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
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
Longueur des glaciers
Température des océans Contenu thermique de l'océan Hémisphère sud Hémisphère nord Océan global années
Le réchauffement est «presque» global
Amplitude journalière de température
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?
Climat et rayonnement solaire «Clima»: signifie Inclinaison en grec
Révolution-saisons
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
«Circulation atmosphérique» QuickTime et un décompresseur TIFF (LZW) sont requis pour visionner cette image.
Circulation océanique de surface
La circulation océanique Surface currents Deep waters 2000-4000 m (e.g., NADW) Deepest waters > 4000 m (e.g., AABW) Rahmstorf, Nature 419, Sept 2002
Pourquoi les activités humaines sont-elle en mesure de modifier le climat J. Fourier (1786-1830): «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 (1820-1893) premières mesures sur l absorption et l émission des rayons infrarouges par les gaz. S. Arrhenius (1859-1927), T. Chamberlain (1843-1928) 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
Premier suivi atmosphérique: C. D. Keeling
Pas d effet de serre SOLEIL -18 C
L effet de serre SOLEIL 15 C
L effet de serre naturel + anthropiqu SOLEIL 16 C
Collection Dominos R. Sadourny:le climat de la terre
Evolution de 3 gaz à effet de serre dans l atmosphère Glace (lame mince) au microscope, avec bulles d air Rapport GIEC 2001
Forçage radiatif global moyen pour le système climatique (année 2000 par rapport à année 1750)
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?
Grotte Lascaux bouquetins bisons cerfs http://www.culture.gouv.fr/culture/arcnat/lascaux/fr/
A. Chené, CCJ/CNRS Grotte Cosquer, grands pingouins http://www.culture.gouv.fr/culture/archeosm/fr/fr-cosqu2.htm
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 http://www.culture.gouv.fr/culture/archeosm/fr/fr-cosqu2.htm
Etendue des glaces polaires au dernier maximum glaciaire par rapport à la période moderne
Vue polaire de l hémisphère nord au dernier maximum glaciaire
Différence de température des eaux de surface entre le dernier maximum glaciaire et l actuel >-8 C Climap, 1981-4 à -2 C 2 à 4 C
La théorie astronomique des paléoclimats 0.5 W/m 2 =>Moyenne annuelle globale 100, 130 et 410 000 ans Milutin Milankovitch 1924 ~100 W/m 2 => Moyenne saisonnière locale 19 000 et 23 000 ans ~15 W/m 2 => Moyenne annuelle locale 41 000 ans
La théorie astronomique des paléoclimats 2,5 δ 18 O 3 Insolation à 65 N, l été 600 550 W/m2 3,5 500 4 450 4,5 400 5 5,5 Équivalent volume des calottes de glace -400-300 -200-100 Âge kan BP 0 350 300
Gaz à effet de serre sur les 4 derniers cycles glaciaire-interglaciaire CO 2 ppmv 370 1750 CH 4 ppbv Deutérium
Température et gaz à effet de serre depuis 650 000 ans
Les variations naturelles du climat: -N ont jamais depuis 700 000 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?
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
QuickTime et un décompresseur codec YUV420 sont requis pour visionner cette image.
Que signifie un accroissement de température de quelques degrés Celsius en une centaine d'année? 29 27 25 23 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 21 19 17 15 T min 1860 1900 1950 2000 2050 Dufresne, IPSL 2100
Réchauffement pour un doublement de CO 2 atmosphérique, effet des rétroactions positives
Températures prédites pour le dernier quart du XXI e siècle
The Global carbon Project 2003
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% des modèles sont en accord, zones blanches moins de 66% des modèles sont en accord
Evolution future des précipitations en France modèle météo-france 2070-2100/1970-2000 Hiver Printemps Eté Automne
QuickTime et un décompresseur TIFF (non compressé) sont requis pour visionner cette image.
Dilatation thermique des Océans
Fonte du Groenland
Modification de la circulation thermohaline de l océan
Circulation moderne AAIW AABW NADW 0 1000 HNAIW 2000 3000 4000 5000 SOW GAABW S -60-40 -20 0 20 40 60 N
Il y aura des effets à très long terme ou irréversibles
The Il Future, y aura when des effets is it? à très long terme ou irréversibles 0-50 ans: des décisions à prendre 10-80 ans: augmentation rapide de CO 2 et température 100-200 ans: perturbation maximale de température 300-500 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"?
«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.»
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.pdf http://www.grida.no/climate/ipcc_tar/vol4/french/pdf/wg3sum.pdf http://www.grida.no/climate/ipcc_tar/vol4/french/pdf/syrfull.pdf
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 ) Salinity (psu) 36 35 34 Salinity difference (psu) (1985-1999)-(1955-1969) 200 100 0-100 -200 0.5 0.05 0.015-0.015-0.05-0.5 Curry et al, Nature, vol. 426, 2003
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
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 cycle or are they forced by anthropic influence? Dickson et al, Nature, vol. 416, 2002
Khodri
Un faible réchauffement aura des conséquences moins néfastes qu un fort réchauffement