le réchauffement
climatique

 
m à j : 20 Février 2013





PROOF





 

Définitions
wiki  Réchauffement climatique

Le réchauffement climatique, également appelé réchauffement planétaire, ou réchauffement global, est un phénomène d'augmentation de la température moyenne des océans et de l'atmosphère, à l'échelle mondiale sur plusieurs années. Dans son acception commune, ce terme est appliqué à une tendance au réchauffement global observé depuis les dernières décennies du XXe siècle.

1

Différence de température globale moyenne de surface par rapport à la moyenne 1961-1990, sur la période 1880-2009.

Un Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) élabore un consensus scientifique sur cette question. Son dernier et quatrième rapport, auquel ont participé plus de 2 500 scientifiques de 130 pays, affirme que le réchauffement climatique depuis 1950 est très probablement d'origine anthropique, c'est-à-dire humaine. Ces conclusions ont été approuvées par plus de 40 sociétés scientifiques et académies des sciences, y compris l'ensemble des académies nationales des sciences des grands pays industrialisés.

Les projections des modèles climatiques présentées dans le dernier rapport du GIEC indiquent que la température de surface du globe est susceptible d'augmenter de 1,1 à 6,4 °C supplémentaires au cours du XXIe siècle. Les différences entre les projections proviennent de l'utilisation de modèles ayant des sensibilités différentes pour les concentrations de gaz à effet de serre et utilisant différentes estimations pour les émissions futures. La plupart des études portent sur la période allant jusqu'à l'an 2100. Cependant, le réchauffement devrait se poursuivre au-delà de cette date même si les émissions s'arrêtent en raison de la grande capacité calorifique des océans et de la durée de vie du dioxyde de carbone dans l'atmosphère.

Ce phénomène implique de fortes conséquences humaines et environnementales à moyen et long terme.

Des incertitudes sur la hausse de température globale moyenne subsistent du fait de la précision des modélisations employées, et des comportements étatiques et individuels présents et futurs. Les enjeux économiques, politiques, sociaux, environnementaux, voire moraux, étant majeurs, ils suscitent des débats nombreux, à l'échelle internationale, ainsi que des controverses.


CH Évolution passée des températures et conséquences



Cycles climatiques : Changement climatique.


Le climat global de la Terre connaît des modifications plus ou moins cycliques de réchauffements alternant avec des refroidissements qui diffèrent par leur durée (de quelques milliers à plusieurs millions d'années) et par leur amplitude. Depuis 60 millions d'années, la Terre connaît un refroidissement général, avec l'apparition de la calotte glaciaire antarctique il y a 35 millions d'années et de la calotte glaciaire de l'hémisphère nord il y a 4 millions d'années.

Depuis 800 000 ans, le climat terrestre connaît plusieurs cycles de glaciation et de réchauffement, d'environ 100 000 ans chacun. Chaque cycle commence par un réchauffement brutal suivi d’une période chaude de 10 000 à 20 000 ans environ, appelée période interglaciaire. Cette période est suivie par un refroidissement progressif et l'installation d’une ère glaciaire. À la fin de la glaciation, un réchauffement brutal amorce un nouveau cycle. Nous vivons actuellement depuis plus de 10 000 ans dans une période interglaciaire


2

Depuis 400 000 ans, la Terre a connu 4 cycles de glaciation.

et l'actuelle évolution climatique se place par rapport au réchauffement naturel postérieur à la dernière glaciation.

Grâce à l'étude des carottages de glace et plus précisément de l'analyse de la composition isotopique de l'oxygène piégé dans la glace, les températures atmosphériques des cycles glaciaires de l’ère quaternaire ont pu être reconstituées. La carotte glaciaire la plus profonde a été forée dans le cadre du projet Epica, en Antarctique, à plus de 3 500 mètres de profondeur et permettant de remonter l'histoire du climat en Antarctique jusqu'à 800 000 ans5. Les carottes de glace contiennent des bulles d'air et des indications sur la teneur en gaz de l'atmosphère d'autrefois. Certains croient que ceci montre que les températures globales sont liées à la quantité de gaz à effet de serre (GES) dans l'atmosphère mais il faut bien faire attention à ne pas confondre cause et effet. En effet, 90 % de l'effet de serre étant produit par la vapeur d'eau et les nuages, cela ne prouve pas que le CO2 a une influence significative sur le climat.

Les variations du climat sont corrélées avec celles de l'insolation, des paramètres de Milanković, de l'albédo, des cycles solaires et des concentrations dans l'atmosphère des gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone et des aérosols.



Amplitudes des variations climatiques

03

Variations du climat global depuis 540 millions d'années.


Au cours du quaternaire, l'amplitude thermique a été de l'ordre de 10 °C, mais avec des hausses de température n'ayant jamais dépassé de plus de 4 °C la température moyenne annuelle de la fin du XXe siècle. En revanche pour les cycles plus anciens, comme durant le Permien, la température moyenne globale a atteint 22 °C soit 8 °C de plus par rapport à la moyenne actuelle, comme on peut le voir sur le graphique ci-contre. Durant ces périodes chaudes qui ont duré plusieurs dizaines de millions d'années, la Terre était dépourvue de calottes polaires.

Le maximum thermique entre le paléocène et l'éocène, il y a 56 millions d'années, est particulièrement intéressant car il semble dû à un dégagement de gaz à effet de serre, mais étalé sur plusieurs milliers d'années6. Le réchauffement total fut de 5°C, au rythme modéré de 0,025°C par siècle, très inférieur au rythme observé actuellement. Son impact fut important sur les espèces marines dont certaines disparurent à la suite de l'acidification des océans, les espèces animales ou végétales terrestres réussissant pour la plupart à s'adapter ou à migrer.



Temps historiques

04

Explication détaillée du graphique (en). Les reconstitutions sont faites à partir de la dendrochronologie, des mesures dans les glaciers entre autres.


À l'intérieur des grandes fluctuations climatiques terrestres, se trouvent des variations plus brèves et plus limitées en intensité. Ainsi, au cours du dernier millénaire, est apparue en Europe occidentale une période chaude entre le Xe siècle et le XIIIe siècle siècle, appelée "optimum climatique médiéval" : c'est l'époque où les navigateurs vikings découvrent et baptisent le Groenland (littéralement "Pays vert") et fondent des colonies à l'extrême sud de l'île. De même, l'époque des Temps Modernes (1550-1850) connut une période de refroidissement que les historiens appellent le "petit âge glaciaire" caractérisé par des hivers très rigoureux, dont le terrible hiver 1708-1709. Cette année-là, les céréales manquèrent dans la plus grande partie de la France, et seuls la Normandie, le Perche et les côtes de Bretagne ont pu produire assez de grain pour assurer les semences. Dans la région parisienne, le prix du pain atteignit, en juin 1709, 35 sous les neuf livres au lieu de 7 sous ordinairement. De nombreux arbres gelèrent jusqu'à l'aubier, et la vigne disparut de plusieurs régions de la France, les températures les plus basses étant atteintes entre le 10 et le 21 janvier.

Selon les reconstitutions9 de températures réalisées par les climatologues, la dernière décennie du XXe siècle et le début du XXIe siècle constituent la période la plus chaude des deux derniers millénaires (voir graphique). Notre époque serait même un peu plus chaude (de quelques dixièmes de degrés) que ne le fut l'optimum climatique médiéval.




CH
Observations liées au réchauffement climatique actuel

Plusieurs changements ont été observés dans le monde qui ont conduit à conclure à l'existence d'un réchauffement climatique planétaire. En France, un observatoire national sur les effets du réchauffement climatique (ONERC), créé en 2001, coordonne les observations.


Évolution des températures

05

Température moyenne de surface entre 1856 et 2009. La baisse ponctuelle en 1992-1993 est attribuée aux aérosols dégagés lors de l'éruption du Pinatubo en 1991.



Les mesures terrestres de température réalisées au cours du XXe siècle montrent une élévation de la température moyenne. Ce réchauffement se serait déroulé en deux phases, la première de 1910 à 1945, la seconde de 1976 à aujourd'hui. Ces deux phases sont séparées par une période de léger refroidissement. Ce réchauffement planétaire semble de plus corrélé avec une forte augmentation dans l'atmosphère de la concentration de plusieurs gaz à effet de serre, dont le dioxyde de carbone, le méthane et le protoxyde d'azote.

Les 10 années les plus chaudes entre 1880 et 2011

     Années     Écarts par rapport
                       à la moyenne de
                          1961–1990

1     2010             +0,53 °C
2     2005             +0,53 °C
3     1998             +0,52 °C
4     2009             +0,49 °C
5     2003             +0,49 °C
6     2002             +0,49 °C
7     2007             +0,48 °C
8     2004             +0,44 °C
9     2001             +0,43 °C
10   2008             +0,38 °C

L'élévation de la température moyenne du globe entre 1906 et 2005 est estimée à 0,74 °C (à plus ou moins 0,18 °C près), dont une élévation de 0,65 °C durant la seule période 1956-2006.

L’analyse du Goddard institute for space studies (GISS) de la NASA montre que la moyenne mondiale de la température de l’air de surface entre 1997 et 2008 est de 0,44 °C au-dessus de la moyenne mondiale établie entre 1951 et 1980. Selon le même institut, l'année 2010 a été l'année la plus chaude (à égalité avec 2005, et pour la moyenne des températures planétaires), et marque la fin de la décennie et d'une suite de 30 années les plus chaudes jamais enregistrées par la météorologie, ceci malgré un net refroidissement de certaines zones de l'hémisphère nord par La Niña, et malgré les effets d'une faible activité solaire. Le réchauffement s'est globalement poursuivi sans discontinuer de 1980 à 2010, sur 30 ans, intervalle de temps généralement considéré par les météorologues comme suffisant à titre de tendance sur le court terme.

Parmi les dix années les plus chaudes depuis un siècle, neuf sont postérieures à l'an 2000.

Le quatrième rapport du GIEC estime comme très probable le fait que les températures moyennes dans l’hémisphère nord aient été plus élevées pendant la seconde moitié du XXe siècle que durant n’importe quelle autre période de cinquante ans au cours des cinq derniers siècles, et probable le fait qu’elles aient été les plus élevées depuis 1 300 ans au moins.


Précipitations

Selon le quatrième rapport du GIEC, la répartition des précipitations s'est modifiée au cours du XXe siècle. En particulier, les précipitations auraient fortement augmenté dans l’est de l’Amérique du Nord et du Sud, dans le nord de l’Europe et dans le nord et le centre de l’Asie, tandis qu’elles diminuaient au Sahel, en Méditerranée, en Afrique australe et dans une partie de l’Asie du Sud. D'autres experts estiment toutefois les données actuelles trop rares et incomplètes pour qu'une tendance à la hausse ou à la baisse des précipitations puisse se dégager sur des zones de cette ampleur. On observe également depuis 1988 une diminution notable de la couverture neigeuse printanière aux latitudes moyennes de l'hémisphère nord. Cette diminution est préoccupante car cette couverture neigeuse contribue à l'humidité des sols et aux ressources en eau.


Fonte de la banquise

Plusieurs études indiquent que les banquises sont en train de se réduire. La surface des glaces de mer a connu une décroissance très rapide, passant de 8,5 millions de km2 pendant la période 1950-1975 à 5,5 millions de km2 en 20103. Le satellite spécialisé CryoSat-2 fut mis en orbite en avril 201019 après l'échec du premier satellite CryoSat en 2005. Il doit fournir des informations plus précises sur les quantités de glace polaire.


En Arctique

07

En 2005 et 2007 ont été atteints les records de minimum de l'étendue de la banquise arctique.


Des observations par satellite montrent que ces banquises perdent de la superficie dans l'océan Arctique. Par ailleurs, un amincissement de ces banquises, en particulier autour du pôle nord, a été observé. L'âge moyen des glaces sur la période 1988-2005, est passé de plus de six ans à moins de trois ans. La réduction de l'étendue moyenne de la banquise arctique depuis 1978 est de l'ordre de 2,7 % par décennie (plus ou moins 0,6 %), son étendue minimale en fin d'été diminuant de 7,4 % par décennie (plus ou moins 2,4 %)12.

Le réchauffement dans cette région est de l'ordre de 2,5 °C (au lieu de 0,7 °C en moyenne sur la planète), et l'épaisseur moyenne des glaces a perdu 40 % de sa valeur entre les périodes 1958-1976 et 1993-1997.

2007 marque un minimum de la banquise en été. Cette année-là, les observations satellitaires constatent une accélération de la fonte de la banquise arctique, avec une perte de 20 % de la surface de la banquise d'été en un an. Les observations menées pendant l'expédition Tara dirigée sous l'égide du programme européen Damoclès (Developping Arctic Modelling and Observing Capabillities for Long-term Environmental Studies) de septembre 2006 à décembre 2007 indiquent que les modifications entamées dans l'océan Arctique sont profondes et irréversibles.

Par ailleurs, le Groenland a vu ses glaciers se réduire de 230 à 80 milliards de tonnes par an de 2003 à 2005, ce qui contribuerait à 10 % des 3 mm actuels d'élévation annuelle du niveau des mers.

Une étude récente montre une anticorrélation et un basculement bipolaire entre les températures des pôles : quand un pôle se réchauffe, l'autre se refroidit, et les phases de réchauffement/refroidissement se succèdent par cycles de quelques dizaines d'années.

Le lien entre les deux pôles serait l'Océan Atlantique. Selon les auteurs, "l'accélération récente du réchauffement de l’Arctique résulte d'un renforcement positif de la tendance au réchauffement (due à l'accroissement des gaz à effet de serre et à d'autres forçages possibles) par la phase de réchauffement due à la variabilité climatique multidécennale (due aux fluctuations de la circulation de l'Océan Atlantique".


En Antarctique

En Antarctique, les mesures par satellites, faites depuis 1979 ne montrent pas actuellement de diminution de surface, contrairement à la banquise Arctique. Cependant, on observe un certain nombre de phénomènes exceptionnels. Ainsi, 3 500 km2 de la banquise Larsen B, (l'équivalent en surface des deux tiers d'un département français), se sont fragmentés en mars 2002, les premières crevasses étant apparues en 1987. Cette banquise était considérée comme stable depuis 10 000 ans. Au mois d'avril 2009, la plaque Wilkins, dont la superficie était naguère de 16 000 km2 s'est également détachée.


Calottes polaires

Le bilan des calottes polaires de l’Antarctique et du Groenland est négatif depuis une dizaine d’années, même si certaines régions de l'Antarctique s’épaississent par suite de précipitations neigeuses accrues. La perte de masse s’effectue dans les zones côtières en raison de l'écoulement rapide de certains glaciers vers l’océan.


Fonte du pergélisol

On observe un réchauffement et une fonte partielle du pergélisol arctique. Entre un tiers et la moitié du pergélisol de l'Alaska n'est plus qu'à un degré de la température de dégel. En Sibérie, des lacs issus de la fonte du pergélisol se forment, provoquant des dégagements importants de méthane. Le dégagement de méthane est de l'ordre de 14 à 35 millions de tonnes par an sur l'ensemble des lacs arctiques.

L'analyse au carbone 14 de ce méthane prouve que celui-ci était gelé depuis des milliers d'années.



Recul des glaciers de montagne depuis 1850.

07

Une carte du changement dans l'épaisseur de glaciers de montagne depuis 1970. Diminution en orange et rouge, épaississement en bleu.


08

Changement de l'accumulation des neiges au sommet du Kilimandjaro : première photo prise le 17 février 1993, seconde le 21 février 2000. Le Kilimandjaro a perdu 82 % de son glacier durant le XXe siècle et celui-ci pourrait avoir disparu en 2020 selon un article paru dans la revue Science en 2002.


À quelques exceptions près, la plupart des glaciers montagnards étudiés sont en phase de recul. Le recul des glaciers continentaux est observé de façon quasi généralisée depuis 3 à 4 décennies, avec une nette augmentation au cours des 20 dernières années.

De nombreux travaux documentent ce recul et cherchent à l'expliquer. Un tel recul semble tout à fait cohérent avec un réchauffement du climat, cependant cette hypothèse n'est pas certaine, certains glaciers ayant commencé à reculer au milieu du XIXe siècle, après la fin du petit âge glaciaire.

L'avancée ou le recul des glaciers sont récurrents et liés à de nombreux facteurs, parmi lesquels les précipitations ou le phénomène El Niño jouent un rôle important. Par exemple le recul actuel de la mer de Glace à Chamonix découvre des vestiges humains du Moyen Âge, preuve que le glacier a déjà reculé davantage que de nos jours à une période historiquement proche.


Le recul des glaciers de montagne, notamment à l'ouest de l'Amérique du Nord, en Asie, dans les Alpes, en Indonésie, en Afrique (dont le Kilimandjaro), et dans des régions tropicales et subtropicales d'Amérique du Sud, a été utilisé comme preuve qualitative de l'élévation des températures globales depuis la fin du XIXe siècle par le GIEC dans son rapport de 2001.

Les causes du recul du glacier du Kilimandjaro en Afrique sont débattues et sont un bon exemple de la complexité du réchauffement climatique et de la circonspection nécessaire dans l'analyse des données. Pour certains climatologues, ce recul est dû à une diminution des chutes de neige depuis le XIXe siècle. Pour d'autres, le réchauffement climatique est en cause, du fait que les glaciers tropicaux sont en phase de régression partout sur la planète et que les glaces du Kilimandjaro ont résisté à une longue sécheresse il y a 4000 ans.

En ce qui concerne les glaciers himalayens, il faut souligner le nombre limité de données. Une étude de 2006 observe qu'une augmentation du ruissellement saisonnier des glaciers de l'Himalaya a entraîné une augmentation de la production agricole en Inde du nord au cours du XXe siècle. Des données fiables n'existaient en 2007 que pour 50 glaciers indiens, sur plus de 9 500. Selon un rapport de 2009 du ministère Indien de l'environnement, les glaciers de l'Himalaya qui constituent les sources des plus grandes rivières d'Asie — Gange, Indus, Brahmapoutre, Yangtze, Mekong, Salween et Huang He — sont en recul. Cependant ce rapport reste prudent dans ces conclusions:

    "Il est prématuré d'affirmer que les glaciers himalayens reculent anormalement à cause du réchauffement climatique. Un glacier est influencé par tout un ensemble de facteurs physiques et par une interconnexion complexe des facteurs climatiques."


Pratiques agricoles

Le climat, et en particulier les températures, ont un effet sur la date des récoltes agricoles. Dans de nombreux cas, les dates de vendanges sont régulièrement avancées, comme en Bourgogne. De plus ces phénomènes peuvent être décrits sur plusieurs décennies car ces dates de vendanges ont été consignées dans le passé et archivées. De tels documents sont utilisés pour déterminer les températures à des périodes où les thermomètres n'existaient pas ou manquaient de précision. Un réchauffement climatique depuis le XXe siècle est clairement établi par l'étude de ces archives (ainsi, la date de début des vendanges à Châteauneuf-du-Pape a avancé d'un mois en cinquante ans).


Faune et flore

En mer, de nombreuses espèces de poissons remontent vers les pôles. Sur Terre, on observe aussi une modification de l'aire de répartition de différentes espèces animales et végétales. Cette modification est complexe et hétérogène.

Dans certains cas, les espèces et écosystèmes reculent face à la désertification ou à la salinisation. Certaines limites d'aire de répartition montent plus haut en altitude, en particulier quand l'aire de l'espèce se déplace vers le nord (ou le sud dans l'hémisphère sud), ce qui ne doit pas cacher le fait qu'en réalité, localement au moins, l'optimum pour une espèce a pu fortement descendre en altitude (là où les milieux sont plus humides, par exemple suite à une fonte accrue des glaciers). Par exemple en Californie, pour 64 espèces végétales dont l'aire de répartition a été suivies depuis 1930 à 2010, la zone d' optimum climatique de ces plantes a diminué de 80 mètres d'altitude en moyenne. Un suivi fait dans 13 pays européen montre que les plantes de montagne "grimpent" en altitude, mais sont alors confrontées à une concurrence accrue.

Dans tous ces cas, le réchauffement climatique est souvent proposé comme expliquant ces modifications.

Paradoxalement, localement, suite aux courants froids résultant de la fonte accélérée de la calotte glaciaire, des refroidissements hivernaux peuvent aussi affecter la faune. Ainsi au début de février 2011, 1.600 tortues vertes (espèce en danger) engourdies par une eau inhabituellement froide se sont échouées sur et autour de South Padre Island (Texas)52. Elles sont alors plus vulnérables aux collisions avec les bateaux, à leurs prédateurs et aux échouages (sur les 860 premières tortues récupérée par des bénévoles, 750 ont survécu et ont pu être ensuite libérées)52. En janvier 2010, plus de 4.600 tortues s'étaient échouées en Floride.

Ceci vaut aussi pour la faune terrestre. Par exemple, l'extension actuelle de l'aire de répartition de la chenille processionnaire du pin, qui a atteint Orléans en 1992 et Fontainebleau en 2005, pourrait être due au réchauffement climatique.

Le Muséum national d'histoire naturelle a mis en place depuis plusieurs années des systèmes de suivi des espèces. Le suivi temporel des oiseaux communs (STOC) montre par exemple qu'en vingt ans, les communautés d'oiseaux en France se sont globalement déplacées de 100 km vers le nord. Ces éléments peuvent avoir une grande importance pour les stratégies de protection et restauration de la biodiversité et des trames vertes et bleues nécessaires à leur déplacements (dont corridors climatiques le cas échéant). Ainsi les parcs nationaux surtout positionnés en montagne pourraient ne pas assez tenir compte d'un discret mais important phénomène de descente des "optimums" de certains végétaux qui vont souvent s'étendre sur des zones urbanisées et agricoles.

Le réchauffement global contribuerait aussi au rétrécissement de la taille des espèces vivantes, comme celle qui s'est produite au Maximum thermique du passage Paléocène-Eocène. L'augmentation de température entraîne la raréfaction de l'oxygène dissous dans l'eau, la sécheresse ou encore l'augmentation du métabolisme des ectothermes, si bien que la grande majorité des organismes semble s'adapter avec une croissance moindre, par un effet de rétrécissement en cascade (des producteurs primaires aux consommateurs) suite à la baisse des ressources alimentaires de la chaîne alimentaire56.


Cyclones tropicaux

09

Évolution des tempêtes tropicales (en bleu), des ouragans (en vert) et des ouragans majeurs (catégorie 3) (en rouge), dans l'Atlantique Nord.


Le consensus scientifique dans le rapport de 2007 du GIEC est que l'intensité des cyclones tropicaux va probablement augmenter (avec une probabilité supérieure à 66 %).

Une étude publiée en 2005, remise en question depuis par une seconde étude, indique une augmentation globale de l'intensité des cyclones entre 1970 et 2004, le nombre total de cyclones étant en diminution pendant la même période. Le nombre de cyclone d'intensité 4 et 5 à presque doublé en nombre et en proportion entre 1970 et 2004. Selon cette étude, il est possible que cette augmentation d'intensité soit liée au réchauffement climatique, mais la période d'observation est trop courte et le rôle des cyclones dans les flux atmosphériques et océaniques n'est pas suffisamment connu pour que cette relation puisse être établie avec certitude.

La seconde étude publiée un an plus tard ne montre pas d'augmentation significative de l'intensité des cyclones depuis 1986. Ryan Maue, de l'université de Floride, dans un article intitulé Northern Hemisphere tropical cyclone activity, observe pour sa part une baisse marquée de l'activité cyclonique depuis 2006 dans l'hémisphère nord par rapport aux trente dernières années. Il ajoute que la baisse est probablement plus marquée, les mesures datant de trente ans ne détectant pas les activités les plus faibles, ce que permettent les mesures d'aujourd'hui. Pour Maue, c'est possiblement un plus bas depuis cinquante ans que l'on observe en termes d'activité cyclonique.

Par ailleurs, les simulations informatiques ne permettent pas dans l'état actuel des connaissances de prévoir d'évolution significative du nombre de cyclones lié à un réchauffement climatique.




CH Réchauffement des océans et élévation du niveau de la mer


Élévation du niveau de la mer.


On observe un réchauffement des océans, qui diminue avec la profondeur. L'élévation de température depuis 1960 est estimée à 0,6 °C pour les eaux de surface, et à 0,04 °C pour l'océan dans son ensemble.

10

Elévation du niveau des océans

On estime que les océans ont absorbé à ce jour 80 à 90 % de la chaleur ajoutée au système climatique. Ce réchauffement contribue pour 30 % à une montée du niveau de la mer par dilatation thermique des océans, 60 % de cette montée étant due à la fonte des glaces continentales (dont la moitié provient de la fonte des calottes polaires) et 10 % à un flux des eaux continentales vers les océans. Les données proviennent des marégraphes mis en place depuis la fin du XIXe siècle, secondés à partir des années 1990 par des satellites altimétriques. Leur analyse suggère que le niveau de la mer s'est élevé au cours du XXe siècle de quelques dizaines de centimètres, et qu'il continue à s'élever régulièrement. On estime que le niveau de la mer s'est élevé de 1,8 mm par an entre 1961 et 2003 et de 3,4 mm par an depuis 1993. Cette élévation du niveau de la mer peut aussi être observée indirectement par ses conséquences sur l'environnement, comme c'est le cas au Nouveau-Brunswick.

Dans le cadre du système ARGO, 3 000 balises automatiques ont été réparties dans tous les océans en 2007 et permettront de suivre la température et la salinité des océans jusqu'à 2 000 mètres de profondeur. En Atlantique Nord, des chercheurs de l'Ifremer Brest ont confirmé les tendances au réchauffement dans les couches de surface.

La courbe de la quantité de chaleur estimée dans les océans est mise à jour régulièrement par l'organisme américain de météorologie NOAA




CH Causes


Hypothèse d'un effet de serre additionnel


11

12

Variation des températures, activité solaire et concentration du CO2



L’effet de serre est un phénomène naturel : une partie du rayonnement infrarouge émis par la Terre vers l’atmosphère terrestre reste piégée par les gaz dits "à effet de serre", augmentant ainsi la température de la basse atmosphère (troposphère). Ces gaz sont essentiellement de la vapeur d'eau et du dioxyde de carbone. Environ un tiers de ce dernier a été produit par l'homme. Sans cet effet, la température de surface de la Terre serait en moyenne de 33 °C inférieure soit -19 °C.

L'augmentation actuellement observée des quantités de gaz à effet de serre, comme le CO2, contribue à renforcer l'effet de serre. Les concentrations actuelles de CO2 dans l'atmosphère surpassent de loin les taux des 650 000 dernières années. Elles sont passées de 280 ppm en 1970 à 379 ppm en 2005, et celles de méthane sont passées de 715 ppb à 1 774 ppb.

Par ailleurs, la vitesse de croissance du taux de CO2 dans l'atmosphère augmente également, passant de +1,5 ppm par an de 1970 à 2000, à +2,1 ppm par an entre 2000 et 2007. Il a été prouvé par l’étude isotopique du carbone dans l’air que cette augmentation des quantités de gaz à effet de serre est due pour plus de la moitié à la combustion de matière carbonée fossile, l'autre partie étant due essentiellement aux déboisements massifs.

Selon le quatrième rapport du GIEC, 49 milliards de tonnes équivalent CO2 sont émises annuellement par les activités humaines, réparties comme suit :

    la part due au secteur énergétique est de 25,9 % ;
    suivie par l'industrie à 19,4 % ;
    le secteur forestier à 17,4 % ;
    l'agriculture à 13,5 % ;
    les transports à 13,1 % ;
    les habitations à 7,9 % ;
    les déchets et eaux usées à 2,8 %.

L’hypothèse d’un lien entre la température moyenne du globe et le taux de dioxyde de carbone dans l’atmosphère a été formulée pour la première fois en 1895 par le Prix Nobel de Chimie Svante Arrhenius.

Svante Arrhenius a démontré que l’augmentation de la concentration de CO2 dans l’atmosphère risquait d’accroître très significativement la température de la planète. Il avait calculé qu’un doublement de la teneur en CO2 pourrait provoquer un réchauffement de 4 à 6 °C, des valeurs en cohérence avec les modélisations du XXIe siècle. Cet élément montre l'ancienneté d'une théorie scientifique du réchauffement climatique.

En 1938, l’ingénieur anglais Guy Callendar, puis en 1956 le physicien américain Gilbert Plass ont établi puis théorisé la relation entre l’accroissement des rejets industriels de CO2 et les premières observations de réchauffement climatique planétaire. Dans ce contexte, en 1957, les Américains ont mis en place des mesures de la concentration en CO2 de l’atmosphère à Hawaï. Cela a permis au climatologue américain Charles Keeling de produire en 1961 une première courbe confirmant une progression régulière de la concentration de CO2. Dès 1965, les conseillers scientifiques de la Maison Blanche ont averti le président Lyndon B. Johnson que le réchauffement risquait d’avoir des conséquences graves pour les États-Unis. En 1970, le Massachusetts Institute of Technology (MIT) plaçait le réchauffement climatique parmi les problèmes environnementaux d'avenir les plus sérieux. Mais c’est seulement en 1979, lors de la première conférence mondiale sur le climat, à Genève, qu’a été avancée publiquement pour la première fois sur la scène internationale l’éventualité d’un impact de l’activité humaine sur le climat.

L’augmentation de l’effet de serre induit par l’ensemble des gaz à effet de serre est estimé à 2,3 W/m2. Les variations d'énergie rayonnée par le Soleil durant ses cycles d'activité sont dix fois plus faibles. L'éventuelle influence sur la formation des nuages d'un rayonnement cosmique galactique modulé par le vent solaire est actuellement à l'étude.

L'article controverses sur le réchauffement climatique détaille l'hypothèse des fluctuations de l'activité solaire



Validation de l'hypothèse

13

Le supercalculateur Earth Simulator a contribué à étudier l'origine du réchauffement climatique.


Selon les conclusions du rapport de 2001 des scientifiques du GIEC, la cause la plus probable de ce réchauffement dans la seconde moitié du XXe siècle serait le "forçage anthropique", c’est-à-dire l’augmentation dans l’atmosphère des gaz à effet de serre résultant de l’activité humaine. Le degré de certitude a été augmenté dans le rapport 2007 du GIEC, qui qualifie de très probable le fait que le réchauffement climatique soit dû à l’activité humaine.

Selon les prévisions actuelles, le réchauffement planétaire se poursuivrait au cours du XXIe siècle mais son amplitude est débattue : selon les hypothèses retenues et les modèles employés, les prévisions pour les 50 années à venir vont de 1,8 à 3,4 °C.


Méthode scientifique: la modélisation

14

Comparaison des variations de température, observées et simulées, avec et sans facteurs anthropiques (par rapport à la moyenne de la période 1901-1950).



Leurs conclusions sont tirées des résultats d’expériences avec des modèles numériques.

Ces modèles tiennent compte de deux types de mécanismes :

  • ceux qui sont suffisamment bien compris pour pouvoir être traduits en équation. Il s'agit essentiellement de la circulation de l'atmosphère, des phénomènes de forçage radiatif, et de l'hydrodynamique de la circulation océanique. La précision des prévisions basées sur ces mécanismes est limitée par la limitation statiale et temporelle due à la puissance des ordinateurs et à l'efficacité des algorithmes de calcul utilisés ;
  • ceux dont la modélisation est empirique. Telle est en particulier l'effet des nuages, la taille des mailles des modèles actuels ne permettant de ne traiter ceux-ci que sous un aspect statistique. Il en est de même pour l'albédo de la végétation, qui est déduite de mesures d'observation.

Hypothèses à tester

Les modèles numériques ont été utilisés pour estimer l’importance relative des divers facteurs naturels et humains au travers de simulations menées sur des supercalculateurs, pour identifier le ou les facteurs à l’origine de la brutale hausse de température.

15


Plusieurs hypothèses ont été testées :

les fluctuations cycliques de l’activité solaire ;

la rétention de la chaleur par l’atmosphère, amplifiée par les gaz à effet de serre ;

la modification de la réflectivité de la surface terrestre — l'albédo — par la déforestation, l’avancée des déserts, l’agriculture, le recul des glaces, neiges et glaciers, mais aussi par les cirrus artificiels

créés par les traînées des avions et l’étalement urbain ;

les émissions volcaniques.

Certaines de ces causes sont d’origine humaine, comme la déforestation et la production de dioxyde de carbone par combustion de matière fossile. D’autres sont naturelles, comme l’activité solaire ou les émissions volcaniques.


Résultats

Les simulations climatiques montrent que le réchauffement observé de 1910 à 1945 peut être expliqué par les seules variations du rayonnement solaire (voir changement climatique). En revanche, pour obtenir le réchauffement observé de 1976 à 2006 (voir graphique), on constate qu’il faut prendre en compte les émissions de gaz à effet de serre d’origine humaine. Les modélisations effectuées depuis 2001 estiment que le forçage radiatif anthropique est dix fois supérieur au forçage radiatif dû à des variations de l’activité solaire, bien que le forçage dû aux aérosols soit négatif.

Le point essentiel est que le forçage radiatif net est positif. En particulier, l’augmentation de la température moyenne mondiale depuis 2001 est en accord avec les prévisions faites par le GIEC depuis 1990 sur le réchauffement induit par les gaz à effets de serre. Enfin, un réchauffement uniquement dû à l’activité solaire n’expliquerait pas pourquoi la troposphère verrait sa température augmenter et pas celle de la stratosphère.



Consensus scientifique

16

Un forçage radiatif positif est un renforcement de l’effet de serre et un réchauffement ; un forçage radiatif négatif entraine un refroidissement (augmentation de l’albédo). Ceci correspond à des calculs en tenant compte des concentrations dans l’atmosphère.



Dans son rapport de 2001, le GIEC conclut que les gaz à effet de serre anthropogéniques "jouent un rôle important dans le réchauffement global".

En 2003, l'American Geophysical Union affirme que "les influences naturelles ne permettent pas d’expliquer la hausse rapide des températures à la surface du globe".

Le 7 juin 2005, les académies des sciences des pays du G8 et celles des trois plus gros pays en voie de développement consommateurs de pétrole ont signé une déclaration commune à Londres, affirmant que le doute entretenu par certains à l'endroit des changements climatiques ne justifie plus l'inaction et qu'au contraire, il faut "enclencher immédiatement" un plan d'action planétaire pour contrecarrer cette menace globale.

Enfin, en 2007, le quatrième rapport du GIEC, annonce que la probabilité que le réchauffement climatique soit dû aux activités humaines est supérieure à 90 %.

De nombreux scientifiques estiment même que ce rapport n'est pas assez clair et qu'il faudrait dès maintenant un programme international pour réduire drastiquement les deux sources principales de gaz à effet de serre, le transport routier et les centrales à charbon.






CH Critiques de l'hypothèse d'une origine humaine


Controverses sur le réchauffement climatique

Bien qu'il existe un fort consensus dans la communauté scientifique sur le rôle prédominant des activités humaines dans le réchauffement climatique du dernier demi-siècle, des personnalités contestent tout ou partie de cette thèse et attribuent le réchauffement à des causes naturelles85, par exemple liées à l'activité naturelle du Soleil. Cette hypothèse n'est pas retenue par l'Académie des sciences française.

Par ailleurs, des critiques et controverses portent également sur les conséquences du réchauffement (voir le paragraphe Poursuite du réchauffement climatique plus bas) et les actions à mener pour lutter contre lui (voir la section Réponse des États plus bas).


Projections

Le GIEC distingue les prévisions climatiques des projections climatiques. Les prévisions climatiques sont le résultat d’une tentative d’estimation de l’évolution réelle du climat à l’avenir (à des échelles de temps saisonnières, interannuelles ou à long terme, par exemple), et sont en général de nature probabiliste. Les projections climatiques sont basées sur des modèles climatiques et répondent à divers scénarios d’émissions de gaz à effet de serre, basés sur des hypothèses concernant l’évolution socioéconomique et technologique à venir. Or, ces hypothèses pouvant se réaliser ou non, les projections sont donc sujettes à une forte incertitude.



Modèles climatiques

Les projections par les scientifiques de l’évolution future du climat est possible par l'utilisation de modèles mathématiques traités informatiquement sur des superordinateurs. Ces modèles, dits de circulation générale, reposent sur les lois générales de la thermodynamique et simulent les déplacements et les températures des masses atmosphériques et océaniques. Les plus récents prennent aussi en considération d'autres phénomènes, comme le cycle du carbone.

Ces modèles sont considérés comme valides par la communauté scientifique lorsqu'ils sont capables de simuler des variations connues du climat, comme les variations saisonnières, le phénomène El Niño, ou l'oscillation nord-atlantique. Les modèles les plus récents simulent de façon satisfaisante les variations de température au cours du XXe siècle. En particulier, les simulations menées sur le climat du XXe siècle sans intégrer l'influence humaine ne rendent pas compte du réchauffement climatique, tandis que celles incluant cette influence sont en accord avec les observations.

Les modèles informatiques simulant le climat sont alors utilisés par les scientifiques pour établir des scenarios d'évolution future du climat, mais aussi pour cerner les causes du réchauffement climatique actuel, en comparant les changements climatiques observés avec les changements induits dans ces modèles par différentes causes, naturelles ou humaines.

Ces modèles sont l'objet d'incertitudes de nature mathématique, informatique, physique, etc. Les trois principales sources d'incertitude mentionnées par les climatologues sont :

la modélisation des nuages ;

la simulation de phénomènes de petite échelle, comme les cellules orageuses, ou l'effet du relief sur la circulation atmosphérique ;

la modélisation de l'interface entre les océans et l'atmosphère.

De façon plus générale, ces modèles sont limités d'une part par les capacités de calcul des ordinateurs actuels, et le savoir de leurs concepteurs d'autre part, la climatologie et les phénomènes à modéliser étant d’une grande complexité. L'importance des investissements budgétaires nécessaires sont aussi un aspect non négligeable de la recherche dans le domaine du réchauffement climatique. Malgré ces limitations, le GIEC considère les modèles climatiques comme des outils pertinents pour fournir des scenari d'évolution utiles du climat.


Poursuite du réchauffement climatique

17

18


Pour les climatologues regroupés au sein du GIEC, l'augmentation des températures devrait se poursuivre au cours du XXIe siècle. L'ampleur du réchauffement attendu le plus probable est de à 1,8 à 3,4 °C.

L'ampleur du réchauffement prévu est incertaine ; les simulations tiennent compte :

    des incertitudes liées aux modèles (voir plus haut) ;
    des incertitudes sur le comportement de l'humanité au cours du XXIe siècle.

Afin de prendre en compte ce dernier paramètre dans leurs projections, les climatologues du GIEC ont utilisé une famille de 40 scénarios d'émission de gaz à effet de serre détaillés dans le rapport Special Report on Emissions Scenarios (SRES).

Dans certains scénarios, la croissance de la population humaine et le développement économique sont forts, tandis que les sources d’énergie utilisées sont principalement fossiles. Dans d’autres scénarios, un ou plusieurs de ces paramètres sont modifiés, entrainant une consommation des énergies fossiles et une production de gaz à effet de serre moindres. Les scénarios utilisés comme hypothèse de travail pour l’élaboration du troisième rapport du Giec (2001) ne prennent pas en compte l’éventualité d’une modification intentionnelle des émissions de gaz à effet de serre à l’échelle mondiale.

Les incertitudes liées au fonctionnement des modèles sont mesurées en comparant les résultats de plusieurs modèles pour un même scénario, et en comparant les effets de petites modifications des scénarios d’émission dans chaque modèle.

Les variations observées dans les simulations climatiques sont à l'origine d'un éparpillement des prévisions de l'ordre de 1,3 à 2,4 °C, pour un scénario (démographique, de croissance, de "mix énergétique mondial", etc.) donné. Le type de scénario envisagé a un effet de l’ordre de 2,6 °C sur le réchauffement climatique simulé par ces modèles et explique une bonne partie de la marge d’incertitude existant quant à l’ampleur du réchauffement à venir.

Les projections d'augmentation de température pour l'horizon 2100 données par le Giec (SPM du rapport de 2007) s'échelonnent de 1,1 à 6,3 °C. Les experts du Giec affinent leurs projections en donnant des valeurs considérées comme "les meilleures estimations", ce qui permet de réduire la fourchette de 1,8 à 4,0 °C. Et en éliminant le scénario A1F1, considéré comme irréaliste, l'augmentation de température serait comprise entre 1,8 et 3,4 °C.


19

Les scientifiques du Giec considèrent que ces scénarios sont les meilleures projections actuellement possibles, mais qu'ils sont toujours sujets à des réajustements ou à des remises en cause au fur et à mesure des avancées scientifiques. Ils considèrent qu'il est nécessaire d'obtenir des modèles plus réalistes et une meilleure compréhension des phénomènes climatiques, ainsi que des incertitudes associées.

Cependant, de nombreux climatologues pensent que les améliorations à court terme apportées aux modèles climatiques ne modifieront pas fondamentalement leurs résultats, à savoir que le réchauffement planétaire va continuer et que son ampleur sera plus ou moins importante en fonction de la quantité de gaz à effet de serre émis par les activités humaines au cours du XXIe siècle, et ce en raison de l'inertie des systèmes climatiques à l'échelle planétaire.

Certains articles scientifiques montrent que l'année 1998 a été la plus chaude de toute l'histoire de la météorologie, que le réchauffement s'accélère — 0,8 °C en un siècle, dont 0,6 °C sur les trente dernières années —, mais aussi d'après l'analyse de sédiments marins, que la chaleur actuelle se situe dans le haut de l'échelle des températures depuis le début de l'holocène, c’est-à-dire depuis 12 000 ans.


Conséquences environnementales prévues

Les modèles utilisés pour prédire le réchauffement planétaire futur peuvent aussi être utilisés pour simuler les conséquences de ce réchauffement sur les autres paramètres physiques de la Terre, comme les calottes de glace, les précipitations ou le niveau des mers. Dans ce domaine, un certain nombre de conséquences du réchauffement climatique sont l'objet d'un consensus parmi les climatologues.


Montée des eaux

Une des conséquences du réchauffement planétaire sur lesquelles s'accordent les scientifiques est une montée du niveau des océans. Deux phénomènes engendrent cette élévation :

    l'augmentation du volume de l'eau due à son réchauffement (dilatation thermique) ;
    l'apport d'eau supplémentaire provenant de la fonte des glaciers continentaux et des calottes polaires.

Ce dernier phénomène s'étale sur une longue durée, la fonte des glaciers se mesurant à l'échelle de plusieurs décennies, et celle des calottes polaires sur plusieurs siècles ou millénaires.

De même que pour les températures, les incertitudes concernant le niveau de la mer sont liées aux modèles, d'une part, et aux émissions futures de gaz à effet de serre, d'autre part.

L'élévation entre 1993 et 2003 est estimée à 3,1 mm par an (plus ou moins 0,7 mm). L’élévation prévue du niveau de la mer en 2100 est de 18 à 59 cm, selon le quatrième rapport du Giec. Il s'agit probablement d'une estimation minimaliste, car les prévisions du Giec sont basées uniquement sur le réchauffement futur de l'océan et la fonte prévue des glaciers de montagne, en excluant les phénomènes liés à une instabilité possible des calottes polaires, récemment mis en évidence.

Une montée des eaux de quelques centimètres n'a pas d'impact très visible sur les côtes rocheuses, mais peut avoir des effets très importants sur la dynamique sédimentaire des côtes plates : dans ces régions, qui sont en équilibre dynamique, la montée des eaux renforce les capacités érosives de la mer, et déplace donc globalement l'équilibre vers une reprise de l'érosion qui fait reculer les côtes. La montée du niveau moyen de la mer a ainsi des effets beaucoup plus importants que la simple translation de la ligne de côte jusqu'aux courbes de niveau correspondantes.


Précipitations

Selon le dernier rapport du Giec, une augmentation des précipitations aux latitudes élevées est très probable tandis que dans les régions subtropicales, on s'attend à une diminution, poursuivant une tendance déjà constatée, même si d'autres experts tempèrent cela, estimant les données trop rares et incomplètes pour pouvoir dégager une tendance actuelle à la hausse ou à la baisse. Selon des études, à l'horizon 2025, un tiers de la population mondiale pourrait se trouver en état de stress hydrique ; le réchauffement aurait tantôt un effet positif, tantôt un effet négatif, la balance entre les deux dépendant dans du mode de comptage adopté.


Circulation thermohaline

La circulation thermohaline désigne les mouvements d'eau froide et salée vers les fonds océaniques qui prennent place aux hautes latitudes de l’hémisphère nord. Ce phénomène serait, avec d'autres, responsable du renouvellement des eaux profondes océaniques et de la relative douceur du climat européen.

En cas de réchauffement climatique, le moteur qui anime les courants marins serait menacé. En effet, les courants acquièrent leur énergie cinétique lors de la plongée des eaux froides et salées, et donc denses, dans les profondeurs de l'océan Arctique.

Or, l'augmentation de la température devrait accroître l'évaporation dans les régions tropicales et les précipitations dans les régions de plus haute latitude. L'océan Atlantique, en se réchauffant, recevrait alors plus de pluies, et en parallèle la calotte glaciaire pourrait partiellement fondre (voir Événement de Heinrich). Dans de telles circonstances, une des conséquences directes serait un apport massif d’eau douce aux abords des pôles, entraînant une diminution de la salinité marine et donc de la densité des eaux de surface. Cela peut empêcher leur plongée dans les abysses océaniques. Ainsi, les courants tels que le Gulf Stream pourraient ralentir ou s'arrêter, et ne plus assurer les échanges thermiques actuels entre l'équateur et les zones tempérées. Pour le XXIe siècle, le GIEC considérait dans son rapport 2007 comme très probable un ralentissement de la circulation thermohaline dans l'Atlantique, mais comme très improbable un changement brusque de cette circulation.


Arrêt de la circulation thermohaline

Selon une théorie, un éventuel arrêt de la circulation thermohaline, dû au réchauffement climatique, pourrait engendrer une chute importante de température voire une ère glaciaire en Europe et dans les régions à hautes latitudes. En effet, l'Europe se situe à la même latitude que le Québec, et l'étude de Detlef Quadfasel publié dans Nature en décembre 2005 démontre que une partie de la différence de climat semble résider dans le fait que l'Europe profite de l'apport thermique du Gulf Stream. L’équateur, à l'inverse, accumulerait alors de la chaleur stimulant de ce fait la formation continuelle d'ouragans amenant des précipitations de grande ampleur.

Cette hypothèse d'un refroidissement de l'Europe qui suivrait le réchauffement global n'est cependant pas validée. En effet, il n'est nullement établi que le Gulf Stream soit la seule cause des hivers doux en Europe. Ainsi, Richard Seager a publié en 2002 une étude scientifique sur l'influence du Gulf Stream sur le climat. Ses conclusions sont sans appel : l'effet du Gulf Stream est, selon lui, un mythe et a un effet mineur sur le climat en Europe. La différence entre les températures hivernales entre l'Amérique du Nord et l'Europe est due au sens des vents dominants (vent continental glacial du nord sur la côte Est de l'Amérique du Nord et vent océanique de l'ouest en Europe) et à la configuration des Montagnes Rocheuses.



Glaces et couverture neigeuse

Les scientifiques du Giec prévoient, pour le XXIe siècle une diminution de la couverture neigeuse, et un retrait des banquises. Les glaciers et calottes glaciaires de l'hémisphère nord devraient aussi continuer à reculer, les glaciers situés à moins de 3 400 m d'altitude pouvant être amenés à disparaître.

En revanche, l'évolution de la calotte glaciaire antarctique au cours du XXIe siècle est plus difficile à prévoir.

En 2006 une équipe de chercheurs américains a mis en évidence un lien entre l'activité humaine et l'effondrement de plates-formes de glace dans l'Antarctique. Les réchauffements locaux seraient dus à un changement de direction des vents dominants, cette modification étant elle-même due à l'augmentation de la concentration de l'air en gaz à effet de serre et la dégradation de la couche d'ozone en Antarctique à cause des CFC d'origine humaine.

Toutefois, selon une lettre envoyée au journal Nature, ces réchauffements ne s'observent que localement. En effet, l'Antarctique connaît globalement un climat de plus en plus froid et sa couverture glacée est en expansion, les élévations de la température dans ces secteurs très froids se révélant favorables à une augmentation des précipitations neigeuses donc à terme, à une augmentation des volumes de glace.

Cependant, la quantité de glace de l'Antarctique déversée dans les mers a augmenté de 75 % durant les dix années précédant 2008. Ce phénomène risque de s'amplifier en raison de la disparition de la banquise qui cesse alors d'opposer un obstacle au déversement des glaciers dans l'océan.



Conséquences brusques ou irréversibles, et prospectives

Selon le Giec, "le réchauffement anthropique de la planète pourrait entraîner certains effets qui sont brusques ou irréversibles, selon le rythme et l'ampleur des changements climatiques".

On prévoit une augmentation du niveau de la mer de quelques dizaines de centimètres d'ici 2100, mais au cours des siècles et des millénaires suivant, la fonte partielle des calottes polaires pourrait relever de plusieurs mètres le niveau marin, en inondant les zones côtières basses, certaines îles basses et les deltas.

Environ 20 à 30 % des espèces évaluées à ce jour sont susceptibles d'être exposées à un risque accru d'extinction si l'augmentation du réchauffement mondial moyen dépasse 1,5 à 2,5 °C (par rapport à 1980 - 1999). Avec une augmentation de la température mondiale moyenne supérieure d'environ 3,5 °C, les projections des modèles indiquent des extinctions (de 40 à 70 % des espèces évaluées) dans le monde entier. En mai 2008, les États-Unis ont inscrit l'ours blanc d'Alaska sur la liste des espèces menacées.

Le réchauffement pourrait induire un effet rebond irréversible à échelle humaine de temps s'il amorce des incendies de forêts et un dégazage important de méthane des pergélisols et fonds marins. La quantité de méthane actuellement dégagée par le pergélisol en train de fondre est de l'ordre de 14 à 35 millions de tonnes par an. On estime que cette quantité s'élevera de 100 à 200 millions de tonnes par an d'ici 2100, menant à elle seule à une élévation de température de l'ordre de 0,3 °C. Au cours des prochains siècles, 50 milliards de tonnes de méthane pourraient être dégagés par les lacs thermokarstiques sibériens.

Des effets indirects sur le sol et sous-sols, dont effondrements de cavités souterraines (carrière (géologie), anciens abris souterrains, sapes de guerre, marnières etc.) sont attendus (3 000 communes sont soumises à ce risque en France, hors risque "d'affaissement minier" selon l'INERIS. Un "Plan cavités" (sur les risques liés ou non au changement climatique) serait à l’étude en France selon l'INERIS. L'eau plus chaude et plus acide, et des pluies hivernales plus intenses, ainsi que des chocs thermiques et mouvements de nappe accrus pourraient exacerber ce risque avant la fin du siècle.

Certains, dont le climatologue James Hansen, estiment que "la Terre pourrait avoir dépassé le seuil dangereux de CO2, et la sensibilité de la planète au dioxyde de carbone est bien plus importante que celle retenue dans les modèles".

Des visions prospectives optimistes et moins optimistes cohabitent en 2009 : certains insistent sur le fait que les solutions techniques existent, et qu'il ne reste qu'à les appliquer (les maisons pourraient être isolées, et produire plus d'électricité qu'elles n'en consomment, les transports maîtrisés, les villes pourraient être plus autonomes et dépolluer l'air). D'autres — tout en invitant à appliquer au plus vite ces solutions voire une décroissance soutenable et conviviale — réalertent, constatent que de 1990 à 2009, la tendance a été la réalisation des fourchettes hautes d'émission de gaz à effet de serre, conduisant aux scénarios-catastrophe du Giec, et estiment qu'il est temps de cesser de parler de "changement" pour décrire une catastrophe.


Phénomènes à très long terme

La majorité des climatologues pensent que les phénomènes induits par l'émission des gaz à effet de serre vont se poursuivre et s'amplifier à très long terme. Le troisième rapport du Giec insiste en particulier sur les points suivants :

certains gaz à effet de serre, ont une espérance de vie longue, et influent donc sur l'effet de serre longtemps après leur émission (durée de vie dans l'atmosphère d'environ 100 ans pour le CO2) ;

de par l'inertie du système climatique, le réchauffement planétaire se poursuivra après la stabilisation de la concentration des gaz à effet de serre. Ce réchauffement devrait cependant être plus lent ;

l'inertie, plus grande encore, de la masse océanique fait que l'élévation du niveau des mers se poursuivra même après la stabilisation de la température moyenne du globe. La fonte de calottes glaciaires, comme celle du Groenland, sont des phénomènes se déroulant sur des centaines voire des milliers d'années.

Les récentes observations dans la zone arctique menées sous l'égide du programme européen Damoclès (Developping Arctic Modelling and Observing Capabillities for Long-term Environmental Studies) ont créé une véritable surprise dans le monde scientifique. En effet, celles-ci montrent une différence importante avec les prévisions issues des différents modèles et sur lesquelles sont basées les conclusions du Giec : ceci se traduit par une nette accélération des effets dus à l'augmentation des gaz à effet de serre en Arctique (fonte totale de la banquise en été d'ici 2020).



Rétroactions

Les scientifiques nomment rétroactions les actions en retour du système climatique sur lui-même. Ces rétroactions sont positives lorsque le réchauffement climatique induit des phénomènes contribuant eux-mêmes à accentuer ce réchauffement, et négatives lorsque les phénomènes induits contribuent à réduire le réchauffement. De telles rétroactions ont déjà été observées lors de précédents réchauffements climatiques, à la fin d'une ère glaciaire ; le climat peut ainsi, en quelques années, se réchauffer de plusieurs degrés.

Les principales rétroactions positives sont les suivantes :

le dégagement de méthane : le méthane (CH4, qui n'est autre que le gaz naturel, à quelques "impuretés" près), est un gaz à effet de serre 23 fois plus réchauffant que le CO2. Il se forme lorsque la décomposition de la matière organique s'effectue avec un manque d'oxygène, et sous l'action de bactéries, un processus nommé méthanisation. Les sols humides (marais) sont très propices à cette création de méthane, qui est alors libéré dans l'atmosphère (cela peut donner lieu à des inflammations spontanées et l'on peut observer des feux follets). Si le sol est gelé, le méthane reste piégé dans la glace sous la forme d'hydrates de méthane. Le sol de Sibérie est ainsi un immense réservoir de méthane (sans doute trop diffus pour être exploité industriellement) : selon Larry Smith du département de géographie de l'UCLA, la quantité de méthane présent dans le sol sibérien serait de 70 milliard de tonnes, soit un quart du méthane stocké à la surface de la planète110. Si le sol se réchauffe, la glace fond et libère le méthane déjà présent initialement, ce qui a pour conséquence un effet de serre plus marqué, et par suite un emballement du réchauffement climatique, qui fait fondre la glace encore plus vite. On parle aussi de bombe à carbone ;
   
le ralentissement et la modification des courants océaniques : l'océan capte aujourd'hui le tiers du CO2 émis par les activités humaines. Mais si les courants océaniques ralentissent, les couches d'eau superficielles peuvent se saturer en CO2 et ne pourraient plus en capter comme aujourd'hui. La quantité de CO2 que peut absorber un litre d'eau diminue à mesure que l'eau se réchauffe. Ainsi, de grandes quantités de CO2 peuvent être relarguées si les courants océaniques sont modifiés. En outre, l'accumulation de CO2 dans les océans conduit à l'acidification de ces derniers, ce qui affecte l'écosystème marin et peut induire à long terme un relargage de CO2. Les moteurs de la circulation océanique sont de deux types : l'eau en se rapprochant des pôles se refroidit et devient donc plus dense. De plus, l'eau de mer qui gèle rejette son sel dans l'eau liquide (la glace est constituée d'eau douce), devenant au voisinage des calottes glaciaires encore plus dense. Cette eau plonge donc et alimente la pompe : l'eau plus chaude de la surface est aspirée. L'eau du fond (froide) remonte dans les zones des tropiques et / ou équatoriales et se réchauffe, ceci en un cycle de plus de 1 000 ans. Si les calottes de glace fondent, la pompe se bloque : en effet, l'eau qui plonge provient de la calotte et non plus de l'eau refroidie en provenance des tropiques. Un effet similaire est observé si les précipitations augmentent aux hautes latitudes (ce qui est prévu par les modèles) : l'eau qui plongera sera l'eau douce de pluie. À terme, une forte perturbation du Gulf Stream est envisageable;

   
la variation d'albédo : actuellement, la neige et la glace des zones polaires réfléchissent les rayons solaires. En cas de fonte de cette neige ou de cette glace, les rayons solaires sont davantages absorbés, entraînant un réchauffement supplémentaire de ces régions et une fonte accentuées, amplifiant le phénomène.


Les rétroactions négatives sont plus incertaines :

le développement de la végétation : dans certaines régions, le réchauffement climatique pourrait être favorable au développement de la végétation, qui est un puits de carbone, ce qui contribuerait à limiter l'augmentation des gaz à effets de serre ;
   
le rôle de la vapeur d'eau : le réchauffement climatique pourrait augmenter la formation de nuages contribuant à réfléchir davantage les rayons solaires. Cependant, la vapeur d'eau est elle-même un gaz à effet de serre et le bilan final d'une augmentation de vapeur d'eau dans l'atmosphère est assez difficile à prévoir.


Conséquences du réchauffement climatique sur l'homme et la biosphère

Au-delà des conséquences directes, physiques et climatiques, du réchauffement planétaire, celui-ci influera sur les écosystèmes, en particulier en modifiant la biodiversité.

Les scientifiques commencent à proposer des projections jugées relativement fiables du devenir de la biodiversité sur la base de 5 facteurs déterminants : la dégradation et la destruction des habitats, le changement climatique, la disponibilité des éléments nutritifs, la surexploitation des ressources biologiques et les espèces invasives.

La convention sur la diversité biologique (CDB) a en 2010 proposé des scénarios de réponses de la biodiversité face au changement global. Ces outils prospectifs issus de modèles statistiques, d'expérimentations et des tendances observées visent à aider le dialogue. À partir des travaux publiés dans des journaux scientifiques évalués par les pairs, la CDB (via DIVERSITAS, le PNUE-WCMC) a produit ces "scénarios de biodiversité" avec la participation d'environ 40 experts, dont huit français.

En France, la fondation biodiversité (FRB), dans le cadre du programme phare "modélisation et scénarios de biodiversité" a traduit en français ce cahier technique.

Dans le monde, selon le GIEC, la capacité de nombreux écosystèmes à s'adapter naturellement sera probablement dépassée par la combinaison sans précédent des :

bouleversements climatiques : inondations, incendies de forêts, sècheresses, insectes, acidification des océans ;
   
changements mondiaux : changements d'affectation des sols (déforestation, barrages, ...), pollution, surexploitation des ressources.

Le déséquilibre naturel qui s'en suivra pourrait entraîner la disparition de plusieurs espèces animales et végétales. C'est une préoccupation dont les États, comme la France, commencent à tenir compte. Pour l'ensemble des populations humaines, ces effets "physiques" et "écologiques" auront de fortes répercussions. La très grande complexité des systèmes écologiques, économiques et sociaux affectés par le réchauffement climatique ne permet pas de faire des prévisions chiffrées comme pour la modélisation physique de la Terre.



Au niveau biologique et écologique, un consensus scientifique a été atteint sur les points suivants :

certaines espèces verront peut-être (et éventuellement provisoirement) leur population et leur aire de répartition augmenter (par exemple pour la marmotte à ventre jaune), mais le bilan global du réchauffement climatique en termes de biodiversité sera négatif selon un certain nombre d'études et selon le consensus du quatrième rapport du Giec qui envisage la disparition de 40 à 70 % des espèces évaluées ;
   
certains systèmes naturels seront plus affectés que d'autres par le réchauffement planétaire. Les systèmes les plus sensibles seraient : les glaciers, les récifs coralliens, les mangroves, les forêts boréales et tropicales, les écosystèmes polaires et alpins, les prairies humides. Le blanchissement des récifs coralliens a été observé pour la première fois dès 1979 dans les Antilles. Ce phénomène s'est développé régulièrement dans l'espace et le temps à des échelles toujours plus grandes, par exemple à l'échelle de l'océan Indien en 1998. Si le réchauffement continue au rythme actuel, on craint une extinction de masse des récifs coralliens à l'échelle planétaire à partir de 2015 / 2020 ;
   
les dommages causés aux systèmes naturels, que ce soit par leur ampleur géographique ou leur intensité, seront proportionnels à l’intensité et à la rapidité du réchauffement planétaire.



Conséquences négatives pour l'humanité

Le Giec prévoit des conséquences négatives majeures pour l'humanité au XXIe siècle :

une baisse des rendements agricoles potentiels dans la plupart des zones tropicales et subtropicales ;
   
une diminution des ressources en eau dans la plupart des régions sèches tropicales et subtropicales;
   
une diminution du débit des sources d'eau issues de la fonte des glaces et des neiges, suite à la disparition de ces glaces et de ces neiges.
   
une augmentation des phénomènes météorologiques extrêmes comme les pluies torrentielles, les tempêtes et les sécheresses, ainsi qu'une augmentation de l'impact de ces phénomènes sur l'agriculture ;
   
une augmentation des feux de forêt durant des étés plus chauds ;
   
l'extension des zones infestées par des maladies comme le choléra ou le paludisme. Ce risque est fortement minimisé par le professeur spécialiste Paul Reiter mais le gouvernement du Royaume-Uni fait remarquer que ce professeur a choisi d'ignorer tous les rapports récents qui le contredisent ;
   
des risques d'inondation accrus, à la fois à cause de l'élévation du niveau de la mer et de modifications du climat ;
   
une plus forte consommation d’énergie à des fins de climatisation ;
   
une baisse des rendements agricoles potentiels aux latitudes moyennes et élevées (dans l'hypothèse d'un réchauffement fort).


Conséquences positives pour l'humanité

Elles sont aussi associées au réchauffement prévu au XXIe siècle :

une plus faible mortalité hivernale aux moyennes et hautes latitudes ;
   
une augmentation éventuelle des ressources en eau dans certaines régions sèches tropicales et subtropicales ;
   
une hausse des rendements agricoles potentiels dans certaines régions aux latitudes moyennes (dans l'hypothèse d'un réchauffement faible) ;
   
l'ouverture de nouvelles voies maritimes dans l’arctique canadien suite à la fonte des glaces dans le passage du Nord-Ouest.



Conséquences en France

En ce qui concerne la France, l'élévation de température risque d'augmenter le nombre de canicules en 2100. Alors que le nombre de jours de canicule est actuellement de 3 à 10 par an, il pourrait s'élever à une moyenne de 20 à 40 en 2100, rendant banale la canicule exceptionnelle de 2003.

Les précipitations seraient plus importantes en hiver, mais moindres en été. Les régions connaissant des durées de plus de 25 jours consécutifs sans pluie, actuellement limitées au sud-est de la France, s'étendraient à la moitié ouest du territoire.

La végétation connaitrait une remontée vers le nord. L'épicéa risquerait de disparaître du Massif Central et des Pyrénées. Le chêne, très répandu dans l'Est de la France, verrait son domaine réduit au Jura et aux Vosges, mais le pin maritime, actuellement implanté sur la façade Ouest, s'étendrait sur la moitié ouest de la France et le chêne vert s'étendrait dans le tiers sud, marquant une étendue du climat méditerranéen.

Les cultures du midi méditerranéen, telles que celle de l'olivier, pourraient s'implanter dans la vallée du Rhône. On peut désormais trouver des oliviers en tant qu'arbres d'ornement sur toute la façade sud-ouest de l'océan Atlantique, et ce jusqu'en Vendée. Par contre, faute d'eau suffisante, la culture du maïs serait limitée à la partie nord et nord-est du territoire. Les céréales verraient leur rendement augmenter si l'élévation de température ne dépasse pas 2 °C. Par contre, si elle était supérieure, les plantes cultivées auraient du mal à s'adapter et on pourrait craindre des difficultés agricoles.

Les chutes de neige seront moins abondantes, entraînant un moindre approvisionnement en eau des fleuves, mais également des difficultés d'ordre économique pour l'économie de montagne. Par exemple, les stations de ski situées à moins de 1 500 m d'altitude seraient amenées à fermer leurs pistes et à se reconvertir.


Conséquences humaines du réchauffement climatique

Face au réchauffement climatique, l'Académie des Sciences américaine note, dans un rapport de 2002 : "il est important de ne pas adopter d'attitude fataliste en face des menaces posées par le changement de climat. (…) Les sociétés ont dû faire face à des changements du climat graduels ou abrupts durant des millénaires et ont su s'adapter grâce à des réactions diverses, telles que s'abriter, développer l'irrigation ou migrer vers des régions plus hospitalières. Néanmoins, parce que le changement du climat est destiné à continuer dans les prochaines décennies, dénier la possibilité d'événements climatiques abrupts ou minimiser leur impact dans le passé pourrait s'avérer coûteux.".


Impact sur les régions côtières

La montée du niveau de la mer est évaluée entre 18 et 59 cm d'ici 2100 par le quatrième rapport du GIEC.

Les populations de certaines îles de l'océan Pacifique ou de l'océan Indien, telles que les îles Maldives ou Tuvalu, sont directement menacées, car une partie de leur territoire pourrait se retrouver submergée. Mais l'ensemble des populations vivant dans des régions côtières (soit plus de cinq cent millions de personnes) risquent de voir leur environnement dégradé (érosion du littoral, salinité des aquifères, disparition des zones humides, inondations permanentes).

Localement, cette montée s'ajoute à des phénomènes qui ne sont pas liés au climat et qui entraînent un enfoncement du sol : charge des sédiments dans les deltas des fleuves, pompage des eaux souterraines, extraction de gaz et de pétrole, affaissements miniers ...

En France, des études sont menées pour évaluer l'impact de la montée des eaux sur le littoral d'ici 2100 et les aménagements à envisager.



Agriculture et pêcheries

L'accroissement de l'évaporation devrait augmenter localement la pluviosité hivernale, sauf dans les pays méditerranéens qui verraient la sècheresse s'accentuer, dans un contexte où la violence et/ou la fréquence et gravité des aléas climatiques pourraient croître.

En zone tempérée (hors des zones arides qui pourraient le devenir encore plus) et circumpolaire, dans un premier temps, la conjonction du réchauffement et de l'augmentation du taux de CO2 dans l'air et les pluies pourrait accroître la productivité des écosystèmes. L'agriculture du Nord des États-Unis, du Canada, de la Russie et des pays nordiques pourrait peut-être en profiter, mais des signes de dépérissement forestier semblent déjà visible dans ces zones.

On ignore aussi à partir de quand les écosystèmes marins réagiront négativement à l'acidification des océans qu'entraîne la dissolution de quantités croissantes de CO2. Des organismes tels que levures ou plantes (ex : Arabidopsis thaliana) sont - grâce à une seule protéine (histone H2A.Z) pour l'arabette - sensibles à des variations de température de moins de 1 °C, qui suffisent via cette protéine à modifier l’enroulement de l’ADN sur lui-même, ce qui contrôle l’accès à l’ADN de certaines molécules inhibant ou activant plusieurs dizaines de gènes. Ceci devrait aider à mieux comprendre certains effets (sur les gènes) du réchauffement climatique.

Le Comité économique et social européen dans son avis132 du 3 février 2009 note que des études comparatives concluent à un bilan de l'agriculture biologique en moyenne meilleur (au regard de la consommation de matières premières et d'énergie et au regard du carbone stocké ou des émissions de gaz à effet de serre) que celui de l'agriculture dite conventionnelle, même si l'on tient compte des rendements moindres de l'agriculture bio, ce qui a justifié que le gouvernement allemand, l'intègre parmi les moyens de lutter contre le changement climatique.

LE CESRE rappelle aussi qu'une agriculture réorientée et adaptée pourrait, selon divers spécialistes et ONG, aussi contribuer à tamponner ou freiner les effets du réchauffement (Cool farming).

Le comité ne cite pas les agrocarburants comme une solution, citant le climatologue Paul Crutzen selon qui les émissions de protoxyde d'azote induites par la culture et production de biodiesel, suffisent, dans certaines conditions à faire que le méthylester de colza puisse avoir des effets climatiques pires que ceux du diesel fait avec du pétrole fossile. Le comité pose aussi la question des fumures traditionnelles et se demande "si l'utilisation intégrale des plantes, telle qu'elle est prévue dans le cadre des biocarburants de la deuxième génération, ne risque pas de porter atteinte aux objectifs fixés en matière de développement de la couche d'humus", c'est-à-dire de contribuer à encore épuiser la matière organique des sols. Le comité repose la question de l'écobilan des biocarburants en citant une étude comparative, de l'Empa qui a conclu que pour parcourir 10 000 km une Volkswagen Golf nécessitait, avec les rendements observés en Suisse, 5 265 m2 de colza (biodiesel) contre 37 m2 de panneaux solaires (soit 134 fois moins).


Forêt, sylviculture, agrosylviculture

Les forêts tropicales sont vulnérables aux sécheresses, cyclones et incendies ; Pour les rendre plus résilientes au changement climatique, il faudrait un effort coordonné et multi-niveau pour mieux utiliser les outils de conservation, avec notamment l'expansion des aires protégées, le contrôle des incendies, et l'application de la REDD (réduction des émissions de la déforestation et de la dégradation forestière, outil destiné à protéger le carbone forestier mais auquel il manque des mécanismes explicites d'amélioration de la résilience de la forêt.

En Amérique du Nord, Thomas Veblen, professeur de géographie à l'Université du Colorado, coauteur avec l'Institut de géophysique américain, a étudié des parcelles forestières de l'ouest des États-Unis sur les périodes 1955/1994 et 1998/2007. En 30 ans, Avec peut être d'autres causes, un réchauffement moyen de 0,5 °C a déjà doublé le taux de mortalité des arbres des grandes forêts de l'ouest américain, en favorisant les sècheresses et pullulations de ravageurs (dont scolytes qui ont par exemple détruit environ 1,4 million d'hectares de pins dans le nord-ouest du Colorado). Le manque de neige a induit un déficit hydrique et un allongement des sècheresses estivales, avec multiplication des incendies, ce qui laisse craindre des impacts en cascade sur la faune et les écosystèmes.

La mortalité accrue touche tant feuillus que conifères, de toutes tailles et essences et à toutes les altitudes. Dans le nord-ouest américain et le sud de la Colombie Britannique (Canada), le taux de mortalité dans les vieilles forêts de conifères a même doublé en 17 ans (c'est une fois et demie plus rapide que la progression du taux de mortalité des arbres des futaies californiennes où ce taux a été multiplié par deux en 25 ans). L'accélération de la mortalité a été moindre dans les forêts de l'ouest ne bordant pas le Pacifique (dans le Colorado et l'Arizona), mais "un doublement de ce taux de mortalité finira par réduire de moitié l'âge moyen des arbres des futaies, entraînant une diminution de leur taille moyenne", estime T Veblen. Il craint aussi une moindre fixation du CO2 de l'atmosphère. Il appelle à "de nouvelles politiques permettant de réduire la vulnérabilité des forêts et des populations", dont en limitant l'urbanisation résidentielles dans les zones vulnérables.

En France, selon l'INRA, le réchauffement devrait aussi affecter les forêts ; plusieurs essences, dont le hêtre (très sensible au manque d'eau) ne survivront pas dans la moitié sud du pays, et plusieurs ravageurs des arbres pourraient continuer à remonter vers le nord.

Une étude de 2008 a montré que la flore montagnarde (et une partie de la faune, dont des parasites tels que les tiques) répondait déjà au réchauffement en migrant en altitude (65 mètres/an en moyenne depuis les années 80), mais avec impossibilité en moyenne montagne pour certaines plantes de monter plus haut.
   
En outre, les surfaces disponibles se réduisent quand on se rapproche des sommets soumettant les espèces à une concurrence plus aiguë.
   
Des modifications adaptatives phénologiques sont aussi observées, mais qui apparaissent à des rythmes différents selon les capacité adaptatives des espèces.
   
Contrairement à ce qu'on a d'abord cru ou espéré, les forêts de plaine ne sont pas épargnées ; Comme la plupart des écosystèmes terrestres, elles subissent des changements latitudinaux et altitudinaux en réponse au forçage climatique. Une étude récente (2011) basée sur l'observation des assemblages de plantes (observés en plaine et en montagne via 76 634 inventaires effectués sur une période de 43 ans en France, de 1965 à 2008). Les auteurs concluent qu'en plaine, les espèces ont en fait encore moins de possibilité d'échapper au réchauffement, qu'en montagne, d'autant que les forêts de plaines sont en France souvent très fragmentées par des routes (depuis l'époque de Louis XIV parfois), ce qui les rend plus vulnérables.
   
En montagne (500à 2,600 m d'altitude), la remontée progressive des communautés végétales typiques de climats frais ou froids (remplacée par des espèces plus thermophiles) leur a permis de "compenser" 0,54 °C sur les 1,07 °C d'augmentation moyenne de température pour la période étudiée. Par contre en plaine, la compensation n'a été que de 0,02 °C pour un réchauffement similaire (1,11 °C). Ceci démontre une perte d'adéquation entre la flore forestière de plaine et le climat, qui était en 2008 3,1 fois plus grave en plaine qu'en montagne. Ceci s'expliquerait par le fait que les espèces de plaines sont théoriquement plus adaptées aux températures chaudes mais en réalité bien plus soumises aux pollutions, au dérangement, à la fragmentation à la proximité de routes, habitations, villes, agriculture intensive qu'en montagne. Or ces facteurs de stress écologique sont aussi autant d'obstacles aux migrations de propagules, d'espèces ou de biocénoses forestières. Enfin, les grands massifs forestiers montagneux sont souvent plus vastes et mieux interconnectés ou plus proches les uns des autres que les massifs de plaines, notamment dans les zones d'agriculture intensive qui abritent les sols les plus riches et donc les plus cultivés. Là, le vent ou la zoochorie peuvent ne plus suffire à assurer des migrations assez rapides pour la pérennité des écosystèmes forestiers de plaine. Les désynchronisation entre chorologie, phénologie, chronobiologie et nouveaux climats qui augmentent 3,1 fois plus vite en forêt de plaine qu'en forêt de montagne sont une source potentielle supplémentaire d'extinctions ou régression d'espèces et de biodiversité.
   
Enfin, d'une génération à l'autre, les espèces de forêt de plaines doivent parcourir une distance croissante pour retrouver un climat favorable à leur développement. Elles doivent en montagne de migrer (en moyenne) sur 1,1 km, vers les sommets surtout, pour retrouver un environnement thermohygrométique proche de celui qui précédait ce réchauffement climatique. En Forêt de plaine, la distance à parcourir pour ce faire est environ 30 fois plus importante (35,6 km en moyenne). Certaines espèces ont de faibles distances de dispersion. Et dans les meilleurs cas, elles ne dépassent pas quelques centaines de mètres par an. Les herbacées forestières semblent donc ne pas pouvoir suffisamment compenser par leurs potentialités naturelles de déplacement la hausse de température observée en plaine.



Accès à l'océan Arctique

Une diminution des glaces polaires arctiques a ouvert de nouvelles routes commerciales pour les navires, et rendrait accessibles des ressources sous-marines de pétrole ou de matières premières, mais avec des conséquences néfastes sur nombre d'espèces, comme le plancton ou les poissons à haute valeur commerciale.

L'accès à ces matières premières en des zones désormais accessibles risque d'être source de conflit entre pays côtiers de l'océan Arctique. Ainsi, les États-Unis et le Canada ont-ils protesté lorsque, le 2 août 2007, la Russie planta son drapeau au fond de l'océan sous le pôle Nord.


Économie

Un rapport de 700 pages de sir Nicholas Stern, économiste anglais, estime que le réchauffement climatique entrainerait un coût économique de 5 500 milliards d'euros en tenant compte de l'ensemble des générations (présente et futures) ayant à en subir les conséquences.

En 2007, pour la première fois, le World monuments fund (WMF, Fonds mondial pour les monuments) a introduit les modifications climatiques dans la liste des menaces pour 100 sites, monuments et chefs-d’œuvre de l’architecture menacés, les autres menaces principales étant les guerres et conflits politiques, et le développement industriel et urbain anarchique.


Santé

Des conséquences sanitaires des phénomènes climatiques sont redoutées : le quatrième rapport du Giec met en avant certains effets sur la santé humaine, tels que "la mortalité associée à la chaleur en Europe, les vecteurs de maladies infectieuses dans diverses régions et les allergies aux pollens aux latitudes moyennes et élevées de l’hémisphère nord" ou l'émergence ou réémergence de maladies infectieuses.

Les changements climatiques pourront modifier la distribution géographique de certaines maladies infectieuses. Des températures élevées dans les régions chaudes pourraient réduire l'extension du parasite responsable de la bilharziose. Mais le paludisme fait sa réapparition au nord et au sud des tropiques. Aux États-Unis, cette maladie était en général limitée à la Californie, mais depuis 1990, des épidémies sont apparues dans d'autres États, tels le Texas, la Floride, mais aussi New York. Il est également réapparu dans des zones où il était peu fréquent, telles le sud de l'Europe et de la Russie ou le long de l'océan Indien. On constate également que les moustiques et les maladies qu'ils transmettent ont gagné en altitude.

Sous les climats tempérés, un réchauffement global réduirait le nombre de morts par le froid ou les maladies respiratoires, mais augmenterai la surmortalité estivale lors des canicules.

Il est difficile de savoir quel sera le bilan global, et si une diminution de l'espérance de vie en découlera.

L'Institut de veille sanitaire (InVS) a recherché les principaux risques pour la France métropolitaine et des voies d'adaptation possibles, pour la surveillance et la recherche et a publié fin 2010 une Note de position sur ce thème.



Déstabilisation géopolitique mondiale

Selon un rapport de 2003 commandé par le département de la Défense des États-Unis et selon un rapport de 2007 du programme des Nations unies pour l'environnement (UNEP), le réchauffement climatique pourrait entraîner des phénomènes de déstabilisation mondiale, avec des risques de guerre civile.

Le réchauffement climatique et son influence sur les changements environnementaux, couplés à des facteurs politiques ou économiques, sont pris en en compte dans l'étude d'éventuelles migrations forcées de population.



Interactions avec la crise de 2008-2009

En 2009, l'agence internationale de l'énergie (AIE) constate - en raison de la crise - une baisse de la consommation d'énergie, mais aussi une baisse des investissements en économies d'énergie (un cinquième en moins en 2009), L'AIE redoute une nouvelle hausse induite par une éventuelle reprise de l'économie. Il faudrait selon cette agence investir 10 500 milliards de dollars d'ici 2030 pour "décarboner" l'économie afin de limiter l'impact sur le climat (c'est le scénario 450  ppm de CO2 à ne pas dépasser pour que le réchauffement ne dépasse pas 2 °C en 2100). Avec la poursuite du scénario tendanciel (+1,5  % par an de consommation d'énergie de 2007 à 2030, soit + 40  % au total), c'est une hausse moyenne de 6 °C qui pourrait conclure le 21e siècle.


Réponses des États, collectivités, entreprises, citoyens face à la menace climatique

20

Centrale thermique et éoliennes. Peine, Basse-Saxe, Allemagne.


La réalité du risque et du phénomène fait maintenant presque consensus. L'auteur du rapport Stern, Nicholas Stern, en 2006, reconnaissait lui-même avoir sous-estimé l’ampleur du problème : "La croissance des émissions de CO2 est beaucoup plus forte que prévue, les capacités d’absorption de la Planète se réduisent et la vitesse des changements climatiques est plus rapide qu’envisagée."

Face au problème, trois approches se complètent : lutte contre les émissions de gaz à effet de serre, puits de carbone, et adaptation.


L'effort international a d'abord visé à réduire le CO2 (gaz à longue durée de vie), alors qu'une action urgente sur les polluants à courte durée (dont le méthane, l'ozone troposphérique et le "carbone noir") pourrait mieux réduire le réchauffement de l'Arctique. La réduction du CO2 est aussi importante, mais ses effets se feront sentir à plus long terme (après 2100).

La prospective éclaire les gouvernements, entreprises et individus, qui, grâce à la connaissance des tendances générales, peuvent prendre des décisions politiques et stratégiques plus pertinentes pour limiter les impacts du changement climatique.

Les rapports du Giec sont la principale base d'information et discussions, dont dans le cadre du protocole de Kyoto et de ses suites (Bali, décembre 2007, ...). L'augmentation prévue de 1,5 à 7 °C pour le siècle à venir, pourrait être moindre si des mesures environnementales sévères étaient prises ou qu'un réel compétiteur aux énergies fossiles émergeait. En dépit des succès dans le secteur des énergies renouvelables, du nucléaire et surtout d'un changement de mode de vie et de consommation, la recherche n'a pas encore offert d'alternative à court terme aux carburants fossiles. Énergie éolienne, énergie hydroélectrique, énergie géothermique, énergie solaire, méthanisation, énergie hydrolienne, pile à combustible, énergie nucléaire, stockage géologique du dioxyde de carbone sont néanmoins en rapide développement. Le gisement d'économies d'énergie — les négawatts — est encore considérable.

   
La société civile propose aussi des réponses, notamment via les campagnes et actions de lobbying des ONG et associations locales.

En France, les ONG de protection de l’environnement et les associations concernées se sont regroupées au sein du Réseau Action Climat (RAC).

Le réchauffement climatique pourrait se traduire par un temps plus instable (vagues de chaleur ou de froid, inondations ou sécheresse, tempêtes et cyclones). De plus, d'après le GIEC, la capacité à s'adapter naturellement de nombreux écosystèmes sera probablement dépassée, causant massivement l'extinction des espèces, par la combinaison sans précédent de :

changements climatiques provoquant : incendies de forêts, augmentation probable de l'intensité des cyclones, acidification des océans, déplacement des espèces, fonte des glaciers et calottes polaires, impacts économiques et géopolitiques majeurs ;
   
la pression humaine amplifiée par la surpopulation : régression et dégradation des sols (déforestation, barrages, nouvelles cultures et organismes génétiquement modifiés), pollution, surexploitation des ressources.



Protocole de Kyōto

La convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques est signée en 1992 lors du sommet de la Terre à Rio de Janeiro. Elle entre en vigueur le 21 mars 1994. Les signataires de cette convention se fixent comme objectif de stabiliser la concentration des gaz à effet de serre dans l’atmosphère à "un niveau qui empêche toute perturbation anthropique dangereuse du climat". Les pays développés ont comme objectif de ramener leurs émissions de gaz à effet de serre en 2010 au niveau de 1990, cet objectif n'étant pas légalement contraignant.

En 1997, les signataires de la convention cadre adoptent le protocole de Kyoto, dont la nouveauté consiste à établir des engagements de réduction contraignants pour les pays dits de l'annexe B (pays industrialisés et en transition) et à mettre en place des mécanismes dit "de flexibilité" (marché de permis, mise en œuvre conjointe et mécanisme de développement propre) pour remplir cet engagement. Le protocole de Kyoto entre en vigueur le 16 février 2005 suite à sa ratification par la Russie.

En juillet 2006, le protocole de Kyoto est maintenant ratifié par 156 États. Les États-Unis et l'Australie (voir ci-dessous) ne sont pas signataires. Les États-Unis sont pourtant le deuxième émetteur mondial de gaz à effet de serre avec environ 20 % des émissions de gaz à effet de serre. Les pays de l'annexe B se sont engagés à réduire leurs émissions de six gaz à effet de serre (CO2, CH4, N2O, SF6, HFC, PFC) de 5,2 % en 2008-2012 par rapport au niveau de 1990.

Après la victoire des travaillistes aux élections législatives australiennes du 24 novembre 2007, le nouveau premier ministre Kevin Rudd annonce avoir ratifié le protocole de Kyoto.

Des pays en voie de développement fortement contributeurs aux émissions comme l'Inde, 5e émetteur mondial, et la Chine, 1re émettrice, n'ont pas d'objectifs de réduction car ils étaient considérés comme insuffisamment industrialisés et parce que leurs niveaux d'émissions ramenés au nombre d'habitants sont extrêmement faibles.


Union européenne

L'Union européenne a lancé en 2005 le système communautaire d'échange de quotas d'émission (1er marché de "permis contraignant" au niveau mondial). En octobre 2006, le Comité économique et social européen (CESE) active son Observatoire du développement durable (ODD).

La Commission européenne publie le 29 juin 2007 un "Livre vert" sur l'adaptation au changement climatique de l'Union européenne. Il prône à la fois l'adaptation et l'atténuation, l'amélioration des connaissances (y compris sur les besoins et coûts d’adaptation - Cf. 7e programme-cadre de recherche de l’UE (2007-2013)), l’élaboration de stratégies et d’échanges de bonnes pratiques entre pays, de nouveaux produits assurantiels ("dérivés climatiques", "obligations catastrophe", l’adaptation des marchés européens des assurances (cf. directive "Solvabilité II") et des fonds "catastrophes naturelles" ainsi que des politiques agriculture et pêche, avec le développement d’une solidarité interne à l’UE et avec les pays extérieurs touchés. 50 millions d'euros sont réservés par la Commission pour 2007-2010 pour favoriser le dialogue et l’aide à des mesures d’atténuation et d’adaptation ciblées, dans les pays pauvres.

La Directive sur le système européen d'échange de droits d'émission devait être modifiée en 2008, pour inclure notamment les émissions de l'aviation. Cela fut refusé par le Conseil mais devrait être tout de même inclus d'ici 2012.

La proposition sur les limites d'émission des voitures (130 g de CO2 par km) fut validée par le parlement européen le second semestre 2008. De nouvelles mesures doivent être prises afin de ramener ce taux d'émission à 120 g de CO2 par km.

La France a également publié une "Stratégie nationale d’adaptation au changement climatique" en juillet 2007 et envisagerait une gouvernance adaptée, notamment dans le cadre du Grenelle Environnement.

L'UE dispose de ressources en éolien terrestre et offshore (déjà 66 % de la puissance éolienne installée dans le monde en 2006, essentiellement au Danemark qui produit ainsi près de 40 % de sa puissance électrique) devant les États-Unis (16 %), l’Inde (8 %) et le Japon (2 %), en technologies solaires et d'un tiers du parc nucléaire mondial. Cela la rend moins dépendante des énergies fossiles que la Chine et les États-Unis. La France, pays le plus nucléarisé, reste cependant loin du record de 1961 quand 51 % de son énergie électrique venait du renouvelable (hydroélectrique).

L'UE encourage aussi tous les acteurs à préparer leur adaptation au changement climatique.

Régions et collectivités d'Europe et des États-Unis pourraient coopérer pour le climat : Mercedes Bresso (la présidente du Comité des Régions) et Elisabeth B. Kautz (Présidente de la Conférence des maires américains ; organisation officielle des maires des quelque 1 200 villes de plus de 30 000 habitants que comptent les États-Unis, qui est une sorte d'équivalent de la Convention des maires européenne, qui rassemble en 2010 2 000 villes, dont 25 capitales, et 100 régions), ont signé le 5 mai 2010 un "Mémorandum d'entente et de coopération" pour lutter contre le changement climatique.



États-Unis

Deuxième pays pollueur derrière la Chine, les États-Unis via l’administration de George W. Bush refusent de présenter de nouveau en juillet 2005 le traité pour ratification considérant celui-ci comme un frein pour l’économie nationale et que le combat contre le réchauffement climatique doit se faire non pas avec une simple réduction des gaz à effet de serre, mais par une meilleure gestion de leur émission.

De nombreux États des États-Unis, comme la Californie, ont néanmoins pris des mesures fédérales de restriction sur les gaz à effet de serre.



Lutte contre le réchauffement climatique aux États-Unis

22

Éoliennes au Texas.

Depuis 2001, les États du Texas, de la Californie, du New Hampshire, ont instauré un dispositif de contrôle des émissions de gaz pour différents secteurs industriels et énergétiques. Le dispositif adopté par la Californie, qui s'applique depuis 2009, prévoit de réduire les émissions de gaz polluants de 22 % en moyenne d'ici 2012 et de 30 % d'ici 2016.

En outre, le principe des marchés des permis d’émission consiste à accorder aux industriels "pollueurs" gratuitement, à prix fixe ou aux enchères, des quotas d'émissions de CO2, que ceux-ci peuvent ensuite s'échanger. Chaque émetteur de CO2 doit alors vérifier qu’il détient autant de permis d'émission que ce qu'il va émettre. Dans le cas contraire, il se trouve contraint soit de diminuer ses émissions, soit d’acheter des permis. Inversement, si ses efforts de maîtrise des émissions lui permettent de posséder un excédent de permis, il peut les vendre.

De tels procédés ont été réalisés pour réduire les pluies acides aux États-Unis et ont connu des succès (programme "Acid rain"). Ce système des marchés de permis d’émission fait partie du dispositif du protocole de Kyoto qui n'était pas ratifié par les États-Unis en juillet 2006174.

En 2004, le sénateur républicain John McCain et le démocrate Joseph Lieberman déposent un projet de loi visant à limiter les rejets dans l’atmosphère ; soutenu par les grandes entreprises Alcoa, DuPont de Nemours et American Electric Power, il n’est pourtant pas adopté.

Les États-Unis financent avec la Chine, le Japon, la Russie et l'UE, le projet ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), projet de recherche sur la fusion nucléaire contrôlée, mené à Cadarache (Sud de la France). Toutefois, la production nette d'énergie par fusion nucléaire chaude reste à l'état d'espoir lointain : les prévisions les plus optimistes des partisans du projet parlent de plusieurs dizaines d'années.

Le 8 juillet 2008, George Bush signe un texte engageant les États-Unis à réduire de moitié des émissions des GES d'ici à 2050, à Toyako (Japon), dans le cadre d'une réunion du G8.

Début décembre 2009, l'agence de protection de l'environnement des États-Unis (EPA) rend un rapport décrétant que les émissions de gaz à effet de serre jugés responsables du réchauffement climatique représentent une menace pour la santé publique.



Lutte contre le réchauffement climatique en Chine

La Chine, pour lutter contre le réchauffement climatique, investit dans plusieurs domaines de pointe :

les éoliennes. Entre 2004 et 2008, le nombre d'éoliennes installées en Chine double tous les ans. En 2009, elle devient le troisième plus grand producteur mondial d'énergie éolienne, et devrait devenir le premier vers 2012 ;
   
l'énergie photovoltaïque. La Chine est le premier producteur mondial de l'énergie photovoltaïque ;
   
le captage de CO2 dans les centrales électriques à charbon. La Chine vend désormais sa technologie aux États-Unis ;
   
la promotion subventionnée par l'État chinois des ampoules à basse consommation d'électricité.


Nouveaux pays industrialisés contre États-Unis

22

Les dix premiers pays émetteurs de CO2 dans le monde en 2006.


Un point de débat est de savoir à quel degré les nouveaux pays industrialisés tels que l'Inde et la Chine devraient restreindre leurs émissions de CO2. Les émissions de CO2 de la Chine ont dépassé celles des États-Unis en 2007 alors qu'elle ne produit que 5,4 fois moins de richesses que l'Union européenne ou les États-Unis, et elle n'aurait dû, en théorie, atteindre ce niveau qu'aux alentours de 2020. En 2007, la Chine est le premier producteur et consommateur de charbon, sa première source d'énergie, qui est extrêmement polluante. De plus, l'augmentation du niveau de vie accroît la demande de produits "énergivores" tels que les automobiles ou les climatisations.

La Chine a répondu qu'elle avait moins d'obligations à réduire ses émissions de CO2 par habitant puisqu'elles représentent un sixième de celle des États-Unis. L'Inde, également l'un des plus gros pollueurs de la planète, a présenté les mêmes affirmations, ses émissions de CO2 par habitant étant près de vingt fois inférieures à celles des États-Unis. Cependant, les États-Unis ont répliqué que s'ils devaient supporter le coût des réductions de CO2, la Chine devrait faire de même.



Mesures individuelles de lutte contre le réchauffement climatique


23

Classement des 15 premiers pays émetteurs de CO2 dans le monde en 2006, par habitant.


L'humanité rejette actuellement 6 Gt (gigatonne = milliard de tonnes) d'équivalent carbone par an dans l'atmosphère, soit environ une tonne par habitant. On estime que les océans en absorbent 3 Gt et qu'il faudrait donc abaisser les émissions de gaz à effet de serre de moitié pour arrêter d'enrichir l'atmosphère, ce qui représente une émission moyenne de 500 kg d'équivalent carbone par habitant.

Chaque Français en émet environ deux tonnes, soit quatre fois plus qu'il ne faudrait. En dehors de mesures collectives, des personnalités ont esquissé les gestes quotidiens à mettre en œuvre, dès aujourd'hui, pour limiter le réchauffement climatique comme Jean-Marc Jancovici ou Al Gore.

Quelques mesures relèvent des économies d'énergie, en particulier des énergies fossiles :

éviter de prendre l'avion. Un kilomètre en avion long courrier émet 60 g d'équivalent carbone par personne ; un voyage intercontinental représente près des 500 kg d'équivalent carbone. A fortiori, pour les voyages court-courrier (100 g d'équivalent carbone par kilomètre et par personne), préférer le train ;
   
utiliser le moins possible les véhicules automobiles (préférer la bicyclette ou les transports en commun chaque fois que possible). Une voiture émet entre 100 et 250 g d'équivalent CO2 par km parcouru, soit entre 30 et 70 g d'équivalent carbone. 20 000 km par an représentent entre 600 et 1 400 kg d'équivalent carbone. Si une automobile est nécessaire, choisir le modèle le moins polluant et le plus efficace possible (par exemple, certains constructeurs ont annoncé des véhicules consommant moins de 1,5 l pour 100 km) ;
   
atteindre une isolation optimale des bâtiments, au mieux par le recours à l'architecture bioclimatique qui réduit au maximum les besoins de chauffage (15 kWh⋅m-2 par an, les anciennes maisons étant à 450 kWh⋅m-2 par an) et supprime le besoin de climatisation active, tout en améliorant le confort de vie.


Politiques de développement durable

La résolution du problème du réchauffement climatique implique de prendre en considération non seulement les paramètres qui interviennent directement dans le réchauffement, à savoir les émissions de gaz à effet de serre, mais également l'ensemble des informations environnementales, ainsi que des indicateurs sociaux et économiques, selon les principes élaborés au sommet de la Terre de Rio de Janeiro en 1992, qui a identifié trois piliers dans le développement durable : environnement, social, et économique.

schema-dev-durable

La réponse des États se fait donc aujourd'hui au travers de stratégies nationales de développement durable, celles des collectivités au travers d'agenda 21, et celles des entreprises au travers de la responsabilité sociétale des entreprises.

Le développement durable relève de programmes transversaux dans les organisations. Chaque domaine est appelé à apporter une contribution à l'effort commun. L'informatique par exemple, loin d'être virtuelle ou immatérielle, apparaît comme un secteur émetteur de gaz à effet de serre. Selon Jean-Marc Jancovici, la dématérialisation n'a pas apporté jusqu'à présent de solution au problème du réchauffement climatique, puisqu'on constate une corrélation entre les flux d'information et les flux physiques. Il est donc nécessaire que le secteur de l'informatique se fixe des objectifs en matière de développement durable. C'est ce qui a été fait avec la création en 2007, par Google et le WWF de la Climate Savers Computing Initiative, initiative commune à plusieurs constructeurs informatiques pour réduire de moitié la consommation d'énergie des ordinateurs d'ici 2010.


Controverses sur le réchauffement climatique

L'existence du réchauffement fait quasiment consensus au sein de la communauté scientifique et plus encore des climatologues. Cela n'exclut cependant pas des controverses portant sur :

le fonctionnement du Giec : nécessité de vérifier rigoureusement les données produites, et de prendre en compte les avis divergents ;
   
la validité des conclusions du Giec : importance du réchauffement, probabilité attribuée aux scénarios, importance des causes anthropiques, etc. ;
   
les conséquences du réchauffement (accusations de sur-estimation des effets négatifs et occultation des effets positifs) ;
   
les politiques à mettre en œuvre pour parer ce phénomène climatique (arbitrage des priorités entre les autres problèmes et celui du réchauffement ; arbitrage entre politiques destinées à éviter le réchauffement et politiques destinées à en compenser les effets).


Le réchauffement climatique comme sujet de fiction

Depuis quelques années, plusieurs écrivains de science-fiction, ou même d'autres genres (comme Doris Lessing, prix Nobel de littérature 2007), ont mis le changement climatique au cœur de leur intrigue romanesque, souvent en s'appuyant sur des données scientifiques pour imaginer des futurs possibles.

Par exemple :

Robert Silverberg, Ciel brûlant de minuit, Bantam Books, 1994 et Robert Laffont, 1995.
   
Doris Lessing, Mara et Dann, Flammarion, 2001.
   
Norman Spinrad, Bleue comme une orange, Flammarion, 2001.
   
Jean-Marc Ligny, Aqua TM, L'Atalante, 2006.
   
Michael Crichton, État d'urgence, Robert Laffont, 2006.
   
Kim Stanley Robinson, Les quarante signes de la pluie (2006), 50° au-dessous de zéro (2007), 60 jours et après, Presses de la Cité, 2008.
   
Yann Quero, L'avenir ne sera plus ce qu'il était, Arkuiris, 2010.


 


 

Documents

 


 

Presse
LOGO  documents PDF

lm  L'économie mondiale ralentie par le changement climatique  (26.09.2012)
  •  banner

libe  La banquise arctique pourrait complètement disparaître d'ici à quatre ans (18.09.2012)

teco > New York les pieds dans l’eau, c’est pour bientôt ? (30.06.2012)

libe  L'épaisseur de la banquise arctique révélée par Cryosat (25.04.2012)

monde  le Canada torpille ce que représente le 'Protocole de Kyoto' (Le Monde, 16/12/11)

 

 

 

 

retour