Chapitre 3 : Comprendre les conséquences du réchauffement climatique et les possibilités d actions

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1 Chapitre 3 : Comprendre les conséquences du réchauffement climatique et les possibilités d actions La Terre se réchauffe. En 2016 ont a enregistré des températures moyenne supérieur de 1,1 C par rapport à la période pré-industrielle. Selon ce constat, il devient évident que les activités humaines agissent sur la composition chimique de l atmosphère et sont parfaitement corrélées à l augmentation de la température, mais également l augmentation du niveau des mers, des précipitations et de l acidification des océans. Nous entrons dans une nouvelle ère géologique : l Anthropocène (anthropos «être humain») Quelles sont les conséquences du réchauffement climatique? Peut-on le limiter? Comment s y adapter? I. Les activités humaines et leurs conséquences sur l atmosphère Le GIEC (groupe d expert intergouvernemental sur l évolution du climat) dont la mission est d évaluer, en toute objectivité, les évolutions climatiques consécutives des activités anthropiques part du constat suivant : Les activités anthropiques influencent le climat, et il est nécessaire de s appuyer sur ce constat pour envisager les climats futurs. Le travail scientifique permet d aboutir à des modèles, des scénarios, des hypothèses qui orientent les décisions publiques. A. L effet de serre, un phénomène naturel L effet de serre est un phénomène d origine naturel, mais qui depuis la révolution industrielle, est bouleversé par les activités humaines. 1

2 La planète reçoit de l énergie grâce au soleil, absorbe une partie de l énergie des rayons solaires et réémet le reste au delà de l atmosphère. L atmosphère est composée de gaz dont certains retiennent une part de l énergie solaire sous forme d infrarouges, ce qui réchauffe : C est l effet de serre. De ce fait, la température terrestre se maintient à une moyenne de 15 C, sous la température adaptée à l épanouissement des écosystèmes. En comparaison la lune, située quasiment à la même distance du soleil que la Terre ne possède pas d atmosphère et possède une température moyenne de -20 C La composition de l atmosphère est modifiée par l augmentation des GES comme le CO 2, le CH 4 ou le N 2O. Le surplus de gaz va accentuer l effet de serre. L atmosphère conserve alors davantage d énergie solaire provoquant un réchauffement climatique à l origine des perturbations climatiques. A titre d exemple, la température terrestre à augmenté de 0,8 C depuis la fin du XIXe siècle. Les températures extrêmes que l on relevait avant sur 1% de la planète, recouvrent maintenant 10% de la surface du globe. Si la concentration moyenne en CO2 augmente encore d ici 2100, la température moyenne de la Terre s élèvera de 1,5 C à 4,5 supplémentaire selon le GIEC. Les GES et leurs propriétés radiatives contribuent directement à l effet de serre additionnel. Fin 2019, les émissions de GES étaient en augmentation de 2,2% par an. B. L influence de l homme Les activités anthropiques ont modifié les concentrations en GES dans l atmosphère. Le CO 2 issu de la combustion des énergies fossiles représente 75% des émissions humaines de GES. Mais il ne faut pas négliger le méthane CH 4 provenant des activités agricoles et le protoxyde d azote N 2O émis par certains engrais ou par des procédés chimiques ainsi que les gaz fluorés des climatiseurs. 1. L agriculture Bien qu émis en quantité moindre, le méthane est 28 fois plus réchauffant que le CO 2. Il provient des flatulences des bovins, des déjections animales et des rizières. La récente augmentation de production animale et végétale dans des pays comme la chine et l Inde accentue cet effet. L émission de CH 4 a augmenté de 14% entre 2001 et L utilisation massive d engrais et la gestion des déjections laissent s évaporer du N 2O dans l atmosphère, celui ci constitue 13% des émissions agricoles. 2. Les combustibles fossiles Le gaz de schiste, le charbon et le pétrole font partie des combustibles fossiles. Ils sont responsables d émission de méthane dont la contribution à l effet de serre et soixante fois plus importante que celle du CO 2 au moment de son émission. De plus, lorsqu un combustible fossile brule, il oxyde en partie l azote dont il est composé et libère du N 2O. Le charbon est la plus problématique des énergies utilisées par l humain. On compte 1 à 2 millions de morts provoquées chaque année dans le monde, dont la moitié environ due à la pollution atmosphérique par des centrales thermiques avec chaudière (à flamme). 3. La déforestation L expansion agricole et ses plantations comme par exemple de palmiers à huile, le développement de cultures pour nourrir les animaux d élevage, l exploitation minière de métaux et minerais précieux ont pour conséquences la déforestation. Les forêts sont source de nourriture, de combustibles, de vêtements, de médications pour de nombreuses populations. Ainsi l exploitation des forêts fournit de l énergie servant à l alimentation de cheminées individuelles, de chaufferie collectives et indispensable à l industrie et l agriculture. Les forêts représentent cependant un équilibre pour la biodiversité et ont un rôle prépondérant dans la fixation du CO 2. 40% du carbone terrestre est stocké dans la végétation et les sols forestiers, on parle de puit de carbone. La déforestation est ainsi responsable d une grande partie des émissions de CO 2 (3,3 milliards de tonnes) 2

3 C. Bilan radiatif terrestre Pour quantifier l effet de serre, on mesure la différence entre l énergie reçue et celle réémise par la Terre, c est le bilan radiatif terrestre. Quand l équilibre est rompu entre énergie reçue et énergie rendue on parle alors de forçage radiatif. Le bilan radiatif terrestre est donc le rapport entre les flux entrants et les flux sortants. Pour que le bilan soit équilibré, il faut que la puissance entrante (W/m2) soit équivalente à la puissance sortante. L augmentation non naturelle des GES est venue perturber l équilibre radiatif. En un siècle et demi, nous somme passé d un état d équilibre radiatif à un forçage radiatif positif. L atmosphère est de plus en plus étanche et conserve trop d énergie, faisant augmenter la température globale. II. Les conséquences du réchauffement climatique A. La fonte des glaces et l élévation des océans La fonte des glaciers de montagne et des calottes polaires conjuguée à l expansion thermique de l eau fait monter le niveau des océans. Les calottes du Groenland et de l antarctique ont perdu plus de 400 milliards de tonnes de masse par an dans les dix ans précédant 2015, ce qui correspond à une élévation de 1,2 cm chaque année du niveau de la mer. Les glaciers ont également perdent près de 280 milliards de tonnes de glace par an augmentant le niveau de la mer de à 0,77 mm chaque année. 35% de la hausse du niveau de la mer dans le monde est due à la fonte des glaciers. De plus l apport d eau douce des glaciers dans la mer fait baisser la salinité des eaux et perturbe ainsi les circulations océaniques dont dépendent les courants. Ces courants sont eux même à l origine des variations climatiques. La fonte des glaces à trois conséquences importantes : - la disparition de sources d eau potable - la montée des océans susceptible de bouleverser la géographie mondiale - la baisse de la salinité des océans. B. Augmentation du volume et de la fréquence des précipitations Les précipitations sont un facteur pris en compte dans la définition du climat, même si celles ci ne montrent pas de tendance globale d évolution au cours de XX siècle, ellesbouleversent la météo et les saisons. Depuis 1960, une diminution importante des précipitations hivernales a été observée dans la partie sud de la France, tandis que, dans le nord, elle est en augmentation. De plus les quantités de pluie et de neige annuelle devront croître puisque la tension de la vapeur d eau, donc l évaporation est une fonction croissante de la température. C. Acidification des océans L acidification des eaux est devenue en quelques années l un des problèmes majeurs auxquels nos océans font face. Invisible à l œil nu, ses effets ne peuvent être perçus aussi facilement que la montée des eaux ou la hausse des températures. Le CO 2 atmosphérique se dissout dans les océans entrainant des réactions chimiques qui réduisent le ph de la mer. Au cours des 2 derniers siècles, le ph est passé de 8,2 à 8. On estime que cette valeur diminuera encore de 0,3. Cette baisse du ph affecte les animaux à coquilles qui ont plus de mal à former leur coquille ou leur exosquelette et impact donc toute une chaîne alimentaire. De plus l absorption de CO 2 par les océans contribue au réchauffement des eaux de surface qui entraine la désoxygénation des océans. De plus les humains déversent dans l océan des eaux riche en nutriments : c est l eutrophisation. - Les eaux riches favorisent la multiplication et le développement de phytoplancton et des algues vertes de surfaces. - En mourant, ces végétaux marins rejettent du carbone sous forme de matière organique. - Celle ci se dépose au fond des océans où vivent les bactéries. 3

4 - Ces bactéries se nourrissent de l abondance de matière organique et prolifèrent. - Mais ; ces bactéries étant aérobie, elles sont consommatrice d oxygène, et menace grandement les réserve par leur prolifération excessive. - Progressivementapparaissent des zones dépourvues d oxygène dans lesquelles les espèces animales ne peuvent plus prospérer. III. Quel futur pour le climat? A. Scénarios et projections Le GIEC présente 4 scénarios possibles nommés RCP2.6 RCP4.5 RCP6.0 et RCP8.5. Ces scénarios se basent sur plusieurs paramètres différents (continuité ou non de l augmentation démographique, continuité ou non du développement économique ) RCP = Representative concentration pathways Les chiffres associés représentent le forçage radiatif supposé. Ex : 8,5 W/ m 2 pour RCP8.5 4

5 B. Plan d action et stratégies d atténuation A l horizon 2030, et depuis 1990, l objectif de l union européenne est de réduire de 40% ses émissions de GES. Pour ce faire, on assiste à la mise en place progressive de politiques pour le climat et notamment la taxation du carbone. Un plan climat a été adopté en 2008 par l UE, il définissait les trois objectifs à l horizon 2020 : - une réduction de 20% des émissions de GES par rapport à Une augmentation de 20% de la production d énergies renouvelables - Une augmentation de 20% de l efficience énergétique En 1997, Le protocole de Kyoto prévoyait de réduire l émission de GES de 5% entre 2008 et 2012 par rapport à Lors de la COP18 une prolongation de ce protocole a été adoptée pour prolonger la période d engagement de 2013 à Lors de la COP21 a été signée l accord de Paris pour le climat, le premier engagement à long terme et à caractère universel. Il est entré en vigueur en novembre 2016 et ses objectifs se déclinent en 3 piliers : - l atténuation (contenir les GES et la huasse des températures) - l adaptation - la finance En 2020 Emmanuel Macron annonce qu il souhaite organiser un referendum pour proposer l introduction de la défense de l environnement dans l article 1 de la Constitution. Actuellement toutes ces mesures apparaissent insuffisantes pour respecter les objectifs dont celui de limiter le changement climatique à 1,5-2 C. Les conséquences de l augmentation de Co2 dans l atmosphère et des évolutions climatiques liées à l effet de serre additionnel sont multiples sur de nombreux systèmes naturels et sur des secteurs socio-économiques. Une part des changements étant inévitable, différentes voies d adaptation doivent être étudiées : augmentation de la part des renouvelables dans la consommation énergétique, investissement en recherche et développement dans des technologies énergétiques bas-carbone Grâce à la connaissance de l impact des activités humaines sur l environnement, on peut limiter l évolution climatique 5