Climat : le changement climatique en cours

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Une menace apocalyptique pour l'humanité

L'annonce d'un changement climatique possible, faite par certains scientifiques vers 1990, s'est heurtée jusque vers l'an 2000 à l'incrédulité d'un certain nombre de météorologues. Ils contestaient le fait qu'on puisse calculer une augmentation de 0,6°C de la température moyenne, à l'échelle du globe, à partir des stations météo classiques, car (1°) celles-ci sont irrégulièrement et inégalement réparties à la surface des océans et des terres émergées, et (2°) les méthodes de mesure de la température ambiante (température « à l'ombre ») ont pu varier au cours de la période envisagée, soit environ un siècle (depuis 1873 pour la France). On l'a effectivement constaté pour la période 1940-50 (suites de la guerre).

Mais les progrès de la thermométrie de la surface du globe, dus à l'emploi des satellites météorologiques, ont fini par convaincre l'ensemble des scientifiques, et les politiques eux-mêmes, de la réalité et de la rapidité du réchauffement actuel.

Le graphique élaboré par Michael Mann et ses collaborateurs en 1998, et souvent repris depuis (« graphique en crosse de hockey »), était censé représenter fidèlement l'évolution historique des températures moyennes dans l'hémisphère nord. Assez plat depuis l'an mil jusqu'en 1900 ; il se terminait par une montée accélérée de cette moyenne à partir de 1900. Mais ce graphique était obtenu en combinant des estimations indirectes de la température moyenne (estimations obtenues par l'examen des cernes des arbres, etc.), avec les mesures thermométriques faites depuis la fin du 19e siècle. Le traitement statistique de ces données a été critiqué en 2004-2005.

Une nouvelle estimation a été publiée en 2005, pour les deux millénaires passés, par Moberg et ses collaborateurs, en utilisant des données plus nombreuses et des méthodes statistiques plus sûres (Nature, tome 433, n°7026, pages 613 - 617, 10 février 2005). Ce graphique montre que l'augmentation récente de la température moyenne dans l'hémisphère nord a été précédée par une période de réchauffement tout aussi considérable, vers 1000-1100, et d'un refroidissement considérable autour de 1600, ce que les historiens (européens) avaient déjà supposé d'après certains indices. Les recherches à venir devront élucider les causes de tous ces réchauffements et refroidissement du passé, pour vérifier si les hypothèses sur le réchauffement actuel, attribué à l'accumulation anormale de CO2, sont fiables, et s'il s'agit d'un phénomène entièrement ou partiellement dû à l'homme. Des travaux publiés à la fin de l'année 2009 concluent au caractère régional, et non pas global, de « l'optimum médiéval ». Quant au sud du Groënland, il n'aurait pas été si propice à l'agriculture qu'on le prétend. Enfin, les irrégularités de la courbe des températures dans la période allant de 1920 à 1980 correspondraient à de fortes anomalies régionales, comme le Dust Bowl qui sévissait dans la décennie 1930-40 aux USA. Une augmentation régulière de la température moyenne annuelle globale de la surface du globe (TMAGS) n'est observée qu'à partir de 1980.

Indépendamment de ces observations, on a amélioré les prédictions, faites d'après un ensemble de « modèles » numériques de l'atmosphère, qui évaluent son bilan énergétique en fonction des divers types de couvertures terrestres (eaux, neiges, glaciers, nuages, forêts, prairies, déserts, etc.), des variations saisonnières aux différentes latitudes et des courants marins (qui sont les principaux échangeurs de chaleur à la surface du globe), ainsi que des émissions croissantes de gaz à effet de serre (surtout le CO2) dus aux activités humaines. Ces calculs de modélisation aboutissent à des prévisions très voisines les unes des autres, à savoir que l'augmentation massive de la teneur de l'atmosphère en CO2, depuis le commencement de l'époque industrielle, qui coïncide également avec une explosion démographique de l'humanité (loi de croissance exponentielle), est très probablement responsable de l'augmentation observée pour la température moyenne (0,6°C ± 0,2°C), et que la poursuite de cette accumulation conduirait vers 2100 à une augmentation de la température moyenne comprise entre 1,8 et 6,4 °C, selon le 4e Rapport du GIEC (2 février 2007). Des cartes montrent la distribution géographique de cette augmentation future. La prévision est fondée sur un doublement de la teneur pré-industrielle de l'atmosphère en CO2 (soit 280 ppmv). Nous en sommes déjà à plus de 386 ppm ! Et les calculs montrent qu'il n'y a pas de concentration minimale admissible : le protocole de Kyoto est, a priori, largement insuffisant.

En juin 2006, un réexamen critique des estimations indirectes faites pour la période de 1000 à 1860 avait abouti à la publication d'un graphique de synthèse, valable pour la période allant de l'an mil jusqu'à 2100. Les températures sont représentées sous la forme d'écarts par rapport à la moyenne de 1990. On notera que la courbe (en rouge) des variations de la température moyenne avant 1860 (courbe lissée par tranches de 50 ans) n'est valable que pour l'hémisphère nord ; à cette date, on ne disposait pas encore de données suffisantes pour l'hémisphère sud.

Une augmentation de 2°C en moyenne serait déjà catastrophique. Qu'adviendrait-t-il si elle atteignait 6°C ? La disparition pure et simple de la plus grande partie de l'humanité serait inéluctable. Il est donc justifié de parler de menace apocalyptique. Le Pentagone avait mis en garde le gouvernement Bush, dans un rapport que celui-ci a « enterré » (voir l'article du journal The Observer)(traduction). L'élection du président Obama met fin à cette sinistre farce.

En 2007, le GIEC estimait à 60 cm, en moyenne, la montée du niveau des océans d'ici 2100. Mais cela supposait que ni la calotte glaciaire du Groënland ni celle de l'Antarctique de l'ouest ne fondent complètement au cours de ce siècle ! Or, on observe déjà des signes de faiblesse évidents, pour ces deux masses glaciaires énormes.

La fonte totale de la calotte glaciaire du Groënland ferait monter le niveau des mers (toujours en moyenne) de 5 mètres, celle de la partie de l'Antarctique dite Ouest, de 7 m supplémentaires, et celle des marges de l'Antarctique dite Est, de 3 m de plus, soit au total +15 m (Naish et coll., Nature, vol. 458, 19 mai 2009). Une fonte de tous les glaciers et névés du globe le ferait monter de 80 mètres (article de la revue anglaise Nature, tome 428, pages 114 - 115, du 11 mars 2004). Même si certaines de ces valeurs ont été revues à la baisse en tenant compte des effets locaux (+ 3,3 m au lieu de 5 m pour la fonte de l'Antarctique Ouest, produisant néanmoins une hausse de 4 m sur les côtes des USA en 2100, d'après Bamber et coll., Science 324, 901-903, 2009), cela suffirait à anéantir les ports et les villes côtières, où s'amassent la majorité des humains.

L'idée d'un basculement du climat, c'est-à-dire d'une fonte complète et brutale de la plus grande partie des glaces, y compris celles du Groënland et d'une partie de l'Antarctique, sous l'effet d'une faible augmentation de la température moyenne de la surface du globe (1 °C), n'est pas exclue.

 

 

Les autres preuves du changement

  • Montée régulière du niveau des océans (25 cm de 1900 à 2000)
  • Remontée vers le nord, en Europe occidentale, des limites de distribution biologiques (plantes, floraisons, migrations des oiseaux, etc.) ; remontée des jets streams observée en 2006
  • Fonte de glaciers des Alpes, d'Asie centrale, des Andes, etc.
  • Réduction de l'enneigement dans les stations de sports d'hiver
  • Augmentation de la force des cyclones tropicaux, et peut-être de leur fréquence
  • Augmentation des catastrophes naturelles en général, depuis 1975, avec une accentuation plus récente

 

Les conséquences prévisibles du réchauffement

  • Submersion des régions côtières, de certaines îles et mise en danger de régions entières, disparition de certaines grandes villes côtières actuelles
  • Érosion des côtes
  • Disparition des grands ports actuels, ce qui réduirait considérablement les capacités d'exportation de biens manufacturés, les échanges de denrées alimentaires et les transports maritimes de produits stratégiques tels que les hydrocarbures, le charbon, les céréales ; c'est un danger majeur pour l'économie mondiale !
  • Modification des zones cultivables au niveau mondial
  • Disparition des terroirs viticoles classiques (cas de l'Alsace)
  • Destruction ou assèchement de barrages hydroélectriques, ou servant de réserves saisonnières d'eau, suite à la fonte de glaciers
  • Modifications des forêts économiquement exploitables
  • Extension des zones soumises aux parasitoses tropicales (paludisme, amibiases, etc.), nuisibles à l'homme comme aux animaux, ainsi qu'aux maladies virales (fièvre jaune, dengue, etc.) et bactériennes (choléra, etc.)
  • Extension des ravageurs des plantes cultivées ou des essences forestières (chenille processionnaire du pin, par exemple)
  • Extension de la zone de présence des termites dans les bâtiments (en particulier, moitié nord de la France)
  • Modifications dans les ressources en eau douce (eau potable)
  • Phénomènes migratoires affectant des populations entières (« réfugiés écologiques »), source de conflits politiques, culturels, de désordres socio-économiques (déficit de logements, chômage, atteintes à l'ordre public, surcoûts pour le budget de l'État) et sanitaires (maladies liées au déracinement, au stress et à la misère)
  • Réduction majeure de la biodiversité sur la planète (estimée pour 2050 à 15–35% des espèces de plantes et d'animaux non aquatiques, d'après une étude publiée en janvier 2004) – En plus de son effet sur le climat, le CO2 acidifie l'eau de mer (0,1 unités de pH depuis 1900, ce qui est considérable) et l'augmentation de sa concentration sera catastrophique pour la vie marine (article de synthèse de James C. Orr et coll., Nature, vol. 437, pages 681-686, 29 septembre 2005 – et un nouvel article, de Jacqueline Ruttimann, le 31 août 2006, vol. 442, n°7106, pages 978-980). Non seulement pour les coraux, mais pour les algues planctoniques, clé de la productivité marine, dont la mort pourrait même amplifier le réchauffement climatique. Et il y a URGENCE !

    A cette date (janvier 2010), malgré les appels répétés des scientifiques, la plupart des pays ne réduisent pas du tout leurs émissions de CO2. La Chine en émet plus que les USA. Les prévisions officielles montrent que nous courons vers un désastre planétaire.

    Mais il est de l'intérêt de chaque citoyen d'agir (se passer de voiture systématiquement, acheter sur place, revoir complètement l'isolation de sa demeure, se chauffer et s'éclairer parcimonieusement, s'habiller en conséquence…). La frénésie de consommation et l'augmentation du PIB augmentent fatalement la consommation d'énergie, un lien auquel il est urgent de porter remède.

Le problème des courants marins

  • Le gigantesque courant marin appelé « circulation thermohaline » transporte, localement, la chaleur des mers tropicales vers l'Atlantique Nord, par un grand courant de surface sud-nord dans l'océan Atlantique
  • Au sud du Groenland, l'action conjuguée (1°) des apports d'eaux douces très froides (avancée vers la mer et fonte des glaciers du Groënland, apports des fleuves sibériens, fonte des neiges en été), (2°) des apports d'eaux plus salées (formation de la glace de la banquise en automne, moins salée que l'eau de mer, avec élimination de saumure), et (3°) du refroidissement de la masse d'eau de surface venant du sud, a pour effet de provoquer la descente des eaux vers le fond, ce qui alimente un énorme courant profond dirigé vers le sud : c'est le front thermohalin de l'Atlantique Nord (qui intéresse aussi les côtes septentrionales de la Norvège et celles du Labrador)
  • Le déplacement de ce front vers le sud s'est produit plusieurs fois au cours du Quaternaire, provoquant de brusques refroidissements (« événements de Heinrich »)
  • Le Gulf Stream est une courant circulaire tropical, superficiel, qui tourne autour de la mer des Sargasses et ne se confond pas avec le précédent, même s'il peut y contribuer ; un arrêt pur et simple de ce courant n'est pas envisagé, tant que la Terre tourne et que les vents dominants de cette zone continueront de souffler !
  • Les déplacements du front thermohalin semblent dus à un épisode de réchauffement climatique, provoquant la fonte partielle ou totale de la calotte glaciaire de l'Amérique du Nord, donc un brusque apport en eau douce et glacée, accompagné de dépôts de sédiments caractéristiques sur les fonds marins dans l'Atlantique Nord, sédiments d'origine glaciaire (ces épisodes assez brefs sont appelés « événements de Heinrich » et notés H1 à H5 ; ils alternent avec des « coups de chaud », ou « événement de Dansgaard-Oeschger », notés DO1 à DO12, dans le forage NGRIP du Groënland, entre -15 000 et -48 000 ans)
  • Actuellement, la calotte glaciaire du Groenland semble être en train de fondre, à cause du réchauffement actuel, dû aux activités humaines (surtout l'augmentation énorme de la concentration de l'atmosphère en CO2) ; il n'est pas absolument impossible qu'elle fonde complètement d'ici 2150, ce qui serait irréversible
  • La salinité de l'Atlantique, au nord des îles Britanniques, diminue rapidement depuis 1970, ce qui indique l'existence d'un apport supplémentaire d'eau douce dans la région arctique (cet apport est dû aux fleuves sibériens, très accessoirement à la fonte des glaciers arctiques) ; si les eaux superficielles plus chaudes arrivant dans cette zone se trouvaient diluées à cause de ce changement de salinité, elles ne pourraient plus s'évacuer en « plongeant » vers les abysses, ce qui pourrait bloquer le courant thermohalin, déclenchant ainsi un brutal refroidissement de la Scandinavie et des îles Britanniques, au minimum
  • Dans ce cas, l'Europe pourrait devenir presque inhabitable et son agriculture serait ruinée (climat de toundra)
  • Par conséquent, le « réchauffement climatique » risque de provoquer, localement, un refroidissement aussi bien qu'une surchauffe plus globale, tous deux insupportables
  • Cependant, des nouvelles rassurantes (à court terme) nous parviennent le 17 août 2007 : les bouées immergées depuis 2004 à travers l'océan Atlantique (système de bouées RCC, posées à 26,5°N), dont les premières mesures sont publiées par Stuart Cunningham et ses collaborateurs (Science, tome 317, n° 5840, p. 935 - 938), n'ont pas décelé de tendance au ralentissement de ce courant sud-nord (car ce courant varie énormément au cours de l'année) ; et on constate en 2008 que le mélange des eaux a repris durant l'hiver 2007-2008, de part et d'autre de l'extrémité sud du Groënland, à la suite d'un refroidissement locale en mer du Labrador, accompagné de vents d'ouest très froids et secs (Väge et coll., Nature Geoscience, tome 2, n° 1, janvier 2009, p. 67 - 72).

    Quand la surface d'un océan se réchauffe, gare à la glaciation !

    Les mesures du rapport des deux isotopes de l'oxygène (18O/16O) dans les squelettes des organismes marins permettent de reconstituer les variations de la température au cours des époques géologiques. Depuis –50 millions d'années (MA) jusqu'à présent, on note un réchauffement de 4°C, dans tous les océans. Il s'est accentué à –34 MA, la température étant ensuite stabilisée jusqu'à –26 MA, ce qui coïncide paradoxalement avec l'apparition de la calotte glaciaire antarctique et avec un premier maximum de son extention (article de Katarina Billups dans la revue Nature, vol. 433, n°7028, 24 février 2005, pages 809-810). La température a ensuite de nouveau diminué, brusquement, mais transitoirement (stabilisation entre 26 et 15 MA), ce qui peut expliquer une diminution de l'étendue de cette calotte glaciaire, qui est ensuite revenue à son maximum lorsque le réchauffement a continué, se poursuivant jusqu'à nos jours !

    Le début des glaciations arctiques est plus récent (–2,7 MA). Un article de Gerald H. Haug et ses collaborateurs, paru le 24 février 2005 dans la même revue Nature, pages 821-825, explique également leur déclenchement par ce réchauffement général, mais en précisant quel pourrait être le mécanisme responsable. Les mesures ont été faites sur les sédiments marins prélevés au SE de la pointe du Kamtchatka. Dans le Pacifique Nord, les eaux superficielles (0–300 m de profondeur) sont actuellement plus salées que les eaux plus profondes (stratification), ce qui bloque les échanges de nutriments nécessaires à la prolifération des algues planctoniques (Diatomées, etc.), localisées près de la surface, éclairée. Après un enrichissement hivernal de cette couche superficielle en nutriments, le retour du soleil au printemps permet une première période prolifération (« bloom » printanier), qui cesse au début de l'été par suite de l'épuisement des nutriments. Un deuxième bloom, en automne, plus limité, intéresse seulement les algues Coccolithophoridées, productrices de substances alkénones, qu'on peut analyser dans les sédiments. L'ensemble des indices recueillis (rapport des isotopes de l'oxygène, quantités de silice et d'alkénones déposées au fond, etc.) confirment le réchauffement ainsi que l'existence de tels cycles annuels dans le passé. Mais à –2,7 MA, un changement brutal intervient : la stratification des eaux, qui persiste encore actuellement. C'est cette stratification qui a pu provoquer l'apparition de la première glaciation sur la partie nord des continents voisins (Alaska, est de l'Asie). En effet, la surface relativement chaude en automne (par absence de mélange avec les eaux profondes) dégage plus d'humidité, ce qui détermine des chutes de neige massives sur les continents voisins. Et le paradoxe est résolu !

    Site de l'ONERC (Office national sur les effets du réchauffement climatique, officiel, France) : vous pouvez visualiser en ligne un graphique de prévision des températures, de la pluviosité, etc. pour votre coin de France (par exemple, Saint-Dié ou Molsheim), jusqu'en 2100 !

  • Site ADEME–Arthus-Bertrand (11/10/2006)
  • Site du film d'Al Gore : « Une vérité qui dérange » (11/10/2006)

Le méthane gelé, une bombe à retardement

Le méthane est un gaz à effet de serre vingt-trois fois plus actif que le CO2. Sa concentration actuelle dépasse toutes celles du million d'années précédent, que les glaciologues mesurent dans les bulles d'air des calottes glaciaires. Il est produit en excédent par les rizières et les animaux domestiques ruminants : l'humanité en est responsable. Mais les fonds marins et les terres gelées en permanence (surtout dans l'Arctique) contiennent un énorme stock de méthane fossile, sous la forme de d'hydrates (clathrates), instables. Il suffirait d'un réchauffement arctique pour le libérer brusquement dans l'atmosphère.

 

 

Informations complémentaires

  • Un livre récent (2004) :
    L¹EFFET DE SERRE Réalité, conséquences et solutions, par René Ducroux et Philippe Jean-Baptiste. CNRS Éditions, Paris, 96 p., 6 cartes, 44 dessins, 56 photos couleur. ISBN 2-271-06268-3. Prix :  15 € –Cet ouvrage destiné à un large public propose pour la première fois une synthèse complète et très claire des tenants et aboutissants de ce phénomène, en s'appuyant sur des données scientifiques irréfutables et très simplement présentées. Il propose une information pédagogique susceptible d¹intéresser toutes les personnes s¹interrogeant sur les conséquences proches et lointaines des modifications climatiques.
  • Début septembre 2005, on apprend que les sols d'une grande partie de la Sibérie occidentale sont en train de fondre, ce qui libérera des quantités énormes de méthane, un gaz à effet de serre bien plus nocif que le CO2 : nouvelle catastrophe, pouvant provoquer un réchauffement encore plus rapide et plus important que celui prévu ci-dessus !
  • Les organismes français impliqués dans la recherche climatique unissent leurs efforts : le site de l'IPSL (Institut Pierre Simon Laplace des Sciences de l'Environnement) vous présente leurs résultats et, en particulier, ceux des nouvelles méthodes de simulation des changements climatiques possibles et de leurs effets régionaux. Téléchargez la plaquette explicative (1,8 Mo, fichier PDF).