Fondements scientifiques du Changement Climatique

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1 Module 1 Mai 2015 Fondements scientifiques du Changement Climatique Seite 1

2 Contenu La machine climatique L effet de serre Changements observés dans le climat et dans d autres indicateurs Augmentation des concentrations de gaz à effet de serre Hausse des températures Glaciers, calottes polaires et autres indicateurs Élévation du niveau de la mer Les Causes des changements observés dans le climat Raisons de l augmentation des concentrations de gaz à effet de serre Contributions de l être humain au changement climatique Débats concernant les facteurs naturels et anthropiques du changement climatique Le concept de forçage radiatif Causes de l élévation récente du niveau de la mer Les émissions de GES Au niveau international Au niveau national (Maroc) Etude de cas Seite 2 2

3 «Le réchauffement du système climatique est sans équivoque et, depuis les années 1950, beaucoup de changements observés sont sans précédent depuis des décennies voire des millénaires. L'atmosphère et l'océan se sont réchauffés, la couverture de neige et de glace a diminué, le niveau des mers s'est élevé et les concentrations des gaz à effet de serre ont augmenté.» (5 e rapport du GIEC, novembre 2014) Seite 3 3

4 La machine climatique La machine climatique est très complexe et dépend de plusieurs paramètres et processus qui, en se combinant font varier le climat. Parmi ces paramètres: Rayons du soleil L effet de serre Neige: réflexion Eau: Absorption L albédo Seite 4 4

5 L effet de serre Le rayonnement solaire alimente le système climatique Quelques radiations sont réfléchies par la terre et l atmosphère Quelques radiations infrarouges traversent l atmosphère mais la plupart sont absorbées et réémises dans toutes les directions par les molécules de GES et les nuages. Ceci a pour effet de réchauffer la surface de la terre et les couches inférieures de l atmosphère. La moitié des radiations solaires est absorbée par la surface de la terre et la réchauffe. Les radiations infrarouges sont émises par la surface de la terre. Source:WWF/IPCC ( Seite 5 5

6 Les principaux gaz à effet de serre CO2 CH4 N2O HFC, PFC et SF6 Généré par la combustion des combustibles fossiles, par certains procédés industriels, la déforestation. Les secteurs émetteurs: transports, bâtiments et la consommation des ménages, la production d énergie et l industrie. Emis par l élevage des bovins, les déjections animales et les cultures agricoles (riz), par la mise en décharges des déchets organiques. Son pouvoir sur l effet de serre est de 21 fois celui du CO2. Résultat de pratiques agricoles intensives (engrais, déjections) et peut être émis par les procédés industriels, principalement par es industries des engrais. Son pouvoir sur l effet de serre est de 310 fois celui du CO2. Gaz fluorés : ils sont utilisés dans la réfrigération et l air conditionné, dans les mousses isolantes et les aérosols, l industrie des semiconducteurs et les appareils de transport d électricité. Leur pouvoir de réchauffement va de 1300 fois à fois celui du CO Seite 6 6

7 Les changements observés Photo : NASA Seite 7

8 Augmentation des concentrations de gaz à effet de serre Selon le GIEC, Les concentrations de gaz à effet de serre les plus élevées depuis ans Seite 8 8

9 Emissions de CO2 ( ) Millions de tonne CO Amérique du Nord Amérique latine Europe et ex-urss Afrique Moyen-Orient Extrême-Orient Océanie Soutes internationales Le Global carbon project [1] souligne que la trajectoire actuelle des émissions de CO2 concorde avec le pire des scénarios évoqués par le GIEC, qui table sur une hausse de la température mondiale de 3,2 à 5,4 C d'ici 2100 [2]. Emissions mondiales 1990: Millions tonnes 2014: Millions tonnes (1) Global Carbon Budget - Media Summary Highlights (compact), site Global carbon project, 21 septembre 2014 (2) Émissions de CO 2 en 2014: vers un record à 37 milliards de tonnes, La Tribune, 22 septembre Seite 9 9

10 Emissions de GES Les émissions de GES comprennent tous les gaz à effet de serre: Emissions de GES en 2010: 49 Milliards CO2 éq.par an Source: 5 ème rapport du GIEC ( Seite 10 10

11 Hausse des températures Source: 5 ème rapport du GIEC ( Les températures moyennes L évolution des températures moyennes est une preuve du changement climatique: La température moyenne mondiale (terre et océans) a augmenté de 0,85 C entre 1880 et Chacune des trois dernières décennies a été plus chaude que la précédente et que toutes les autres décennies depuis La décennie a été la plus chaude de toutes les décennies depuis 1850 La période a été la plus chaude depuis 1400 ans Seite 11 11

12 Hausse des températures Au Maroc, le réchauffement enregistré durant les 50 dernières années est pratiquement le double de celui enregistré sur les 100 ans. L'étude de la température moyenne annuelle a montré une augmentation significative de celle-ci de l'ordre de 0,16 C par décennie, elle augmentera d'ici 2100 entre 2 et 5 C (1) Selon le GIEC une hausse des températures de 2 à 3 C est à prévoir en région méditerranéenne à l horizon 2050, et de 3 à 5 C à l horizon (1) Source: Mokssit, Direction la météorologie et du Centre national de recherche météorologique, Seite 12 12

13 La cryosphère (Glace et neige) LA CALOTTE GLACIAIRE A PERDU EN VOLUME DEPUIS LES ANNÉES 1990 ET SA FONTE EST DE PLUS EN PLUS RAPIDE. Le volume de la cryosphère est en diminution continue La glace et la neige qui restent au sommet du Kilimanjaro pourraient disparaître d ici 20 à 50 ans, selon les scientifiques. l-danel-les-neiges-du-kilimandjaro.htm Source: 5 ème rapport du GIEC ( Seite 13 13

14 Élévation du niveau de la mer Sur la période , le niveau de la mer a augmenté de 19 centimètres en moyenne. Entre 1901 et 2010, la hausse moyenne du niveau des mers était de 1,7 mm/an. Mais le phénomène s accélère, puisque la hausse était de 3,2 mm/an entre 1993 et Selon Mohamed El Mehdi Saidi, enseignant chercheur à l Université de Marrakech, «Le sud, vers Agadir, ne devrait pas être touché en premier. Par contre aux alentours d El Jadida, la plage est sur un plateau, c est là que réside le risque de submersion continentale.» Source: 5 ème rapport du GIEC ( Plage El Jadida Seite 14 14

15 Les Causes des changements Neptunya.fr Seite 15

16 Certaines activités humaines produisent des GES qui absorbent les rayons infrarouges. Ils s ajoutent aux gaz à effet serre déjà présents Raisons dans l atmosphère de l augmentation et la rendent plus opaque des et donc plus apte à absorber le rayonnement terrestre et à le restituer sous forme de chaleur. concentrations de gaz effet de Cela amplifie le phénomène serre de l effet de serre provoquant de nombreux changements dans le climat de la planète. L augmentation de l effet de serre due à l activité humaine est constatée et incontestable Source : Raupach, M. et Canadell, J. G., 2010 : Carbon and the Anthropocene Seite 16 16

17 Débats concernant les facteurs naturels et anthropiques du changement climatique Le soleil L irradiation solaire varie selon un cycle de 11 années, et peut augmenter légèrement d un cycle à l autre. Le forçage solaire (GIEC 2011) est très faible (entre + 0,1 et + 0,5 watt par mètre carré) alors que le forçage des gaz à effet de serre est plus important (+ 2,43 watts par mètre carré avec un niveau d incertitude de 10 pour 100) Seite 17 17

18 Le concept de forçage radiatif D'après la définition du GIEC, le forçage radiatif (W/m 2 ) est «l équilibre entre le rayonnement solaire entrant et les émissions de rayonnements infrarouges sortant de l atmosphère». Le GIEC utilise le forçage radiatif afin d'évaluer l'impact de différents facteurs (les émissions de CO 2, l'albédo, les aérosols, etc.) sur le bilan énergétique de la Terre. OMM 2011 OMM: Organisation météorologique mondiale Seite 18 18

19 Força ge Le Forçage climatique global Contributions de l être humain au Tout GES Carbone noir Radiation changement solaire climatique Albédo Aérosols stratosphère Aérosols troposphère Aérosols (effet indirect) Utilisation de la terre Source : Hansen et. al, Science 2005 Les facteurs naturels, qui dominaient les forçages il y a 1 siècle (en particulier le volcanisme), sont aujourd'hui largement dépassés par les facteurs d'origine humaine. C'est bien l activité humaine qui est la cause du problème Seite 19 19

20 Débats concernant les facteurs naturels et anthropiques du changement climatique Hydrate de méthane (glace de méthane) L hydrate de méthane est un solide cristallin qui se forme naturellement dans des régions polaires et dans des sédiments marins. Le rapport de 2001 du GIEC souligne que l hydrate de méthane ne représente pas plus de deux pour cent de toutes les sources actuelles naturelles et anthropiques de méthane. Le méthane ne contribue qu à environ 20 pour 100 du forçage radiatif total attribuable aux gaz à effet de serre. Source: Seite 20 20

21 Débats concernant les facteurs naturels et anthropiques du changement climatique Autres causes naturelles possibles Les variations dans l orbite terrestre : De lentes variations régulières dans l axe de rotation et dans l orbite de la Terre ont joué un rôle important dans la progression et le recul des glaciers au cours des dernières périodes glaciaires. Cependant, ces variations surviennent très lentement, et il faut des milliers d années avant que des changements d envergure ne deviennent apparents. Source: http//system.solaire.free.fr La réorganisation interne des courants atmosphériques et océaniques: De récentes études ont révélé que les océans agissaient probablement comme puits thermiques plutôt que comme sources de chaleur Seite 21 21

22 Causes de l élévation récente du niveau de la mer Le niveau de la mer a augmenté plus rapidement au cours du XX e siècle qu au cours de siècles précédents. Le dernier rapport du GIEC note qu il est fort probable que le réchauffement survenu au XX e siècle ait sensiblement contribué à l élévation observée du niveau de la mer. Selon le GIEC, l expansion thermique est l une des principales causes de l élévation du niveau de la mer Seite 22 22

23 Les émissions de GES Neptunya.fr Seite 23

24 Les émissions de GES: Monde Emissions de GES, millions de tonnes équivalent CO2 Autres Bâtiments Puissance Déforestation Transport Industrie Agriculture Source : Seite 24 24

25 Les émissions de GES: Maroc Evolution des Emissions globales de GES par secteur / Gg. E.CO Année Energie Procédés Industriels Agriculture Foresterie Déchets Source: Troisième communication nationale (en cours de publication) Seite 25 25

26 ETUDE DE CAS L état du changement climatique et ses impacts au Maroc Seite 26

27 Impacts La région de l Afrique du Nord serait, particulièrement touchée. Elle devrait subir un réchauffement dépassant la moyenne du globe et une diminution plus importante des précipitations. Durant les quarante-cinq dernières années, les régions qui étaient classées sous climat humide et subhumide régressent au profit des régions à climat semi-aride et aride. Augmentation de la température annuelle moyenne estimée à 0,16 C par décennie et la baisse des précipitations printanières de 47% à l échelle nationale. La Direction de la Météorologie Nationale prévoie une augmentation des températures moyennes estivales de l ordre de 2 C à 6 C et la diminution de 20% en moyenne des précipitations d ici la fin du siècle. Source: Abdellah Mokssit, Environnement et Changement Climatique au Maroc Diagnostic et Perspectives Seite 27 27

28 Température et précipitations Source: Direction de la météorologie nationale Seite 28 28

29 Sécheresse et inondations Inondations dans le Gharb (2010) Sécheresse Draa (2007) Inondations dans le Sud (2014) Sécheresse (2014) la valeur ajoutée a fléchi de 2.9% Seite 29 29

30 Désertification Régression du couvert végétal forestier : ha /an Erosion hydrique Ensablement Salinisation Source: Seite 30 30

31 Vulnérabilité Carte de vulnérabilité (%): Indice de vulnérabilité égale à 100% indique que la population s approprie en un an toute la production. Source: Saloua Rochdane, Sustainability 2014, 6(4), ; Seite 31 31

32 Textes de référence et documents pédagogiques Introduction au réchauffement climatique, La Cité des sciences Effet de serre et empreinte écologique, Une journée en mondialisation / Fondation Education et Développement Le 5ème rapport du GIEC en Français Seite 32 32

33 Films vidéo Comprendre le réchauffement climatique en 4 minutes. Changement climatique : certitudes, incertitudes et communication par Hervé Le Treut (1h23 min). Le changement climatique causes et conséquences (10.10 minutes). Le réchauffement climatique expliqué (7.19 minutes). Changement climatique (3.35 min) Seite 33 33

34 Liens Utiles php: Site de la Convention-cadre des Nations unies pour le changement climatique. leading-the-international agenda/education-forsustainable-development/climate-changeeducation/ Environnement et Changement Climatique au Maroc Seite 34 34

35 Module de formation élaboré par: Pr. Abdelatif Touzani avec l appui de: Seite 35 35