Enquête sur le climat passé, en quête du climat futur.

Enquête sur le climat passé, en quête du climat futur. Les bases scientifiques du changement climatique. Philippe BOISSEL, Météo-France

Plan de l exposé Introduction: les travaux du GIEC Retour sur un climat qui a déjà bien changé. A quels facteurs peut-on attribuer ces changements climatiques? Les climats du futur Introduction aux impacts

Une contribution internationale sous l égide du GIEC Groupe d'experts Inter-gouvernemental sur l Évolution du Climat Créé en 1988 par l Organisation Météorologique Mondiale (OMM ou WMO) et le Programme des Nations Unies pour l Environnement (PNUE ou UNEP). 5 Rapports d Évaluation : 2013, 2007, 2001, 1995, 1990 + des rapports spéciaux (ex : sur les extrêmes en 2012) Grands principes : - le consensus - la transparence, la traçabilité - la rigueur - pas de parti pris - pas de préconisation politique

Une contribution internationale sous l égide du GIEC Une expertise mise au service des décideurs (UNFCCC, COP) Le 5e Rapport d Évaluation: compilation de milliers d'études internationales (plus de 9000) Rapport du groupe I (29 septembre 2013): le diagnostic et les projections Rapport du groupe II (31 mars 2014): les impacts, les vulnérabilités, l adaptation Rapport du groupe III (12 avril 2014): l atténuation du changement climatique Rapport de synthèse (31 octobre 2014): synthèse de l ensemble des volumes

Comment connaître le climat du passé? Les données météorologiques sont mesurées à l aide d instruments depuis 150 ans seulement Source : Météo France mais les éléments naturels fournissent des renseignements permettant de reconstituer les variations climatiques passées jusqu à 700 000 années environ Carottages de glace Photo : Pascal Doira, LSCE/CNRS-CEA Cernes des arbres Photo : ACFAS Carottages de coraux Photo : J. Orenpuller/IRD

Comment connaître le climat du passé? Reconstructions à partir de carottages glaciaires et observations récentes (GIEC, 2007)

Comment connaître le climat du passé? Reconstruction de la température moyenne de l hémisphère Nord (GIEC, 2007)

Le constat: un réchauffement global Température de surface (moyenne globale) Valeurs annuelles [ Moyennes de 10 ans [ ] 3 dernières décennies : les plus chaudes jamais enregistrées depuis 1850. ] Entre 1880 et 2012, en moyenne globale : +0.85 [entre +0.65 et +1.06] C Années

Des signes nombreux et cohérents partout Couverture neigeuse au printemps dans l'hémisphère Nord Extension de la glace de mer l'été en Arctique Contenu de chaleur global de l'océan de surface Niveau de la mer global

Et plus près de chez nous? Evolution des températures homogénéisées à Bourges de 1878 à 2012 19,0 Tendance: «seulement» + 0,4 C en 135 ans 18,0 17,0 16,0 15,0 14,0 13,0 Tendance: + 1,3 C en 135 ans avec forte accélération sur les 35 dernières années 12,0 11,0 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 2 01 0 2006 2 00 2 1 99 8 19 9 4 1 9 90 1 9 86 19 8 2 19 7 8 19 7 4 1 9 70 19 6 6 1 96 2 1 9 58 19 5 4 1 95 0 1 9 46 1 9 42 1 9 38 19 3 4 1 9 30 1 9 26 1 9 22 19 1 8 19 1 4 1 9 10 19 0 6 19 0 2 1 8 98 18 9 4 1 89 0 1 8 86 18 8 2 Tendance: + 2,1 C en 135 ans dont + 1,4 C sur les 35 dernières années 1 8 78 3,0

De la nécessité d homogénéiser les séries de mesure L analyse des évolutions climatiques sur un secteur nécessite de disposer de mesures suffisamment longues, ininterrompues et comparables dans le temps. Dans l historique des mesures météo à Bourges existent des inhomogénéités: Déplacement des capteurs (écluse, Ecole Normale, observatoire, aéroport, station actuelle) Données incomplètes Changements de capteurs Modification de l environnement Modification de protocoles de mesures Changements d observateurs Un travail d homogénéisation des données a donc été effectué afin de pallier ces problèmes et de créer une longue série de données, homogène et représentative.

Les indices culturaux témoignent de cette évolution Date du début des vendanges à Sancerre (cépage Sauvignon) de 1965 à 2010 27-oct Des vendanges avancées d environ 20 jours en 45 ans! 17-oct 07-oct 27-sept 17-sept 07-sept date des vendanges 28-août Linéaire (date des vendanges) Source: SICAVAC 2009 2007 2005 2003 2001 1999 1997 1995 1993 1991 1989 1987 1985 1983 1981 1979 1977 1975 1973 1971 1969 1967 1965 18-août

Les principales manifestations du changement climatique observées à travers le monde Le 5ème rapport du GIEC contient une première partie sur les constats: - l atmosphère s est réchauffée (les 3 dernières décennies sont plus chaudes depuis 1850 ; 1983-2012 probablement la période de 30 ans la plus chaude des 1400 dernières années dans l hémisphère Nord. - l océan s est réchauffé (l'énergie supplémentaire générée ces dernières décennies dans le système climatique a été en très grande partie absorbée par les océans, jusqu'à représenter près de 90% de l'énergie totale supplémentaire accumulée entre 1971 et 2000 ) - la quantité de neige et de glace a diminué - le niveau de la mer s est élevé (à un rythme supérieur au rythme moyen des deux derniers millénaires: + 0,19 m entre 1901 et 2010) - et le taux de carbone (et autres GES) augmente (atteignant des niveaux sans précédent depuis 800 000 ans.+40% depuis l époque préindustrielle dont 30% absorbés par les océans => acidification)

Forçage naturel: les paramètres orbitaux (Milankovitch, 1920) Précession Inclinaison Excentricité

Forçage naturel: évolution des températures expliquée par le volcanisme Refroidissement en surface : entre 0,2 et 0,4 pendant 1 à 2 ans

Forçage naturel + anthropique: l effet de serre (1)

Forçage naturel + anthropique: l effet de serre (2) L atmosphère est relativement transparente au rayonnement solaire (42% seulement est absorbé ou réfléchi) L atmosphère est plus opaque à la transmission vers son sommet du rayonnement infrarouge. Le rayonnement infrarouge est absorbé pour une large part par les nuages et certains gaz constituant l atmosphère puis ré-émis dans toutes les directions, notamment vers la surface de la Terre, ce qui permet de la réchauffer davantage. C est le phénomène naturel d effet de serre qui participe à un équilibre permettant de bénéficier de 15 C en moyenne sur Terre (au lieu de 19 C!) Bilan énergétique moyen pour la période de mars 2000 à mars 2004 en W/m² (Trenberth et al, 2009) Mais atteint-on réellement l équilibre? Bilan radiatif au sol: 161-17 - 80-396 + 333 = + 1 W/m² Ce léger déséquilibre est la conséquence de l augmentation de la concentration des gaz à effet de serre. Ce qui se traduira par une augmentation de la température moyenne globale.

Effet de serre naturel et additionnel Augmentation de la concentration en gaz carbonique CO 2 : - combustion des énergies fossiles (charbon, pétrole) - modification de l occupation des sols (déforestation) Augmentation de la concentration en méthane CH 4 : - rizières - ruminants Augmentation de la concentration en protoxyde d azote N 2O : - utilisation intensive d engrais azotés Augmentation de la concentration en ozone O 3 : - certains polluants industriels - polluants liés aux transports Apparition de gaz n existant pas à l état naturel dans l atmosphère - Chlorofluorocarbones (CFC) provenant de la réfrigération ou de certains gaz propulseurs

Ces changements sont liés à l activité humaine Moyenne globale Observations Modèles tenant compte des facteurs naturels et humains Modèles tenant compte des facteurs naturels uniquement 95% de certitude que l influence humaine est la principale cause du réchauffement observé depuis le milieu du XXe siècle. (90 % dans le 4e Rapport)

Ces changements sont liés à l activité humaine Température moyenne de la France Modèles tenant compte des facteurs naturels et humains Anomalie de tem Modèles tenant compte des facteurs naturels uniquement (soleil, volcanismes, etc...) Terray et Boé (2013). CERFACS, Toulouse

De nouveaux modèles climatiques

Les nouveaux scénarios du GIEC: Le choix de différents futurs possibles Modification du bilan d énergie de la planète: Forçage radiatif en W/m 2 Les scénarios d émission de gaz à effet de serre

Les nouveaux scénarios du GIEC Nom Forçage radiatif Concentration (ppm) Trajectoire RCP8.5 >8,5Wm-2 en 2100 >1370 eq-co2 en 2100 croissante RCP6.0 ~6Wm-2 au niveau de stabilisation après 2100 ~850 eq-co2 Stabilisation sans dépassement RCP4.5 ~4,5Wm-2 au niveau de stabilisation après 2100 RCP2.6 Pic à ~3Wm-2 avant 2100 puis déclin au niveau de stabilisation après 2100 ~660 eq-co2 au niveau de stabilisation après 2100 Pic ~490 eq-co2 avant 2100 puis déclin Stabilisation sans dépassement Pic puis déclin

Des émissions toujours en hausse Scénarios d'émissions de gaz à effet de serre dans le monde La trajectoire actuelle Émissions globales observées de CO2 (Global Carbon Project, 2012) Forçage radia

Projections climatiques : réchauffement global C Température de surface (moyenne globale) Réchauffement si nous continuons à émettre au rythme actuel Réchauffement si nous parvenons à maîtriser nos émissions de gaz à effet de serre

Le monde va bouger : choix entre Changement de la température de surface entre la fin du 20ème et la fin du 21ème siècle Réchauffement si nous parvenons à maîtriser nos émissions de gaz à effet de serre...un monde futur changé (1 C) Réchauffement si nous continuons à émettre au rythme actuel... ou bouleversé (> 4 C)

Changements moyens en 2081-2100 par rapport à 1986-2005 (GIEC, 2013) RCP2.6 Température en surface Précipitations RCP8.5

Couverture de glace de mer en Arctique Simulation pour la période 2080-2099 Septembre CNRM-CERFACS Mars IPSL CNRM-CERFACS RCP2.6 RCP8.5 15 30 50 70 90 % IPSL

Réchauffement en France Température moyenne de la France + 3,7 C ) Hiver + 1,9 C + 6 C Été Terray et Boé (2013). CERFACS, Toulouse + 2,2 C

Quelques simulations sur la France Disponibles sur le portail DRIAS: www.drias-climat.fr Période de référence (1976 2005) Horizon proche (2021-2050) Horizon moyen (2041-2070) RCP 2.6 RCP 8.5 Température moyenne annuelle Horizon lointain (2071-2100)

Quelques simulations sur la France Disponibles sur le portail DRIAS: www.drias-climat.fr Température moyenne Température moyenne RCP 2.6 Horizon lointain (2071 2100) RCP 8.5 Horizon lointain (2071 2100)

Quelques simulations sur la France Disponibles sur le portail DRIAS: www.drias-climat.fr Anomalie de précipitations Anomalie de précipitations en hiver en été RCP 2.6 RCP 2.6 Anomalie de précipitations Anomalie de précipitations en hiver en été RCP 8.5 RCP 8.5

En résumé, à quoi peut-on s attendre en France? Une augmentation des températures variable selon les scénarios. - augmentation «limitée» pour un scénario optimiste. - forte augmentation pour le scénario pessimiste, pouvant dépasser 5 C en été. Une forte augmentation du nombre de jours de vagues de chaleur. - le seuil des 20 jours pourrait être dépassé pour le scénario pessimiste. Une poursuite de la diminution des vagues de froid. Une augmentation des pluies hivernales et une diminution en été pour le scénario pessimiste. Un renforcement du taux de précipitations extrêmes. Une augmentation des épisodes de sécheresse, surtout dans le sud du pays. Les cyclones ne seraient pas plus nombreux, mais probablement plus forts.

Introduction aux impacts Eau Agriculture Energie (offre et demande) + impacts globaux: acidification des océans, niveau des mers, littoraux Risques «naturels» et assurances Tourisme Qualité de l air Villes Infrastructures Santé Ecosystèmes

Introduction aux impacts Impacts sur les ressources en eau et les milieux aquatiques Problèmes de ressources en eau Episodes d étiages de plus en plus prononcés Débits des rivières et fleuves plus faibles Problèmes éventuels de qualité des eaux L agriculture et les forêts Problèmes de sécheresses et d irrigations Impacts négatifs ET positifs sur les rendements de certaines cultures (Projet Climator) Risques plus élevés d incendies de forêts Impacts sur les populations d arbres et l occurrence de maladies Les zones urbaines Interdépendance des impacts en raison de systèmes intégrés au sein d une ville Augmentation des canicules rendant plus vulnérables les zones urbaines Retraits-gonflements des argiles L énergie nécessaire pour assurer le confort thermique des habitants

Introduction aux impacts: Indices de sécheresse des sols Scénario optimiste

Introduction aux impacts: Indices de sécheresse des sols Scénario pessimiste

Introduction aux impacts: Eau - Sensibilité aux feux de forêt Indice de feux de forêt d été, conditions de la période de référence (1989-2008) et vers 2060

Introduction aux impacts: Un impact déjà visible sur les précipitations extrêmes? Nombre de jours avec des précipitations à plus de 50 mm à Nice 8 Un risque 7 = 6 un aléa 5 + 4 un enjeu (ou vulnérabilité) 3 2 1 2015 2013 2011 2009 2007 2005 2003 2001 1999 1997 1995 1993 1991 1989 1987 1985 1983 1981 1979 1977 1975 1973 1971 1969 1967 1965 1963 1961 1959 1957 1955 1953 1951 1949 1947 1945 1943 0

Introduction aux impacts: Valeur maximale de l indicateur thermique L évolution des extrêmes : ex des vagues de chaleur en France Durée de la vague de chaleur (en jours)

Introduction aux impacts: L évolution des extrêmes : ex des vagues de chaleur en France

Introduction aux impacts: L évolution des extrêmes : ex des vagues de chaleur en France L adaptation s avère indispensable particulièrement en ville! Villes plus vulnérables en périodes caniculaires en raison de l Ilot de Chaleur Urbain Canicule 2003 sur Paris Températures nocturnes du 9 au 13 août 2003 (Projet EPICEA)

Introduction aux impacts: L évolution des extrêmes : et les vagues de froid?

En conclusion: Quelle attitude, quels choix face au changement climatique? le «triple A» Acceptation - consensus plus fort autour du changement climatique et de son attribution à l activité humaine - des climato-sceptiques de plus en plus discrets?! Atténuation - réduire les émissions de GES reste la priorité si on vise une trajectoire de type RCP 2.6 - des choix résultant d arbitrages entre plusieurs politiques publiques - bonne volonté (et gouvernance) à l échelle internationale sinon, une utopie! - un rôle important des éducateurs pour sensibiliser la jeunesse! Adaptation - Notre capacité de résilience devrait nous permettre de trouver des solutions d adaptation (Plan National d Adaptation au Changement Climatique, Schémas Régionaux Climat-Air-Energie ) -.pour s adapter en moins d un siècle à un bouleversement qui met habituellement 20000 ans?! - quid de la capacité d adaptation des espèces animales, végétales -

Merci de votre attention!

Annexes

Annexes Evolution du nombre annuel de jours de pluies sup à 100, 150 ou 190 mm sur les régions méditerranéennes de la France de 1958 à 2012

Annexes Col de Porte (Isère, 1328 m)

Le climato-scepticisme Le doute méthodique, la discussion, la critique, la controverse scientifique sont constitutifs de la recherche, c est-à-dire de la science en train de se faire Il est légitime de soulever des questions sur les différentes thématiques classiques de la recherche sur le climat Quelles mesures à l appui de l énoncé sur l amorce d un changement climatique depuis 1850? Quelle place des émissions anthropiques de GES parmi les différents déterminants du climat? Quelles épreuves de validation des modèles climatiques? Quelle fiabilité des prévisions face à l accumulation des différentes sources d incertitude? Etc. A condition d écouter et de prendre en compte les réponses

Le climato-scepticisme Précaution initiale MAIS un scientifique qui manipule des données, fait des erreurs de méthode, procède à de fausses imputations, sans admettre ses erreurs lorsqu elles lui sont démontrées n est plus qu un idéologue DE PLUS Il existe un climato-scepticisme qui relève d une stratégie idéologique et pas de la discussion scientifique normale

Le climato-scepticisme La communauté scientifique qui travaille sur le changement climatique, c est 1000 fois plus que ceux qui l infirment! Ici, comme ailleurs, le faux ne se donne pas pour faux mais cherche à prendre l apparence du vrai! Le climato-scepticisme exploite à fond l incapacité de l opinion publique à discerner le vrai du faux sur des questions scientifiques pointues Reste le doute! Il mobilise à la fois les attributs traditionnels de l autorité scientifique (titres, médailles, langage), et le réflexe de «scepticisme ordinaire» des gens ayant un certain rang social ou une certaine culture scientifique et se croyant aptes à juger par eux-mêmes: «On ne me la fait pas» Cela fonctionne médiatiquement car il existe une demande sociale pour un message expliquant qu il n y a pas lieu de changer de système énergétique ou de payer pour les émissions de CO2 ou de modifier les modes de vie

Le climato-scepticisme A la demande des climato-sceptiques, un débat scientifique a été organisé par l Académie des Sciences en octobre 2010 pour permettre la confrontation des points de vue et des méthodes et établir l état actuel des connaissances sur le changement climatique : Rapport disponible sous : http://www.academie-sciences.fr/activite/rapport/rapport261010.pdf Quelques conclusions importantes : «Plusieurs indicateurs indépendants montrent une augmentation du réchauffement climatique de 1975 à 2003.» «Cette augmentation est principalement due à l augmentation de la concentration du CO2 dans l atmosphère.» «L augmentation de CO2 et, à un moindre degré, des autres gaz à effet de serre, est incontestablement due à l activité humaine.» «Les mécanismes pouvant jouer un rôle dans la transmission et l amplification du forçage solaire et, en particulier, de l activité solaire ne sont pas encore bien compris. L activité solaire, qui a légèrement décru en moyenne depuis 1975, ne peut être dominante dans le réchauffement observé sur cette période.» «Des incertitudes importantes demeurent sur la modélisation des nuages, l évolution des glaces marines et des calottes polaires, le couplage océan atmosphère, l évolution de la biosphère et la dynamique du cycle du carbone.»

Ilot de chaleur urbain : facteur aggravant des canicules A l échelle du quartier : Phénomène de micro-icu Formes urbaines Tissu historique ancien Tissu urbain moderne Conservation de la chaleur Espace ouvert : Exposition au soleil Rafraîchissement APUR

Ilot de chaleur urbain : facteur aggravant des canicules A l échelle du quartier : Présence d eau Activités humaines APUR APUR

Ilot de chaleur urbain : facteur aggravant des canicules A l échelle de la rue : APUR APUR