Changement climatique

 Ne doit pas être confondu avec réchauffement climatique.

Principaux facteurs reconnus de changement climatique

Un changement climatique correspond à une modification durable (de la décennie au million d'années) des paramètres statistiques (paramètres moyens, variabilité) du climat global de la Terre ou de ses divers climats régionaux. Ces changements peuvent être dus à des processus intrinsèques à la Terre, à des influences extérieures^[1] ou, plus récemment, aux activités humaines.

Le changement climatique anthropique est le fait des émissions de gaz à effet de serre engendrées par les activités humaines, modifiant la composition de l'atmosphère de la planète^[2]. À cette évolution viennent s'ajouter les variations naturelles du climat.

Dans les travaux du GIEC^{[3][réf. insuffisante]}, le terme « changement climatique » fait référence à tout changement dans le temps, qu'il soit dû à la variabilité naturelle ou aux activités humaines.
Au contraire, dans la Convention cadre des Nations Unies sur le changement climatique^[4], le terme désigne uniquement les changements dus aux activités humaines. La Convention-cadre utilise le terme « variabilité climatique » pour désigner les changements climatiques d'origine naturelle.

Variations climatiques

Anciennes variations

Évolution des températures moyennes globales sur 500 millions d'années

Graphe de températures des 2 derniers millénaires mettant en évidence l'optimum climatique, le petit âge glaciaire, auquel succède la rupture du réchauffement climatique.

Articles détaillés : Histoire du climat et paléoclimatologie.

Les phases antérieures à l'Histoire humaine relèvent de la paléoclimatologie. Elles permettent de suivre, au fil de la dérive des continents et des périodes de glaciations successives, les variations liées au changement climatique ayant affecté les sols et les espèces, selon leur nature. Le cycle du carbone en est désormais partie prenante^[5] ; Les glaciations : le cycle des changements climatiques permet aujourd'hui de détailler les sept glaciations antérieures^[6] :

1. (<de 650 000 à 450 000, autres glaciations restant à identifier>)
2. jusque 450 000 ans en arrière : Interglaciaire de Waal
3. jusque 400 000 ans en arrière : Glaciation de Günz ou Nébraskien
4. jusque 350 000 ans en arrière : Interglaciaire de Cromer ou Aftonien
5. jusque 320 000 ans en arrière : Glaciation de Mindel, ou Elster ou Kansien
6. jusque 270 000 ans en arrière : Interglaciaire de Holstein ou Yamouthien
7. jusque 200 000 ans en arrière : Glaciation de Riss, ou Saal, ou de l'Illinoien
8. jusque 125 000 ans en arrière : Interglaciaire de Eem ou Sangamonien ou Eémien
9. jusque 70 000 ans en arrière : Glaciation de Würm, ou glaciation Weichselien ou Wisconsinien
10. jusque 11625 ans en arrière : Interglaciaire de l'Holocène, (Holocene climatic optimum) parfois désigné comme « le nouveau réchauffement » de l'Holocène

Début de l'histoire humaine écrite et constatation des variations climatiques par les chroniqueurs. 535-536, le changement climatique de 535-536 a été constaté par le byzantin Procope de Césarée. Du X^e siècle au XIV^e siècle, Optimum climatique du Moyen Âge est un réchauffement localisé à l'Europe, voire en Amérique du Nord. Des années 1550 aux années 1850 subsiste le petit âge glaciaire. La dernière phase est contemporaine et s'attache à décrire les multiples effets du réchauffement climatique ; elle est à séparer du reste compte tenu de la constante ingérence anthropique sur les équilibres climatiques depuis l'avènement de la révolution industrielle et le contrôle des énergies polluantes par l'Humanité (voir Recul des glaciers depuis 1850).

Récent réchauffement climatique global

Article détaillé : Réchauffement climatique.

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Il a d'abord été évoqué par plusieurs auteurs, puis modélisé par Svante Arrhenius en 1896^[7]. Le terme (en anglais global warming) a été inventé par le climatologue Wallace Broecker(en) dans la revue Science le 8 août 1975^[8]. Depuis, le GIEC affirme que ce réchauffement tend à s'emballer et que les cycles et processus de régulation climatique classiques sont dépassés depuis 1950, avec notamment le dégel du pergélisol contenant du méthane (CH₄), dont l'action sur l'effet de serre est de 23 fois supérieure au dioxyde de carbone (CO₂) et la fonte des glaces polaires et des glaciers augmente l'absorption par les sols et les océans des rayonnements solaires. Durant les canicules plus fréquentes, la végétation ralentit sa croissance et donc sa capacité à extraire le carbone de l'atmosphère. Il s'agirait d'un basculement vers un déséquilibre climatique de forte ampleur, sans déjà savoir si un point de non-retour est atteint.

Le GIEC ne mène pas de recherche en son propre nom mais a pour mission d’évaluer les informations d’ordre scientifique, technique et socio-économique qui sont nécessaires pour mieux comprendre les fondements scientifiques des risques liés au changement climatique d’origine humaine, cerner les conséquences possibles de ce changement et envisager d’éventuelles stratégies d’adaptation et d’atténuation^[9]. Au moins huit des dix années les plus chaudes depuis 1850 sont postérieures à 1997. ^{[réf. souhaitée]}

Sécheresse et désertification

Zones vulnérables à la désertification

Les phénomènes de sécheresse, salinisation et désertification peuvent être aggravés par les modifications du climat, notamment dans le Sahel et le désert de Gobi qui s'étendent. La désertification peut elle-même contribuer à des modifications locales et globales du climat, exemple en favorisant les incendies de savanes ou steppes, en étant une source importante de poussières (aérosols qui peuvent influer sur la pluviométrie) et par leur albédo (plus importante qu'un milieu végétalisé).

Facteurs

Actuellement, le phénomène des changements climatiques dits naturels n'est pas totalement connu (ou « variations climatiques »), mais il existe plusieurs hypothèses qui peuvent tenter de les expliquer^[10],[11].

Causes astronomiques

Les variations des paramètres et celles de la température

Articles détaillés : Paramètres de Milanković et Tache solaire.

Cette théorie proposée par Milutin Milanković entre 1911 et 1941, confirmée par l'étude de l'O¹⁸, et largement approuvée par la communauté scientifique explique les cycles climatiques glaciaires / interglaciaires par les variations d'excentricité, d'obliquité et de précession terrestre. Selon cette théorie, sans forçage anthropique la planète devrait entrer dans une nouvelle ère de refroidissement, ou entrer dans une phase interglaciaire exceptionnellement longue et stable (encore 50 000 ans)^[12].

Une autre théorie, compatible avec les autres, est celle des cycles solaires, développée par l'Allemand Heinrich Schwabe vers 1840, puis par l'Américain George Hale en 1906. Elle explique les faibles variations climatologiques qui ont lieu tous les 11 ans, cycle correspondant à celui des taches solaires qui ont une périodicité de 11 ans ; lorsque le nombre de taches solaires est important, le Soleil émet plus d'énergie (la Terre en reçoit donc plus) et donc un changement de température a lieu. Ce rayonnement influe de manière complexe sur la nébulosité (Cf. principe physique de la chambre à brouillard) et donc à la fois sur l'albédo planétaire et l'effet de serre dû aux nuages et à la vapeur d'eau. Ces taches sont plus froides (4 500 K) que la surface du Soleil (5 800 K environ), mais elles correspondent à une augmentation du rayonnement en rayons-X qui peut augmenter de 1 000 fois pour 1 % dans la lumière visible dans les périodes d'intense activité. La petite période glaciaire observée entre les années 1645 à 1715, est une illustration de la théorie de l'influence des variations de températures dues au cycle des taches solaires. Un nombre inhabituellement faible de taches solaires y ont été observées.

Nuages interstellaires de poussière

Article détaillé : Nuage interstellaire.

Cette théorie est la plus controversée. Pour certains scientifiques, lorsque le système solaire passe dans un nuage interstellaire de poussière, une partie de l'énergie lumineuse est absorbée ; cela influe sur la quantité de chaleur qui arrive sur Terre et donc sur les climats^{[réf. souhaitée]}.

Déplacements des continents vers les pôles

Pour comprendre l'influence des déplacements des continents, il faut d'abord savoir que les courants océaniques ont une influence très importante sur les changements climatiques, les continents n'ont en réalité pas d'influence directe sur le climat mais ils permettent en se déplaçant la formation ou l'arrêt des courants marins.

L'exemple de l'Antarctique : avant la dislocation du super-continent Gondwana, le climat antarctique était chaud et humide ; dès que l'Australie, l'Afrique et l'Amérique du Sud ont migré vers le nord, les divers détroits se sont ouverts et un courant océanique circulaire (appelé courant circumpolaire) commença. En quelque temps, le climat se modifia pour atteindre celui actuel avec une énorme calotte glaciaire qui se mit en place sur le continent antarctique, malgré son aridité (c'est la zone la plus aride du monde), mais toute la neige s'accumule au sol, car à -45 °C de moyenne, la pression de sublimation est négligeable ; la cause d'ablation est d'origine éolienne et sur les côtes, le vélage des glaciers. D'autre part, le "tapis roulant" océanique tourne en environ 2000 ans. Si la circulation thermo-haline venait à être interrompue, le climat serait très nettement perturbé.

Les deux modèles informatiques de climats (américain et européen) donnent des résultats assez semblables, mais sont très largement dépendants des facteurs anthropiques.

Crises volcaniques

Eruption du Pinatubo en 1991

Article détaillé : Volcan.

Les émissions gazeuses des volcans ont 2 effets inverses : les aérosols (émissions de SO₂ et poussières) obscurcissent l'atmosphère, augmentent la pluviométrie et refroidissent le climat ; dans un second temps, les grandes quantités de gaz à effet de serre émis provoquent un effet de serre additionnel. L'effet de serre a pour conséquence, à l'instar du climat dans une serre, d'amplifier les différences de températures : s'il y a du soleil, la chaleur est conservée et réfléchie, s'il n'y a pas de soleil, la chaleur rentre plus difficilement et par conséquent il fait plus froid. La majorité des extinctions des espèces du passé semble due à une variation climatique brutale.

La chute de la météorite du Chicxulub est souvent évoquée comme cause initiale de l'effondrement de la biodiversité à la fin du jurassique, mais il semble (Courtillot, 2004) que des éruptions volcaniques (induites ou indépendantes de chocs météoritiques) qui ont laissé des trapps (dans le Deccan, Inde) gigantesques ont le plus drastiquement perturbé le climat durant des centaines d'années à une vitesse dépassant la cadence des adaptations évolutives possibles des espèces. En particulier, la crise des trapps de Sibérie est associée à l'hécatombe du permien. Des perturbations significatives et mesurables ont suivi l'éruption du Pinatubo (1991) et en 1783-1784, celle du Laki (éruption islandaise dont le nuage a laissé une trace dans les registres de mortalité d'Europe (Courtillot, 2005)). En 1815, l'éruption du Tambora a également eu des conséquences climatiques mondiales, avec de fortes perturbations en 1816.

Rétro-action

Variation de l'albédo

Article détaillé : Albédo.

Cet effet n'est pas à proprement parler un facteur des changements climatiques mais un amplificateur. L'albédo est la proportion (en pourcentage) de rayonnement solaire arrivant au sol réfléchie vers l'espace. Les surfaces enneigées et glacées ont une forte albédo. Les surfaces sombres (terre) ont une faible albédo. Plus l'albédo est élevé, plus le rayonnement est réfléchi et moins il réchauffe le sol puis l'atmosphère subjacente. En effet, lorsque la Terre rentre dans une ère glaciaire, la surface occupée par les glaces augmente et donc l'albédo augmente, ce qui diminue le réchauffement du sol et de l'atmosphère subjacente et renforce ainsi l'ère glaciaire. Et inversement lorsque la Terre est en période interglaciaire.

Conséquences liées à l'humanité

Article détaillé : Réchauffement climatique.

Les changements climatiques sont dus à l'industrialisation de la planète et à l'utilisation massive d'énergies fossiles^[13]. Alors que les changements climatiques naturels se font sur de très longues périodes, ce qui implique une certaine adaptation des espèces animales et végétales, les changements anthropiques sont très rapides et par conséquent menacent énormément les écosystèmes souvent fragiles. La déclaration commune des Académies des Sciences des pays du G8 de juin 2008 demande que toutes les nations collaborent pour apporter une réponse globale au changement climatique (académies signataires : États-Unis, France, Chine, Brésil, Canada, Allemagne, Inde, Italie, Japon, Russie, Grande-Bretagne).

Hiver nucléaire

Article détaillé : Hiver nucléaire.

Un hiver nucléaire est un phénomène climatique hypothétique, de baisse globale des températures de surface, prédit comme pouvant être le résultat d'une guerre nucléaire massive. Il serait analogue à l'hiver volcanique ou à l'hiver d'impact.

Notes et références

1. ↑ Par exemple les variations de l'intensité du rayonnement solaire dues aux variations de l'orbite terrestre, ou aux variations de l'activité solaire
2. ↑ Définitions sur le site Legifrance
3. ↑ site
4. ↑ United Nations Framework Convention on Climate Change
5. ↑ puisque le quatrième rapport du GIEC a entériné la corrélation entre température du globe et taux de gaz à effets de serre, dont le CO2, dans l'atmosphère.
6. ↑ en climatologie et en France, la transition liée à certains réchauffements est qualifiée parfois de soulèvement post-glaciaire.
7. ↑ [PDF] (en) Svante Arrhenius, « On the Influence of Carbonic Acid in the Air upon the Temperature of the Ground », dans Philosophical Magazine and Journal of Science, vol. 5, n^o 41, avril 1896, p. 237-276 [texte intégral (page consultée le décembre 2009)] 
8. ↑ Audrey Garric, « Un nouveau nom pour le “réchauffement climatique” ? », le Monde, août 2010. Consulté le 8 août 2010
9. ↑ GIEC: qui somme nous?
10. ↑ Impacts climatiques en France
11. ↑ Pierre Fraser
12. ↑ Thèse « Datation glaciologique des forages profonds en Antarctique et modélisation conceptuelle du climat : implications pour la théorie astronomique des paléoclimats », 2002, par Frédéric Parrenin du LGGE (Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l'Environnement) de Grenoble, France, Université Joseph Fourier (Voir sa conclusion)
13. ↑ V. John R. McNeill : Something New Under the Sun - An Environmental History of the Twentieth-Century World (New York: Norton, 2000). Trad. fr. Du nouveau sous le soleil: Une histoire de l'environnement mondial au XX^e siècle (Seyssel: Champ Vallon, 2010).

Annexes

Articles connexes

Changements et cycles climatiques

• Cycle du carbone
• Gaz à effet de serre
• Changement climatique brutal

Phénomène contemporain

• Réchauffement climatique
• Empreinte écologique (concept visant à la réduction des causes anthropiques)
• Effets du réchauffement climatique (aspects géopolitiques et économiques)

Instances internationales

• Sommet de la Terre
• Protocole de Kyoto
• Horloge de la fin du monde

Liens externes

• (fr) Ministère de l'Ecologie, de l'Energie, du Développement durable et de la Mer, en charge des Technologies vertes et des Négociations sur le climat
• (fr) Les informations des services publics sur le thème du changement climatique sur le portail Toutsurlenvironnement.fr Causes du changement climatique, impacts environnementaux, adaptation au changement climatique, actions et solutions, politiques publiques
• Le premier observatoire francophone du changement climatique Un site d'Universcience destiné à tous celles et ceux qui souhaitent approfondir leur connaissance et leur compréhension du changement climatique en cours : vous y trouverez les dernières observations, projections, ainsi que l'explication des mécanismes de base.