnée sont en ppm (parties par million) pour le gaz carbonique et en ppb (parties par milliard) pour le méthane. 

Afficher

Depuis 1958 cependant, les concentrations de CO2 et de certains autres gaz à effet de serre dépassent nettement les maxima atteints depuis au moins 800 000 ans, déterminés à partir de l'air piégé dans les glaces. En plus du CO2 et du CH4, il faut compter parmi les gaz à effet de serre anthropiques le protoxyde d'azote (N2O), lié à l'emploi d'engrais chimiques, et les chlorofluorocarbures (CFC), d'origine entièrement industrielle. Les CFC émis depuis 1950 perdureront encore pendant quelques décennies, bien que l'on ait arrêté leur production depuis 1990 afin de conjurer la menace de destruction de l'ozone stratosphérique. Si ces autres gaz sont en taux très inférieurs au CO2 et au CH4, leur « pouvoir effet de serre » par tonne est cependant bien plus intense. Aucun doute n'est donc permis sur le caractère anthropique du renforcement de l'effet de serre.

Et la vapeur d'eau ? Le H2O à l'état gazeux est indubitablement le premier gaz à effet de serre, avec des bandes d'absorption s'étendant sur une grande partie du spectre infrarouge thermique (de 4 à 100 μm de longueur d'onde). Contrairement à ce que voudraient nous faire croire certains sceptiques, cela est bien pris en compte dans tous les modèles du climat. Laissant de côté les discours faits en toute mauvaise foi, il y a là un problème de communication, de langage, avec une confusion fréquente entre l'effet de serre et le renforcement de celui-ci. Si l'on évalue l'effet de serre par la différence entre le flux de rayonnement infrarouge émis vers le haut par la surface (390 Wm—2 en moyenne sur le globe), et celui qui s'échappe vers l'espace (240 Wm—2), la vapeur d'eau rend compte d'environ 90 de ces 150 Wm—2, les nuages (collections de gouttelettes d'eau liquide et de cristaux de glace) d'environ 30, le CO2 d'environ 30. Or les activités humaines entraînent certainement des émissions de vapeur d'eau. En oxydant des hydrocarbures extraits du sous-sol, on produit des molécules H2O aussi bien que des molécules de CO2 (par exemple, pour le gaz naturel ou méthane : CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O). Mais ces flux nouveaux vers l'atmosphère de molécules H2O produites en brûlant des carburants fossiles restent parfaitement négligeables comparés aux flux naturels ; le temps de résidence d'une molécule H2O dans l'atmosphère est de l'ordre de huit jours. Par comparaison, une molécule CO2 réside des décennies voire des siècles dans l'atmosphère, et même le méthane, qui s'oxyde, a un temps de résidence atmosphérique de l'ordre de la décennie. Alors que la concentration atmosphérique de molécules H2O (l'humidité) varie énormément selon le lieu et la date, les G.E.S. à temps de résidence atmosphérique assez long sont bien mélangés dans l'atmosphère. À l'échelle du globe, on peut parfaitement négliger les émissions anthropiques de molécules H2O. En revanche, une atmosphère plus chaude peut contenir davantage de vapeur d'eau, une rétroaction positive puisque cela renforce encore plus l'effet de serre. Une atmosphère plus froide – comme celle des périodes glaciaires – en contient moins – là encore une rétroaction positive renforçant dans ce cas le refroidissement. Toutefois, on ne peut déterminer directement l'humidité atmosphérique du passé par l'analyse des bulles d'air piégées dans les glaces. Mais l'analyse des mesures obtenues à partir de satellites météorologiques depuis 1978 montre bien que l'humidité atmosphérique a réellement augmenté avec le réchauffement.

Le consensus scientifique sur le risque de réchauffement ne date que de la fin des années 1970. Auparavant, tout en reconnaissant l'influence croissante des émissions de CO2, les scientifiques envisageaient autant un refroidissement par renforcement de l'effet « parasol » (la réflexion du rayonnement solaire) par des aérosols anthropiques (particules liées à la pollution) qu'un réchauffement par renforcement de l'effet de serre, sans exclure par ailleurs le rôle des variations cycliques de la luminosité solaire. Depuis 1975, l'accroissement continu du taux de CO2 atmosphérique, l'affinement des modèles montrant la sensibilité du climat à cet accroissement, et l'observation de la constance solaire, d'une part, du réchauffement planétaire, d'autre part, ont conduit à l'établissement du consensus scientifique actuel. Depuis 1990, la grande majorité des scientifiques travaillant sur ces questions estiment que le réchauffement observé depuis 1900 résulte en grande partie du renforcement anthropique de l'effet de serre, même si d'autres facteurs anthropiques (émission d'aérosols, utilisation des sols) et naturels (éruptions volcaniques, faibles fluctuations solaires) ont pu jouer un rôle non négligeable. Avec la constitution du Groupe intergouvernemental d'experts sur l'évolution des climats (G.I.E.C.) en 1988, la prise en compte du risque climatique occupe régulièrement la scène diplomatique internationale, de Rio de Janeiro (1992), Paris, Bruxelles, Bangkok à Copenhague (2009), Cancún (2010) et Durban en 2011.

Les modèles climatiques

Sur quels modèles les scientifiques fondent-ils leurs conclusions ? Certes, la température moyenne à la surface du globe, paramètre de l'état climatique, dépend des facteurs globaux que sont l'irradiance solaire, l'albédo planétaire (le facteur « parasol »), et le facteur « effet de serre ». En fait, bien que cette paramétrisation (modèle à dimension zéro) soit instructive, les simulations modernes du fonctionnement de l'ensemble continents-océans-atmosphère se font sur ordinateur avec des modèles à trois dimensions de l'évolution dans le temps de ce système climatique. Dans ces modèles de circulation générale, on applique les lois de la physique à une représentation plus ou moins schématisée de la complexité du monde réel, typiquement avec une maille horizontale de quelques dizaines à quelques centaines de kilomètres pour les continents, et plusieurs dizaines de couches d'épaisseur variable dans l'atmosphère et les océans.

Essentiellement, ce sont les mêmes modèles de circulation générale que les services météorologiques utilisent pour la prévision numérique du temps, parfois avec une maille plus fine, mais sans couplage avec l'océan profond. Mais pour les prévisions météorologiques, on sait que les phénomènes du chaos rendent les prévisions aléatoires dans un délai maximum de deux semaines ; on rappelle les modèles à la réalité changeante en injectant régulièrement (« assimilant » dans le jargon) les dernières observations, au moins deux fois par jour.

Pour le climat, il s'agit non pas de prévoir le temps d'un lieu heure par heure, jour par jour, mais plutôt d'estimer comment les propriétés statistiques du temps peuvent évoluer, décennie après décennie. Il s'agit seulement des moyennes mensuelles régionales des températures, précipitations, vents... mais aussi de leur variabilité. On cherche notamment à voir comment vont évoluer l'intensité et la fréquence des événements météorologiques extrêmes. Pour utiliser les modèles de circulation générale dans l'étude de l'évolution du climat, il faut être sûr de conserver l'énergie et l'eau dans les calculs. Le couplage avec l'océan est essentiel.

On inclut dans les calculs, en plus du renforcement de l'effet de serre par le CO2 et les autres gaz ajoutés, les effets directs et indirects des aérosols (particules solides et liquides en suspension dans l'atmosphère) résultant de la pollution. Dans les modèles les plus récents, on essaie aussi de tenir compte correctement des transports tridimensionnels de chaleur dans les océans. On reproduit ainsi, bien mieux qu'avec le seul renforcement de l'effet de serre, les traits généraux de la répartition géographique des changements de température depuis 1900. Toutefois, des incertitudes subsistent sur les propriétés optiques des différents types d'aérosols, naturels comme anthropiques. En outre, on apprécie encore mal la « variabilité interne » du système, c'est-à-dire l'amplitude possible des variations « non forcées », sans cause externe. Parmi de telles variations, il y a celles des échanges de chaleur entre l'atmosphère et les couches superficielles et profondes des océans. Des mesures aux surfaces des terres et des mers se font depuis des siècles, des mesures en altitude dans l'atmosphère depuis moins de cent ans ; la couverture véritablement globale par les satellites depuis moins de cinquante ans. Quant aux mesures en grande profondeur dans les océans, la base observationnelle est encore plus courte : au mieux, un quart de siècle. C'est autour de ces questions qu'il y a de véritables débats scientifiques.

Tout en reconnaissant la réalité et l'importance de ces incertitudes, on pense cependant expliquer le réchauffement entre 1910 et 1940, sans retenir nécessairement l'hypothèse d'une variation énergétique solaire. Ce réchauffement serait apparu grâce à la faiblesse de l'activité volcanique de cette époque. La pause dans le réchauffement entre 1950 et 1970 correspondrait en partie à la reprise de l'activité volcanique et à la croissance rapide des industries polluantes, sources d'aérosols (le « volcan humain »), masquant le réchauffement. Mais à partir des années 1970, le renforcement croissant de l'effet de serre par les émissions croissantes de CO2 et d'autres G.E.S. prend le dessus. Avec les facteurs anthropiques, les modèles présentent une concordance acceptable avec l'évolution climatique mesurée depuis 1900. En revanche, sans les facteurs anthropiques, en ne tenant compte que des forçages naturels – les effets estimés des éruptions volcaniques et d'éventuelles variations solaires –, la concordance est franchement mauvaise.

La carte des changements climatiques dépend des perturbations causées par les activités humaines, auxquelles s'ajoutent les variations naturelles, principalement celles de courte durée (quelques mois à deux ans) dues aux aérosols d'origine volcanique dans la stratosphère. Dans les simulations récentes, on tient compte aussi de la structure géographique des modifications de l'albédo par les aérosols anthropiques. En effet, dans la troposphère (la basse atmosphère où nous vivons), le lessivage par les précipitations limite le temps de résidence des aérosols à quelques jours aux latitudes moyennes, aux quelques mois de la saison sèche dans les zones tropicales. Les effets des aérosols anthropiques agissent donc surtout dans les régions jusqu'à quelques milliers de kilomètres sous le vent des centres d'émission en Eurasie et en Amérique du Nord, plus loin dans le cas du « nuage brun asiatique » sur l'océan Indien. Toutefois, les émissions anthropiques de gaz à effet de serre entraînent des modifications à l'échelle mondiale des concentrations atmosphériques de ces gaz, indépendantes de la carte des émissions.

Désormais, les forçages anthropiques prédominent. Les mesures, ainsi que des calculs physiques très fiables, montrent que le renforcement anthropique de l'effet de serre dépasse le forçage négatif temporaire par les aérosols volcaniques et ceux des aérosols anthropiques ; et ce forçage croissant est déjà dix fois plus fort que le forçage fluctuant des variations solaires. C'est seulement en tenant compte des forçages anthropiques que l'on explique les aspects multiples des changements climatiques observés. Par une simulation du réchauffement planétaire observé depuis 1900, les modèles donnent aussi une bonne concordance géographique, continent par continent, et ils reproduisent bien la structure verticale du réchauffement. En effet, si le rayonnement infrarouge piégé par l'effet de serre renforcé réchauffe la surface et les basses couches de l'atmosphère (troposphère), le rayonnement renforcé vers l'espace refroidit les couches élevées (stratosphère). Cette variation verticale est confirmée par les observations faites depuis 1978 avec les satellites météorologiques américains de la famille Tiros. Lorsqu'on tient compte correctement de ce refroidissement des couches stratosphériques (12-50 km d'altitude), et des heures de passage des satellites, on trouve que les basses couches troposphériques se réchauffent autant que la surface, conformément aux prédictions des modèles.

Enfin, les observations océanographiques accumulées depuis 1993 montrent que le réchauffement par intensification de l'effet de serre a pénétré les océans jusqu'à 3 000 mètres de profondeur, en conformité avec les calculs des modèles couplés océan-atmosphère. Cela implique d'ailleurs que, même si l'on parvenait à stabiliser rapidement la composition atmosphérique, la chaleur accumulée dans les couches océaniques entraînerait une poursuite du réchauffement pour quelques décennies encore. D'autres mesures suggèrent aussi un début de pénétration du réchauffement dans le sous-sol continental.

Le rôle de l'eau

On ne saurait réduire le changement climatique par intensification de l'effet de serre à un simple réchauffement. Tout changement climatique, quelle que soit sa cause, implique nécessairement le cycle de l'eau, c'est-à-dire ce qui se passe dans l'atmosphère (évaporation, formation de nuages, précipitations), au sol (précipitations, infiltration, ruissellement, évaporation), et dans les océans (précipitations, apports fluviaux, évaporation), en tenant compte de la formation et de la fonte des glaces sur les surfaces continentales et océaniques, des modifications de la salinité des océans, et de la salification des terres. La sensibilité du climat au CO2 ajouté (et plus généralement à tout forçage naturel ou anthropique) dépend de façon critique des « rétroactions » du cycle de l'eau. L'air peut contenir davantage de vapeur d'eau lorsqu'il est plus chaud, il ne peut pas en contenir autant quand il est plus froid. Or l'atmosphère s'humidifie effectivement avec le réchauffement. Ce processus renforce l'effet de serre, puisque la vapeur d'eau en est le principal acteur, et amplifie donc le réchauffement. L'observation et la théorie confirment que cette « rétroaction vapeur d'eau » est bien positive. Les variations corrélées de la température et de l'humidité au cours de la pause dans le réchauffement qui a suivi l'éruption du mont Pinatubo en 1991, tout comme les mesures par satellite de l'humidification progressive de la haute troposphère depuis 1978, permettent de mieux cerner l'importance de cette amplification.

La perturbation de la partie atmosphérique du cycle de l'eau modifie nécessairement la formation des nuages et des précipitations. Des précipitations dépend l'eau douce liquide qui permet la vie sur les terres émergées. Des nuages, dépend l'albédo planétaire ; globalement, leur contribution à l'effet parasol (50 Wm—2) domine. Mais les nuages contribuent également à l'effet de serre (globalement 30 Wm—2) en piégeant le rayonnement infrarouge montant de la surface. Cependant, ces contributions varient fortement en fonction des types de nuages. Les nuages au-dessus de surfaces sombres bien éclairées contribuent fortement à l'effet parasol, mais les nuages bas émettent presque autant d'infrarouge vers le haut que la surface, d'où une contribution très faible à l'effet de serre global. En revanche, les nuages élevés, surtout s'ils sont épais, émettent peu d'infrarouge vers l'espace et contribuent fortement à l'effet de serre, et cela de nuit comme de jour.

Comment calculer ce qui change dans les propriétés de la couverture nuageuse avec le réchauffement ? Les transformations de l'eau en états gazeux, solide et liquide se déroulent à des échelles souvent microscopiques, difficiles à représenter correctement dans les modèles à l'échelle planétaire. Il en résulte une forte incertitude sur la sensibilité du climat. En effet, selon la localisation, l'altitude, et les variations saisonnières et diurnes des nuages, ces perturbations de la partie atmosphérique du cycle de l'eau peuvent soit renforcer, soit affaiblir leur albédo tout comme leur effet de serre. L'incertitude critique semble résider dans la réponse des nuages bas au-dessus des océans des tropiques. Ces nuages contribuent fortement à l'effet parasol et très peu à l'effet de serre, mais on ne sait pas encore s'ils vont devenir plus ou moins étendus et épais avec le réchauffement, donc si leur variation va constituer une rétroaction positive (amplification) ou négative (modération) du changement.

photographie : Océan Arctique

Océan Arctique

Avec le réchauffement climatique, les glaces de l'océan Arctique ne cessent de diminuer en épaisseur et en étendue, comme ici, en fin d'été, entre 1979 et 2003. La plupart des simulations laissent prévoir une disparition quasi totale des glaces de l'Arctique au cours des étés à partir... 

Afficher

Autreprocessus important : la rétroaction « glaces-albédo ». La présence de glace augmente très fortement l'albédo de la surface de la mer, tout comme celle de glace ou de neige augmente l'albédo de surfaces émergées. De manière générale, l'étendue des surfaces océaniques ou continentales couvertes par cette eau à l'état solide diminue avec le réchauffement – soit une rétroaction positive, dépendant toutefois des modifications de la couverture nuageuse et de la variation saisonnière. On observe déjà une réduction importante de l'étendue et de l'épaisseur de la glace dans l'océan Arctique au cours des étés, réduisant l'albédo et constituant effectivement un facteur d'amplification du réchauffement. De même, certaines parties de la banquise, aussi bien au Nord (Canada, Groenland) qu'au Sud (Antarctique), commencent à se désintégrer, là aussi réduisant l'albédo. En outre, le raccourcissement de la persistance printanière de la couverture neigeuse, et la tendance à remplacer la toundra par la taïga, phénomènes constatés dans le nord de l'Alaska, tendent aussi à réduire l'albédo. Une étude, datée de 2010, de plusieurs indices indirects du climat de la zone subarctique montre l'importance du réchauffement depuis un siècle, après près de deux millénaires de refroidissement lent commandé par la réduction astronomique de l'insolation d'été.

photographie : Manchot papou

Manchot papou

Avec leur toupet blanc cernant la tête, leurs pieds orange, les manchots papous sont facilement reconnaissables. Cette espèce peut survivre dans l'eau alors que son cousin, le manchot d'Adélie, a besoin de la banquise pour se reposer. Le manchot papou vit pourtant habituellement en zone... 

Afficher

On observe ainsi déjà des modifications du cycle de l'eau avec le réchauffement, mais les flux d'eau, et a fortiori leurs modifications, comportent de fortes variations géographiques et saisonnières. Or si l'eau atmosphérique ne représente que la cent millième partie de l'eau des océans, les flux d'eau entre l'atmosphère et les sols jouent un rôle vital. Quant à l'eau douce à l'état solide, elle a beaucoup varié avec les alternances glaciaires – interglaciaires, entraînant des variations du niveau de la mer de plus d'une centaine de mètres et par là des variations dans la surface de terres émergées. Aujourd'hui, la montée du niveau de la mer reste plus lente que lors de la dernière déglaciation (130 m en quelques millénaires), mais elle est déjà nettement plus forte qu'au xixe siècle. Après être monté de 17 centimètres au xxe siècle, le niveau de la mer monte aujourd'hui de plus de 3 centimètres par décennie. La moitié environ de cette montée résulte de la dilatation thermique des couches océaniques réchauffées, le reste surtout de la fonte de glaces du Groenland et de l'Antarctique (moins toute nouvelle accumulation de neige). Les modifications dans la quantité d'eau sous les surfaces émergées restent encore mal déterminées.

D'autres incertitudes surgissent à l'interface entre atmosphère et océans. Les variations récentes de la température moyenne à la surface du globe correspondent en partie à des fluctuations interannuelles (l'alternance El Niño-La Niña) et interdécennales (notamment l'oscillation de l'Atlantique nord et l'oscillation Arctique). Cela ne veut pas dire que la tendance récente au réchauffement n'est qu'une phase d'une oscillation devant prochainement s'inverser, mais de telles oscillations peuvent soit exagérer, soit masquer partiellement la tendance à long terme. Certains chercheurs estiment par ailleurs que le réchauffement se manifestera en partie en augmentant l'amplitude ou la fréquence de ces oscillations naturelles.

Une autre incertitude découle des effets du changement climatique sur la salinité des océans. Avec la fonte des glaces, qu'il s'agisse des glaces de mer (Arctique, océan Austral) ou des calottes glaciaires (inlandsis) du Groenland et de l'Antarctique, la salinité des eaux de surface diminue. Les augmentations des précipitations aux hautes latitudes ont le même effet. Cette diminution de salinité peut réduire suffisamment la densité des eaux de surface pour bloquer la coulée des eaux très froides et très salées, donc plus denses. Or, dans les mers du Groenland et de Norvège, ce phénomène de formation des eaux profondes, appelé aussi convection thermohaline, faisant un « appel » d'eaux moins froides venant en surface du sud de l'Atlantique, joue le rôle moteur dans le « grand convoyeur océanique de chaleur ». Cette circulation tridimensionnelle contribue de manière importante au transport de chaleur vers l'Europe du Nord, où elle permet le maintien d'un climat autrement plus doux que celui du Labrador à la même latitude. Un « blocage » pourrait se mettre en place très rapidement (en quelques années). Le spectre d'un refroidissement brutal, affectant surtout l'Europe, est un aspect paradoxal d'un réchauffement global. De nombreux indices révèlent de tels événements dans le passé, notamment avec l'instauration du « Dryas récent » au cours de la sortie du dernier maximum glaciaire, et lors d'un refroidissement brutal il y a 8 200 ans. En 2005, on a cru détecter un ralentissement de la circulation tridimensionnelle de l'Atlantique, mais cette identification reste controversée, car on ne dispose pas d'une longue série de mesures du fonctionnement passé de cette circulation. Selon les calculs, un tel événement ne devrait pas se produire prochainement, le risque ne devenant significatif que si le réchauffement planétaire dépasse 5 0C. Mais saura-t-on éviter un tel réchauffement ?

Le changement climatique du xxie siècle

Il reste donc de nombreuses incertitudes concernant l'ampleur de la réponse physique du système climatique à la modification de la composition de l'atmosphère par les émissions anthropiques de gaz à effet de serre, d'aérosols et de gaz précurseurs d'aérosols. Quelles seront ces émissions au cours des décennies à venir ? La réponse à cette question dépend du développement économique ainsi que de la disponibilité de nouvelles technologies ; elle dépend aussi des choix politiques et des évolutions sociales. Plutôt que de faire des prévisions bien hasardeuses de ces développements, les experts du G.I.E.C. ont préféré élaborer, depuis 1992, des « scénarios » d'émissions correspondant à différentes hypothèses sur le développement économique dans les différentes régions du globe. Il faut remarquer qu'avec la croissance rapide des économies émergentes, au moins jusqu'à la crise économique de 2008, la croissance réelle des émissions a dépassé la plupart de ces scénarios. Pour le CO2, les émissions de la Chine ont dépassé celles des États-Unis. On peut cependant remarquer qu'une partie significative de la production industrielle chinoise, entraînant ces fortes émissions de CO2, correspond à l'exportation de produits vers les pays riches. Et il n'y a pas (encore) de taxe au carbone ajouté.

Un cap à ne pas franchir

photographie : Émissions de dioxyde de soufre

Émissions de dioxyde de soufre

Les émissions de dioxyde de soufre (SO2) se transforment en aérosols de sulfates. Ces particules agissent comme noyaux de condensation de l'eau dans l'atmosphère, favorisant la formation de gouttelettes d'eau, augmentant le pouvoir réflecteur des nuages. Ainsi, sous certaines conditions, à... 

Afficher

Aujourd'hui, les activités humaines entraînent l'émission de plus de 7 milliards de tonnes de carbone par an vers l'atmosphère, sous forme de CO2 et d'autres G.E.S. (G.E.S. anthropiques bien mélangés, donc pas la vapeur d'eau). Ces émissions croîtront encore pendant les premières décennies du xxie siècle, surtout dans les pays en développement économique rapide. Dans ces pays émergents (Chine, Inde...), le taux des émissions par habitant (environ une tonne par an) est encore nettement inférieur à celui des pays développés, où l'émission par habitant va de 2 (pour la France, largement nucléarisée) à plus de 7 tonnes par an (États-Unis). Les aérosols liés à la pollution continueront de compenser partiellement le renforcement de l'effet de serre dû au CO2 ajouté à l'atmosphère, mais leur importance relative ira en diminuant. En effet, leur temps de résidence atmosphérique reste limité, de sorte que le renforcement de l'effet parasol n'a ni le caractère cumulatif, ni l'étendue planétaire qu'a l'intensification de l'effet de serre. L'application en Asie de la lutte contre la pollution par le dioxyde de soufre (SO2) et les particules carbonées, pollutions nuisibles au confort et à la santé, réduirait fortement et rapidement les émissions d'aérosols. On doit donc s'attendre, d'ici à 2050, à une prédominance croissante de l'effet de serre, et donc (sauf affaiblissement solaire invraisemblable ou éruptions volcaniques cataclysmiques) à un réchauffement accompagné et renforcé par une intensification du cycle de l'eau.

graphique : Réchauffement climatique de 1880 à 2010

Réchauffement climatique de 1880 à 2010

La courbe pleine en bleu montre le réchauffement climatique observé de 1880 à 2010 (anomalie par rapport à la période 1951-1980). Les courbes en tiret et en pointillé donnent des projections schématiques de réchauffement, de 2010 à 2100, selon trois scénarios différents d'émissions... 

Afficher

La définition d'une « zone de danger » (pour qui ?) avec un réchauffement planétaire plus grand que 2 0C comporte nécessairement de l'arbitraire, mais les médias grand public et les « décideurs » ont besoin de simplification. Pour la décennie 2000-2009, le réchauffement s'approche déjà de 1 0C en moyenne sur le globe par rapport à la période préindustrielle. Il dépasse 1,5 0C en Europe, avec des effets notables sur la saison de croissance. Dans l'Arctique, le réchauffement encore plus fort est cohérent avec la réduction de la couverture de glaces de mer. Avec un réchauffement planétaire de 2 0C, les modèles donnent encore bien plus aux latitudes moyennes et polaires (fig. 2). On estime que l'on entrera dans cette zone de danger si la concentration de CO2 dépasse les 650 ppm. Or, pour stabiliser la composition atmosphérique à 650 ppm équivalent CO2 (soit une concentration réelle de CO2 comprise entre 550 et 600 ppm selon les estimations des émissions futures des autres G.E.S., notamment le méthane), il faut non pas stabiliser les émissions de ces G.E.S., mais les réduire dans une proportion importante, et cela doit commencer au plus tard dès 2020. Pour cela, les pays riches doivent réduire leurs émissions par un facteur deux ou quatre dans les prochaines décennies, et les pays émergents, très peuplés, doivent orienter leur développement vers un modèle autre que celui qui comporte la gabegie et qui dépend de la production croissante d'énergie par combustion de carburants fossiles avec émission de CO2 dans l'atmosphère.

Modifications des précipitations

Le réchauffement modifie l'opération du cycle de l'eau ; que deviennent alors les ressources en eau et la biosphère ? On prédit (et dans une certaine mesure, on observe déjà) que les précipitations moyennes sur les terres augmenteront. Cependant, ce qui compte, c'est la répartition géographique de ces changements, mais on ne dispose pas encore de projections fiables des modifications de la carte des précipitations. Pour un scénario donné d'émissions de G.E.S., les simulations du changement climatique semblent concorder sur une augmentation jusqu'à 25 p. 100 des précipitations dans des régions déjà bien servies aux latitudes élevées et dans la bande équatoriale, et sur des diminutions du même ordre dans certaines régions semi-arides de la zone subtropicales.

En Europe, la Scandinavie risque d'être encore plus arrosée, le bassin méditerranéen nettement moins. Il y aurait extension du climat méditerranéen sur une grande partie de la France, c'est-à-dire plus sec en moyenne mais avec des risques accrus d'épisodes de pluies très fortes. La neige sur les Alpes persistera moins longtemps aux moyennes et basses altitudes, avec d'importantes conséquences pour l'industrie des sports d'hiver comme pour la gestion des retenues hydroélectriques. On observe déjà un début de ces tendances, de même qu'une augmentation des précipitations dans une partie de l'Asie septentrionale. La tendance d'assèchement aggravé du sud-ouest des États-Unis, déjà observée, correspond bien aux projections des modèles. En revanche, les modèles donnent des projections incohérentes pour certaines régions importantes – notamment les États-Unis à l'est du Mississippi, une partie de la Chine, et le sous-continent indien. Il en est de même pour les projections de changements dans le ruissellement. Aucun modèle ne rend bien compte de la totalité des changements dans le monde depuis 1900, et les changements observés paraissent plus importants que ceux donnés par les modèles.

Davantage d'événements météorologiques extrêmes

Ces difficultés dans les projections des changements concernant les flux moyens (annuels, saisonniers) de l'eau rendent déjà bien difficile la préparation d'une adaptation nécessaire aux changements à venir. En outre, si les flux moyens conditionnent les possibilités d'épanouissement de la biosphère naturelle comme celles de l'agriculture et de l'élevage, il faut aussi tenir compte de la variabilité de ces flux, et en particulier de la fréquence et de l'intensité des événements extrêmes, qu'il s'agisse de sécheresses ou d'inondations, de cyclones tropicaux ou d'autres tempêtes. Ainsi, si certaines simulations du changement climatique à venir en Europe donnent une réduction du débit moyen du Danube, elles donnent aussi une augmentation de la probabilité de précipitations extrêmement fortes entraînant des inondations comme pendant l'été de 2002, qui a été suivi un an plus tard d'une forte canicule (25 482 morts en Europe). Quant aux cyclones et typhons tropicaux, si une augmentation de leur fréquence reste incertaine, les observations montrent déjà une nette augmentation de leur intensité dans le secteur Atlantique-Caraïbes. Une analyse de 2010 indique d'ailleurs que le changement climatique anthropique en cours a déjà fait augmenter sensiblement les événements de précipitations extrêmes sur une bonne partie des terres émergées de l'hémisphère Nord. De toute façon, il est certain que la fréquence de vagues de chaleur (canicules) a déjà augmenté et augmentera encore, tout comme diminuera la fréquence des périodes les plus froides et notamment celle des nuits de gel. Ainsi, au cours de l'été de 2010, une période prolongée de chaleur et de sécheresse en Russie a entraîné des incendies qui ont enfumé Moscou.

Effets sur la biosphère

L'enrichissement en CO2 stimulera la photosynthèse dans certains végétaux, améliorant le rendement de leur utilisation de l'eau. La diminution de la fréquence de gel, l'adoucissement des hivers, l'allongement de la saison de croissance pourront également favoriser la production de biomasse. Certains calculs indiquent que la biosphère continentale pourra, entre 2000 et 2050, incorporer ainsi de 2 à 3 milliards de tonnes de carbone de plus chaque année, une partie significative du CO2 produit par la combustion de carburants fossiles. Cependant, la capacité de la végétation à profiter de la fertilisation par le CO2 dépend de nombreux autres facteurs. À terme, les changements dans la répartition de l'eau joueront un rôle critique. Dans les zones semi-arides tropicales et subtropicales, on redoute une aggravation du stress hydrique qui nuirait gravement à la productivité agricole. Le dépérissement de forêts dans certaines régions conduirait à une perte de biomasse à l'échelle du globe, même si les forêts boréales s'étendent plus vers le nord. Et même dans le nord, la santé des forêts pourrait être compromise si l'adoucissement favorise trop la prolifération d'insectes nuisibles. Selon certains modèles, à la suite des changements des bilans hydriques, la biosphère continentale commencera dès 2050 à rejeter des quantités importantes de CO2 vers l'atmosphère, aggravant le renforcement de l'effet de serre pendant le reste du xxie siècle. Quant à la biosphère marine, le réchauffement entraîne déjà des modifications dans la distribution géographique des différentes espèces de poissons, et pendant les périodes les plus chaudes, on observe un blanchissement dramatique descoraux de certaines régions. De plus, si les océans limitent l'augmentation de la concentration atmosphérique du CO2, c'est au prix d'une acidification croissante qui menace encore plus les coraux ainsi que de nombreuses autres espèces marines. Selon de nombreux scientifiques, les changements chimiques et climatiques rapides (quelques degrés en plus, en moins d'un siècle) entraîneront des extinctions massives sur les terres comme dans les mers.

Montée du niveau des océans

Quant à la montée du niveau moyen des mers, environ 20 centimètres depuis 1900, on craint une accélération avec le réchauffement océanique, soit une vingtaine de centimètres supplémentaires d'ici à 2050, 50 centimètres avant 2100, voire plus si la fonte des glaces continentales s'accélère. On craint la déstabilisation possible de masses importantes de glace sur l'Antarctique de l'Ouest. La glissade de telles masses dans la mer entraînerait une montée immédiate du niveau de la mer, pouvant dépasser un mètre, avant leur fonte éventuelle. La fonte des glaces flottantes n'affecte pas le niveau de la mer, mais, pour les calottes glaciaires continentales, il faut faire le bilan entre les fontes et les coulées vers la mer, et l'accumulation des neiges sur les inlandsis. Un bilan négatif pourrait entraîner une montée de plusieurs mètres du niveau de la mer. On dit souvent que cette menace, pour d'importantes régions du monde habitées par des centaines de millions de personnes, ne concerne pas le xxie siècle. Toutefois, elle concerne bien les siècles suivants. En outre, avec les nouvelles observations de coulées rapides de glace au Groenland et en Antarctique, on ne peut être si sûr que ce cataclysme sera si éloigné. De toute façon, même une montée limitée (moins d'un mètre) du niveau moyen de la mer augmente fortement les risques de pertes humaines et matérielles lors de surcotes liées aux cyclones tropicaux ou aux tempêtes des moyennes latitudes, ou encore liées à toute activité tectonique (tsunamis).

Quoi qu'il en soit, les problèmes liés aux ressources en eau, à la production agricole, à la survie et l'épanouissement de la biosphère naturelle pourraient devenir autrement urgents bien plus tôt. Même si la disparition complète des glaciers de montagne n'aura que peu d'effet sur le niveau de la mer, elle modifiera radicalement le paysage et la disponibilité d'eau douce pour les terres en aval. Ainsi, dans certaines régions, notamment aux contreforts de l'Himalaya, des barrages de glace retiennent des masses importantes d'eau dans des lacs d'altitude ; le réchauffement augmente le risque d'une rupture soudaine entraînant des inondations catastrophiques.

Où allons-nous ?

dessin : Réchauffement climatique observé depuis 1861 et prévu jusqu'en 2100 selon trois scénarios différents

Réchauffement climatique observé depuis 1861 et prévu jusqu'en 2100 selon trois scénarios différents

Le réchauffement climatique observé depuis 1861 et prévu jusqu'en 2100 selon trois scénarios différents. Cette courbe montre les anomalies par rapport à une température moyenne globale à la surface du sol de + 15 0C. La sensibilité du climat dépend des différentes rétroactions,... 

Afficher

Compte tenu des tendances récentes d'émissions de G.E.S., un réchauffement de plus de 1 0C en moyenne globale d'ici à 2050, soit plus de 2 0C pour l'Europe et d'autres régions des latitudes moyennes et élevées, paraît de plus en plus probable voire inéluctable. Si la concentration de CO2 dépasse les 550 ppm, le climat évoluera probablement vers un réchauffement global supérieur à 2 0C, avec des modifications importantes de la carte des ressources en eau douce, de la carte bioclimatique, et de la carte tout court. Cette évolution, en moins d'un siècle, constituera une mutation radicale des conditions d'existence des êtres vivants sur les terres. Dans de nombreux pays pauvres, les pratiques agricoles traditionnelles qui se fondent sur l'attente d'un climat stable deviendront caduques, ce qui risque d'entraîner des migrations massives de populations en danger de mort.

Toutes ces considérations supposent que le climat évolue sans rupture. On ne peut en être sûr. Le réchauffement du pergélisol de la zone subpolaire endommage déjà des infrastructures (immeubles, routes, oléoducs) bâties sur un sol gelé qui se liquéfie progressivement. Si ce réchauffement libère les gigantesques quantités de méthane, gaz à puissant effet de serre que contient le pergélisol, cela déclenchera un réchauffement beaucoup plus rapide et plus important que celui prédit par les modèles. Un autre type de rupture, on l'a vu, peut survenir en cas de blocage de la convection thermohaline par des eaux douces en excédent, entraînant un refroidissement radical en Europe du Nord, en quelques années seulement, avec peut-être aussi un ralentissement voire une déviation du Gulf Stream, affectant plus largement encore l'Atlantique nord. Les modèles représentent mal ou pas du tout ces phénomènes de rupture, et on peut penser que leur probabilité s'accroît avec la rapidité et l'intensité des perturbations du système.

Même si le climat ne réagit que lentement et relativement faiblement aux perturbations par nos activités humaines, cela ne nous déchargera pas de notre responsabilité dans les transformations de l'environnement qu'auront à subir les générations futures. Faut-il que les décideurs (et les citoyens) attendent 2020 ou 2030 pour agir, pour ralentir et arrêter le réchauffement anthropique planétaire qui se dévoile clairement aujourd'hui ? La surveillance planétaire et la modélisation physique montrent que le changement climatique est en cours, et qu'il résulte de nos activités. Sommes-nous incapables de changer de cap ? Pour réduire la gabegie, pour rendre plus efficace l'utilisation de l'énergie, comme pour produire celle-ci, il faut changer les habitudes de gaspillage, il faut appliquer les meilleures technologies qui existent déjà. Il faut développer de nouvelles technologies, et cela dès maintenant car il est presque déjà trop tard.

—  Robert KANDEL

BIBLIOGRAPHIE

J. G. Canadell et al., « Contributions to accelerating atmospheric CO2 growth from economic activity, carbon intensity, and efficiency of natural sinks », in Proc. Nat. Acad. Sci. (E.-U.), vol. 104, no 47, pp. 18 866-18 870, 2007

R. Ducroux & J.-B. Philippe, L'Effet de serre. Réalités, conséquences et solutions, éd. du C.N.R.S., 2004

P. N. Edwards, A Vast Machine : Computer Models, Climate Data, and the Politics of Global Warming, M.I.T. Press, Cambridge, 2010

J.-L. Fellous & C. Gautier, Comprendre le changement climatique, Odile Jacob, Paris, 2007

J. Hansen et al., « Global surface temperature change », in Reviews of Geophysics, vol. 48, RG4004, 2010

J.-M. Jancovici, L'Avenir climatique, Seuil, Paris, 2005

J. Jouzel, C. Lorius & M. Raynaud, Planète blanche, les glaces, le climat et l'environnement, Odile Jacob, 2008

S. Joussaume, Climat d'hier à demain, éd. du C.N.R.S.-C.E.A., 1999

R. Kandel, Les Eaux du ciel, Hachette, Paris, 1998 ; mise à jour en anglais : Water from Heaven, Columbia University Press, New York, 2006 ; Le Réchauffement climatique, coll. Que sais-je ?, no 3650, 4e éd., P.U.F., Paris, 2010

R. Kandel & M. Kandel, La Catastrophe climatique, Hachette-Fayard, Paris, 2009

E. Le Roy Ladurie, Histoire humaine et comparée du climat. III. Le réchauffement de 1860 à nos jours, Fayard, Paris, 2009

H. Le Treut, Nouveau Climat sur la Terre : comprendre, prédire, réagir, Flammarion, Paris, 2009

H. Le Treut & J.-M. Jancovici, L'Effet de serre. Allons-nous changer le climat ?, coll. Champs, Flammarion, Paris, 2004

D. M. Murphy et al., « An observationally balanced energy balance for the Earth since 1950 », in Reviews of Geophysics, vol. 114, D17107, 2009

M. Petit dir., Climat, une planète et des hommes, Cherche-Midi, Paris, 2011

S. Piao et al., « The impacts of climate change on water resources and agriculture in China », in Nature, vol. 467, pp. 43-51, 2010

S. Solomon et al., « Irreversible climate change due to carbon dioxide emissions », in Proc. Nat. Acad. Sci. (É.-U.), vol. 106, no 6, pp. 1704-1709, 2009.

SITES INTERNET

G.I.E.C I.P.C.C. : www.ipcc.ch

Convention-cadre de l'O.N.U. sur le changement climatique : www.unfccc.int

Organisation météorologique mondiale : www.wmo.ch

Météo France : www.meteofrance.com

C.N.R.S. : www.cnrs.fr/dossiers/dosclim/

Dossier scientifique – Le changement climatique – Bulletin « Rayonnement du C.N.R.S. » no 54, juin 2010 : www.rayonnementducnrs.com/bulletin/b54/index.htm

Rapport de la Mission d'information sur l'effet de serre de l'Assemblée nationale : www.assemblee-nationale.fr/12/rap-info/i3021-tI.asp

Rapport de l'Observatoire national sur les effets du réchauffement climatique : www.ecologie.gouv.fr/IMG/pdf/onercdocfrancaise.pdf

Environnement-Canada : www.ec.gc.ca

N.A.S.A. Goddard Institute for Space Studies : www.giss.nasa.gov

Écrit par :

  • : directeur de recherche honoraire du C.N.R.S., laboratoire de météorologie dynamique, École polytechnique, Palaiseau

Classification

Autres références

«  CHANGEMENT CLIMATIQUE  » est également traité dans :

CHANGEMENT CLIMATIQUE - Aspects scientifiques

  • Écrit par 
  • Jean JOUZEL
  •  • 4 364 mots
  •  • 6 médias

Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (G.I.E.C.) – ou I.P.C.C. pour Intergovernmental Panel on Climate Change – a pour mandat « d’évaluer, sans parti pris et de manière méthodique et objective, l’information scientifique, technique et socio-économique disponible en rapport avec la question du changement du climat ». Créé en 1988 sous l’égide de deux institutions des Nat […] Lire la suite

CHANGEMENT CLIMATIQUE ET ÉVÉNEMENTS MÉTÉOROLOGIQUES MAJEURS

  • Écrit par 
  • Pascal YIOU
  •  • 3 668 mots
  •  • 2 médias

L’expression « extrême météorologique » désigne les manifestations les plus visibles de la variabilité climatique. De fait, nous-mêmes et les écosystèmes sommes plus sensibles à des événements climatiques dévastateurs souvent brefs qu’à une élévation de température de quelques dixièmes de degrés sur plusieurs décennies. En outre, la rapidité et la systém […] Lire la suite

CHANGEMENT CLIMATIQUE ET SANTÉ

  • Écrit par 
  • Virginie CAVIER
  •  • 2 489 mots
  •  • 2 médias

L’origine anthropique du réchauffement climatique est désormais admise par une majorité de scientifiques. L’augmentation globale des températures moyennes sur l’ensemble du globe est avérée. Toutefois, cette hausse n’est pas uniforme. Des disparités vis-à-vis des températures et des précipitations apparaissent à l’échelle nationale, voire régionale. Les effets attendus du réchauffement climatique […] Lire la suite

AFRIQUE AUSTRALE

  • Écrit par 
  • Jeanne VIVET
  •  • 6 091 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Vulnérabilité face aux catastrophes climatiques et aux prédations des ressources »  : […] L’Afrique australe est durement touchée par le changement climatique, bien qu’elle soit moins responsable que d’autres régions du globe de ses facteurs causaux. De par sa situation et son relief, on y trouve des climats très divers, dont les saisons sont inversées par rapport à l'Europe (l'hiver austral s'étend de mai à septembre et la saison chaude et pluvieuse de novembre à mars). La région du […] Lire la suite

AGNOTOLOGIE

  • Écrit par 
  • Mathias GIREL
  •  • 4 995 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Agnotologie et apathie épistémique »  : […] L’agnotologie au sens étroit, on l’a vu, présuppose que la possession de connaissances est une ressource et que l’altérer change le cours des choses. Il n’y a aujourd’hui plus aucun doute, naturel ou entretenu, sur la dangerosité du tabac ou encore sur les causes anthropiques du changement climatique. Cela n’a pourtant pas enrayé l’épidémie de tabagisme (dont les ressorts ne sont pas seulement ép […] Lire la suite

AGROMÉTÉOROLOGIE

  • Écrit par 
  • Emmanuel CHOISNEL, 
  • Emmanuel CLOPPET
  •  • 6 613 mots
  •  • 7 médias

Dans le chapitre « Les impacts prévisibles des scénarios de changements climatiques sur la production agricole  »  : […] L' évaluation de l'impact d'un changement climatique sur l'agriculture et la sylviculture est un problème complexe à appréhender, pour lequel les perspectives de recherche sont encore nombreuses aujourd'hui. Des progrès restent à faire dans l'analyse des informations sur les écosystèmes, et dans la compréhension de l'impact du climat sur la couverture végétale. De même, les modèles de circulation […] Lire la suite

ALIMENTATION (Économie et politique alimentaires) - Malnutrition dans le monde

  • Écrit par 
  • Laurence ROUDART
  •  • 7 251 mots
  •  • 8 médias

Dans le chapitre « Scénario tendanciel »  : […] L’un des scénarios, nommé « métropolisation », poursuit des tendances existant depuis longtemps et se caractérise par une croissance à tout prix. Ainsi, dans le prolongement de la révolution agricole de la seconde moitié du xx e  siècle, les cultures sont plus fortement utilisatrices d’engrais minéraux et de pesticides chimiques d’origine industrielle ; les élevages emploient plus d’aliments conce […] Lire la suite

ANTARCTIQUE

  • Écrit par 
  • Pierre CARRIÈRE, 
  • Edmond JOUVE, 
  • Jean JOUZEL, 
  • Gérard JUGIE, 
  • Claude LORIUS
  •  • 16 439 mots
  •  • 24 médias

Dans le chapitre « Glaciologie »  : […] L'exploration au sol et le développement des techniques de télédétection ont aboutit à une connaissance précise des caractéristiques physiques de la calotte glaciaire (ou indlandsis, ou encore inlandsis)  : altitude et épaisseur de la glace, température moyenne en surface et taux d'accumulation de la neige, vitesses d'écoulement. Le volume de glace est de 30 millions de kilomètres cubes environ, m […] Lire la suite

ANTHROPOCÈNE

  • Écrit par 
  • Valérie CHANSIGAUD
  •  • 2 469 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « L’Anthropocène, une vision du futur »  : […] On ne ressent pas le besoin de fonder une nouvelle ère géologique uniquement pour décrire ce qui s’est passé (ce qui est le fondement de la démarche des géologues lors de la définition des époques géologiques, ou ères), mais également pour prédire ce qui pourrait advenir. La géologie sert, dès lors, d’outil pour évaluer l’évolution et les conséquences de l’empreinte des activités humaines sur l’ e […] Lire la suite

ARCHÉOLOGIE (Méthodes et techniques) - L'archéologie environnementale

  • Écrit par 
  • Stéphanie THIÉBAULT
  •  • 4 211 mots

Dans le chapitre « L'environnement des premiers hommes »  : […] Les chercheurs commencent à comprendre les différents mécanismes à l'origine des oscillations climatiques à court ou à long terme, et nos civilisations reposent aujourd'hui sur des modèles en déséquilibre. Ainsi, l'ère quaternaire se définit traditionnellement par l'apparition de l'homme. Sur le plan climatique, elle est caractérisée par la succession de périodes froides, dites glaciaires, et de […] Lire la suite

Voir aussi

Les derniers événements

9 août 2021 Climat. Rapport du GIEC.

changement climatique, trois mois avant la tenue à Glasgow de la vingt-sixième conférence des parties à la convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques (COP 26). Le document établit pour la première fois que le rôle des activités humaines dans le réchauffement climatique est « sans équivoque » – le GIEC le considérait seulement […] Lire la suite

14-21 juillet 2021 Allemagne. Inondations meurtrières.

changement climatique pourra contenir des phénomènes météorologiques d’une telle violence ». Les jours suivants, l’inefficacité de certains dispositifs d’alarme est mise en cause, ce qui alimente les critiques visant l’insuffisance des investissements de l’État fédéral dans les infrastructures, à deux mois des élections législatives générales. Le 18 […] Lire la suite

29-5 avril 2021 Allemagne. Contestation de la loi sur le climat par la Cour constitutionnelle.

changement climatique est inscrite dans la Loi fondamentale. La Cour estime que les dispositions de la loi « repoussent irréversiblement à la période postérieure à 2030 des charges considérables en matière de réduction d’émissions » et appelle le Parlement à l’améliorer d’ici à fin 2022. Le 5 mai, la ministre de l’Environnement Svenja Schulze et le […] Lire la suite

25 mars 2021 Canada. La taxe carbone jugée constitutionnelle.

changement climatique justifie qu’Ottawa invoque la « théorie de l’intérêt national » inscrite dans la Constitution pour intervenir dans ce domaine qui relève ordinairement de la compétence des provinces. Cette taxe s’applique à l’Ontario, à la Saskatchewan, au Manitoba et au Nouveau-Brunswick. L’Ontario et la Saskatchewan, ainsi que l’Alberta, l’avaient […] Lire la suite

Pour citer l’article

Robert KANDEL, « CHANGEMENT CLIMATIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 30 novembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/changement-climatique/