Effet de serre et changements climatiques

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Jérémie Thibault
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1 QuickTime et un décompresseur TIFF (non compressé) sont requis pour visionner cette image. Effet de serre et changements climatiques - Les observations actuelles - L effet de serre dans le système climatique terrestre - La variabilité naturelle passée - Quelles prédictions pour le futur? Elisabeth Michel QuickTime et un décompresseur TIFF (non compressé) sont requis pour visionner cette image. Visiatome juin 2007

2 Les observations actuelles Evolution des températures moyennes de l'air au niveau du sol depuis 1860, selon les indications données par les mesures directes de la température de l'air. Source : GIEC, 2001

3 Longueur des glaciers

4 Température des océans Contenu thermique de l'océan Hémisphère sud Hémisphère nord Océan global années

5 Le réchauffement est «presque» global

6 Amplitude journalière de température

7 Réalité: -On enregistre un réchauffement de l air et de l eau -Ordre de grandeur: +0.7 C depuis 1 siècle -On observe un recul des glaciers continentaux => POURQUOI?

8 Climat et rayonnement solaire «Clima»: signifie Inclinaison en grec

9 Révolution-saisons

10 Moyenne annuelle Puissance absorbée par le système terre QuickTime et un décompresseur TIFF (LZW) sont requis pour visionner cette image. Hiver boréal < 40W/m 2 >360W/m 2 Eté boréal

11 «Circulation atmosphérique» QuickTime et un décompresseur TIFF (LZW) sont requis pour visionner cette image.

12 Circulation océanique de surface

La circulation océanique Surface currents Deep waters 2000-4000 m (e.g.

13 La circulation océanique Surface currents Deep waters m (e.g., NADW) Deepest waters > 4000 m (e.g., AABW) Rahmstorf, Nature 419, Sept 2002

14 Pourquoi les activités humaines sont-elle en mesure de modifier le climat J. Fourier ( ): «La température de la terre est augmentée par l interposition de l atmosphère car la chaleur trouve moins d obstacle pour pénétrer l air, étant à l état de lumière, qu elle n en trouve pour repasser dans l air lorsqu elle est convertie en chaleur obscure» J. Tyndall ( ) premières mesures sur l absorption et l émission des rayons infrarouges par les gaz. S. Arrhenius ( ), T. Chamberlain ( ) Interaction cycle du carbone - variations du climat 1896: Un doublement de la teneur en gaz carbonique de l atmosphère, consécutif au développement industriel, se traduirait par un réchauffement mondial de la planète de l ordre de 5 à 6 C

15 Premier suivi atmosphérique: C. D. Keeling

16 Pas d effet de serre SOLEIL -18 C

17 L effet de serre SOLEIL 15 C

18 L effet de serre naturel + anthropiqu SOLEIL 16 C

19 Collection Dominos R. Sadourny:le climat de la terre

21 Evolution de 3 gaz à effet de serre dans l atmosphère Glace (lame mince) au microscope, avec bulles d air Rapport GIEC 2001

22 Forçage radiatif global moyen pour le système climatique (année 2000 par rapport à année 1750)

23 L effet de serre: -Les activités humaines modifient l effet de serre naturel en augmentant les concentrations en CO 2, CH 4, N 2 O, CFC, aérosols -Le bilan actuel est une augmentation moyenne de 2.5 W/m 2 de l impact radiatif => l impact de ce changement est-il significatif par rapport aux variations naturelles du climat?

25 Grotte Lascaux bouquetins bisons cerfs

26 A. Chené, CCJ/CNRS Grotte Cosquer, grands pingouins

27 La salle immergée mesure 60 mètres. Avec les parties noyées, elle a plus de 100 mètres de diamètre. Entrée à -37 mètres Galerie noyée longue de 175 mètres Coupe de la grotte Cosquer

28 Etendue des glaces polaires au dernier maximum glaciaire par rapport à la période moderne

29 Vue polaire de l hémisphère nord au dernier maximum glaciaire

30 Différence de température des eaux de surface entre le dernier maximum glaciaire et l actuel >-8 C Climap, à -2 C 2 à 4 C

31 La théorie astronomique des paléoclimats 0.5 W/m 2 =>Moyenne annuelle globale 100, 130 et ans Milutin Milankovitch 1924 ~100 W/m 2 => Moyenne saisonnière locale et ans ~15 W/m 2 => Moyenne annuelle locale ans

32 La théorie astronomique des paléoclimats 2,5 δ 18 O 3 Insolation à 65 N, l été W/m2 3, , ,5 Équivalent volume des calottes de glace Âge kan BP

33 Gaz à effet de serre sur les 4 derniers cycles glaciaire-interglaciaire CO 2 ppmv CH 4 ppbv Deutérium

34 Température et gaz à effet de serre depuis ans

35 Les variations naturelles du climat: -N ont jamais depuis ans atteint l amplitude des observations actuelles pour les concentrations de gaz à effet de serre -Le système climatique est complexe, résultat d interactions entre l océan, l atmosphère (circulation et composition chimique), la végétation, la glace de mer, les calottes de glace et le cycle de tous les éléments actifs dans l effet de serre => quel futur?

36 atmosphère atmosphère atmosphère atmosphère atmosphère atmosphère Surface continentale Surface continentale Océan glace de mer Surface continentale Océan glace de mer Surface continentale Océan glace de mer Surface continentale Océan glace de mer Aérosols Aérosols Aérosols Océan glace de mer Modèles climatiques depuis 1970 Aérosols Carbone océanique Carbone continental Cycle du carbone Végétation dynamique Cycle du carbone Végétation dynamique Végétation dynamique Chimie atmosphérique Ecosystème marin Chimie atmosphérique Chimie atmosphérique

38 QuickTime et un décompresseur codec YUV420 sont requis pour visionner cette image.

39 Que signifie un accroissement de température de quelques degrés Celsius en une centaine d'année? Evolution de la température moyenne du mois de juillet en France de 1860 à 2100 (modèle de l'ipsl, scenario SRES-A2 sans aérosols) T max T min Dufresne, IPSL 2100

42 Réchauffement pour un doublement de CO 2 atmosphérique, effet des rétroactions positives

43 Températures prédites pour le dernier quart du XXI e siècle

44 The Global carbon Project 2003

45 Figure 1: Evolution de la concentration en CO 2 dans les modèles couplés climat-carbone

Variation des précipitations entre 2090-2100 et 1980-1999 Zone grisée plus de 90%

46 Variation des précipitations entre et Zone grisée plus de 90% des modèles sont en accord, zones blanches moins de 66% des modèles sont en accord

47 Evolution future des précipitations en France modèle météo-france / Hiver Printemps Eté Automne

48 QuickTime et un décompresseur TIFF (non compressé) sont requis pour visionner cette image.

49 Dilatation thermique des Océans

50 Fonte du Groenland

52 Modification de la circulation thermohaline de l océan

Circulation moderne AAIW AABW NADW 0 1000 HNAIW

53 Circulation moderne AAIW AABW NADW HNAIW SOW GAABW S N

54 Il y aura des effets à très long terme ou irréversibles

55 The Il Future, y aura when des effets is it? à très long terme ou irréversibles 0-50 ans: des décisions à prendre ans: augmentation rapide de CO 2 et température ans: perturbation maximale de température ans: diminution de CO 2 et température ph de l'océan minimal fonte rapide des calottes et niveau marin... autres surprises... 1,000-10,000 ans: stabilisation des calottes, niveau marin, ph,.. ~100,000 ans: retour aux conditions "naturelles"?

56 «nous prédisons, sur la base d un scénario de réchauffement climatique de moyenne amplitude en 2050, que 15 à 37% des espèces dans les zones étudiées sont condamnées à disparaître.»

57 Notre avenir?

La meilleure source d information: les rapports du GIEC disponibles gratuitement sur internet http://www.grida.no/climate/ipcc_tar/vol4/french/pdf/wg1sum.pdf http://www.grida.no/climate/ipcc_tar/vol4/french/pdf/wg2sum.

58 La meilleure source d information: les rapports du GIEC disponibles gratuitement sur internet

61 Puissance solaire reconstruite à partir des éléments cosmogéniques

Change in the freshwater content of the Atlantic Ocean 38 Sea surface salinity (psu) 37 36 35 33 38 37 30 net Precipitation net Evaporation E minus P (cm yr -1

62 Change in the freshwater content of the Atlantic Ocean 38 Sea surface salinity (psu) net Precipitation net Evaporation E minus P (cm yr -1 ) Salinity (psu) Salinity difference (psu) ( )-( ) Curry et al, Nature, vol. 426, 2003

63 Les observations Mesures directes du flux sortant Mesures de profils hydrographiques depuis 1950 => approfondissement des isopycnes Une diminution de 20% du flux depuis les années 1950 Hansen et al., 2001

64 Effet de serre / vapeur d eau c est le principal composant actif et sa distribution n est pas uniforme, contrairement au CO2, par exemple la teneur en eau dans l air saturé ne dépend que de sa température (elle est multipliée par 2 entre 8 et 18 C)

Freshening of the deep North Atlantic 1965-2000 Are these variations part of a natural

65 Freshening of the deep North Atlantic Are these variations part of a natural cycle or are they forced by anthropic influence? Dickson et al, Nature, vol. 416, 2002

66 Khodri

67 Un faible réchauffement aura des conséquences moins néfastes qu un fort réchauffement

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