SFEN/GR21 18 septembre Le GIEC. Qu est-ce que le GIEC? Quelle est sa mission? Les observations météorologiques

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1 1 SFEN/GR21 18 septembre 2014 Le GIEC Exposé de Valérie MASSON-DELMOTTE - Laboratoire des Sciences du Climat et de l Environnement du CEA (LSCE) Institut Pierre Simon Laplace (CEA-CNRS-UVSQ) Qu est-ce que le GIEC? Quelle est sa mission? Le Groupe Intergouvernemental d Experts sur l évolution du Climat (GIEC) a été mis en place par l OMM (Organisation Météorologique Mondiale) en 1988, dans le cadre d une Convention ratifiée par l ONU. Il est chargé de faire la synthèse des connaissances sur l évolution du climat et il publie tous les 6 ans un rapport à l intention des responsables politiques sur les données recueillies. En France, ce sont environ chercheurs qui sont impliqués pour ce rapport. Internationalement, ce sont scientifiques bénévoles qui dialoguent. Il comprend trois groupes de travail sur les risques liés au changement climatiques (WG1), les conséquences environnementales et socio-économiques (WG2) et les options d adaptation et d atténuation (WG3). Le rapport donne des informations scientifiques, techniques et économiques pour éclairer les politiques publiques mais le GIEC a un mandat explicite de ne pas être prescriptif. Le rapport du GIEC s appuie sur 9200 publications citées et analysées (259 auteurs et 600 contributeurs). Les articles du rapport sont relus par des experts qui font leurs commentaires (54677 commentaires de 1089 experts). Le rapport complet de plus de 1000 pages fait l objet de 3 phases de relecture (plus de 100 relecteurs) pour répondre à toutes les critiques une par une. Il comprend un résumé de mots (20 pages) à l intention des décideurs, approuvé mot par mot au cours de la procédure d approbation par les représentants des gouvernements. On peut constater que le plus souvent, seuls les États-Unis et l Europe apportent leur soutien aux scientifiques et à leur conclusion, alors que les pays émergents contestent la formulation sur les quantités et les effets du potentiels du CO2 (les chiffres ne sont pas changés, mais seulement la formulation qui fait l objet de compromis). Les observations météorologiques Les observations météorologiques ont régulièrement progressé aux XX ème et XXI ème siècles. - les premières mesures météorologiques en France datent de 1880 ; celles dans le monde à partir de la fin du XIX ème siècle, - des observations atmosphériques verticales se sont développées avec l utilisation des avions, des ballons sonde et, depuis la fin des années 70, les satellites d observation (50 sources satellitaires en fonctionnement) et ont permis d affiner les connaissances (humidité, température, GES, particules polluantes, etc.) qui ont un effet sur le rayonnement solaire et le climat. - les Océans, qui sont la plus grande réserve de chaleur, ont fait également depuis 20 ans l objet d observations coordonnées (mesures de salinité, couverture planétaire de mesures en profondeur, caractéristiques des masses d eau, stockage de chaleur, effets de la température sur le niveau des océans, etc.).

2 2 Compte tenu de la complexité des sciences du climat, elles sont aujourd hui abordées par la modélisation 3D de l atmosphère et des échanges d énergie et de rayonnement avec l espace. Au départ, les modélisations étaient pratiquées par mailles de 500 km. Aujourd hui elles sont de 100 km; dans 10 ans, on espère atteindre 20 km. Sont ainsi mesurés les échanges atmosphériques et la surface des continents (sources d humidité), les GES et leurs effets sur l atmosphère, les particules polluantes (aérosols formés dans les déserts, volcans, trainées d avions, activités humaines). Aujourd hui ce sont environ 40 modèles 3D qui servent à comprendre comment le climat réagit aux modifications repérées (flux d énergie, flux d air, flux d eau - évaporation, ruissellement -, flux de carbone). Les résultats de ces codes de calcul sont régulièrement comparés pour tester leur validité, puis on confronte les résultats des calculs aux observations les plus récentes (en Inde, Chine, Afrique du Sud) pour tester leur robustesse. Aujourd hui, il n y a pas moyen de dire quel est le meilleur des 40 modèles ; on peut seulement identifier et écarter les plus mauvais.

3 3 Relevé des constats Le réchauffement climatique est aujourd hui sans équivoque : l énergie s est accumulée dans l atmosphère et dans les océans, et l ensemble des mesures effectuées (température, humidité, recul des glaciers, niveau des mers, ) est cohérent avec ce diagnostic. Les températures de la mer, en surface et en profondeur se sont élevées, ainsi que les températures dans les régions arctiques. Les observations sont sans précédent. Le climat se réchauffe plus au niveau des continents que dans les océans parce que ceux-ci ont une plus grande inertie thermique, et que l eau de mer réchauffée s évapore. On constate plus de vagues de chaleur sur les continents. En Arctique, le recul de la banquise accentue la perte de l effet miroir de la glace. Pour l instant, on n a pas constaté d effet sur le Gulf Stream et sa circulation. L évolution des températures mesurée année par année depuis 1850 et considéré en moyennes sur 10 ans, indique une vague de réchauffement dans les dernières années 1970 (+1 C en France), la période des 30 dernières années ayant été la plus chaude, marquée par : des coups de chaleur : El Nino, canicule de des phénomènes climatiques violents : ouragan Sandy aux USA, Xynthia en France.

4 4 A l échelle régionale et dans l hémisphère nord, la variabilité climatique est très influencée par les éruptions volcaniques qui ont un impact important sur l effet radiatif. Le cycle de 11 ans d activité du Soleil indique un écart de ± 0,1 C entre le minimum et le maximum des variations de flux radiatif, qui détermine l enveloppe extérieure qui arrive sur la Terre, ce qui n est pas significatif (une controverse concerne la moyenne des 10 dernières années où il est apparu un ralentissement du rythme du réchauffement). Le réchauffement océanique par l augmentation de l énergie emmagasinée représente plus de 90% de l énergie accumulée. De ce fait le niveau des mers est monté de 20cm au XX ème siècle (on estime la vitesse de montée à 3mm/an due au réchauffement de l eau, la fonte des glaciers, la fonte de la banquise). Il est très probable que les régions à salinité élevée (où l évaporation domine le bilan de l eau en surface) deviendront plus salées, alors que les régions à faible salinité (où les précipitations dominent) verront une augmentation des précipitations : Le cycle de l eau subira une intensification : - accroissement des pluies dans les régions humides et élargissement des saisons humides - diminution des pluies dans les régions sèches et élargissement des saisons sèches. On constate déjà sur les trente dernières années ( ) un changement de fréquence et d intensité des événements extrêmes.

5 5 D une manière générale les contrastes entre les régions vont s accentuer. Impact du CO2 et des gaz à effet de serre (GES) La concentration atmosphérique du CO2, du méthane et des oxydes nitreux a augmenté significativement depuis le début du XX ème siècle pour atteindre des niveaux sans précédent depuis au moins ans. On constate une très forte accélération depuis Les concentrations en CO2 ont augmenté de 40% depuis la période préindustrielle. Cette augmentation s explique en premier lieu par l utilisation des combustibles fossiles et en second lieu par des émissions nettes dues à des changements d utilisation des sols. L océan a absorbé environ 30% des émissions de CO2 ce qui a entrainé son acidification. La capacité des océans à absorber le CO2 augmente mais pas aussi vite que sa production. Même si l efficacité énergétique contribue à diminuer l intensité Carbone, l augmentation des émissions de CO se poursuit (évolution de la démographie, la croissance économique des pays émergents et utilisation croissante du charbon).

6 Mesuré en W/m 2, le forçage radiatif total est positif et a conduit à une absorption d énergie par le système climatique net depuis 1750, et par la part accrue des activités humaines à partir de Le phénomène est encore plus évident depuis 1970 (augmentation des GES, réchauffement observé, effet distributif des pluies et accroissement du niveau des mers). 6

7 7 Il faut constater qu il n y a aujourd hui aucune étude qui explique le réchauffement climatique par autre chose que l activité humaine. Comment évaluer les risques futurs? Trois scénarios de perturbation ont été envisagés. Ils sont basés sur des hypothèses d augmentation du flux radiatif (par rapport à 1750) exprimée en W/m 2 : - Fortes émissions de GES : 8,5 W/m² - Stabilisation des émissions de GES : 4,5 à 6 W/m² - Contrôle des émissions de GES : 2,6 W/m². D ores et déjà on peut annoncer une augmentation moyenne de la température de 1,5 C pour la fin du XXI ème siècle. Il est probable que ce réchauffement se poursuivra au-delà de Plus de 20% du CO2 émis par les activités humaines restera dans l atmosphère plus de 100ans après l arrêt des rejets (durées nécessaire aux puits de carbone pour absorber ce CO2). La plupart des caractéristiques du changement climatique persisteront après l arrêt des rejets de GES. Le contraste des précipitations entre régions sèches et régions humides et entre saisons sèches et saisons humides va s accentuer.

8 8 Les vagues de chaleur deviendront plus fréquentes et dureront plus longtemps. Les phénomènes de précipitions extrêmes seront plus intenses et plus fréquents sur les continents de moyenne latitude (effet d élargissement des tropiques). Un océan arctique sans glace en septembre avant le milieu du siècle est probable d après le scénario +8,5 W/m² (degré de confiance moyen) avec les conséquences que l on peut envisager sur le trafic maritime dans cette région et l exploitation des fonds marins.

9 9 En France, la situation actuelle devrait se traduire par une augmentation des pluies dans le Nord et une diminution dans le Sud. L été 2003 sera un phénomène courant en Un stress-test a été conduit pour ce qui concerne les centrales nucléaires sur une période de 30 ans mettant en avant : - les sols argileux entraînant de nouvelles normes de construction (si +8 C) - la nécessité de capacités de refroidissement accrues. Pour ce qui concerne les bâtiments, il ne sera plus possible de construire sur le littoral comme aujourd hui car l on prévoit une élévation du niveau de la mer de +40 cm en étant optimiste, sinon de +80 cm à1 m (réchauffement des océans, fonte des glaciers et des calottes glaciaires). Les enjeux sont donc particulièrement importants pour l habitat car les digues seraient insuffisantes en cas de crue. Le changement climatique va créer de nouveaux risques pour les systèmes naturels et humains et amplifier les risques existants. Plus l amplitude et la vitesse du changement climatique seront importants et plus la probabilité de dépasser les limites d adaptation augmente. L adaptation et la mitigation sont des stratégies complémentaires pour réduire et gérer les risques dus au changement climatiques. Le total des émissions de CO2 cumulées détermine dans une large mesure la moyenne globale du réchauffement en surface de la Terre vers la fin du XXI ème siècle.

10 10 Fin 1990, 15 à 20 millions de tonnes de CO2 étaient rejetées dans l atmosphère ; aujourd hui, ce sont 38 millions de tonnes annuelles ; Les actions urgentes à mener sont en particulier les recherches sur la séquestration du CO2 (sans succès aujourd hui) lié à l utilisation croissante du charbon comme source d énergie, et l option de la poursuite du développement de l énergie nucléaire (l option 100% d énergies renouvelables étant impossible).