Le changement climatique : mécanismes et perspectives Changement climatique Le climat de la Terre est changeant. C est une réalité que l on a mis quelque temps à découvrir puisqu il a fallu attendre le début du XIX e siècle pour la mettre en évidence [Référence 1]. Le principal ouvrier de cette découverte a été le paléontologue suisse Louis Agassiz qui a fait âge de la glace dont le témoignage était maintenant porté par les traces de l activité de très grands glaciers : moraines et roches polies et striées. l histoire climatique. Parmi ceux-ci se trouvent notamment l étude des [2]. mer. Leur étude géochimique montre que les eaux étaient alors encore très
6 CHANGEMENT CLIMATIQUE ET BIODIVERSITÉ 1 2 3 Hadéen Archéen Protérozoïque Phanéroz. 4,6 4,0 3,0 2,0 1,0 0,5 0 Cambrien Ordov. Silur. Dévonien Carbonif. Permien Trias Jurass. Crétacé Tertiaire 35 C température 4 5 6 10 C 550 500 400 300 200 100 0 ka Figure 1. Variations climatiques majeures des temps géologiques. Ce diagramme, très schématique, tente de représenter les variations climatiques majeures de la Terre. Les - convaincants tendent à montrer que leurs glaces pouvaient se trouver à - Snowball Earth glaciaire. dû prendre des millions d années.
LE CHANGEMENT CLIMATIQUE : MÉCANISMES ET PERSPECTIVES - - pratiquement absentes. Trois périodes glaciaires viennent cependant cou- relativement courte et a comme particularité d avoir laissé des moraines - conduit à la construction d un début de calotte glaciaire sur l Antarctique. Température C) ( 0 4 8 12 courbe des températures calotte glaciaire antarctique calottes glaciaires arctiques 4 3 2 1 0 5 70 60 50 40 30 âge en millions d années 20 10 0 18 tive des volumes de glace dans chaque hémisphère par rapport au dernier maximum glaciaire, les sections en et al. Science
CHANGEMENT CLIMATIQUE ET BIODIVERSITÉ ristique de ce qui est considéré comme l entrée dans la glaciation le début Les travaux menés sur ces glaciations durant le XIX e - des phases successives. Ces idées ont été concrétisées au début du XX e et l on dénombre maintenant de bien plus nombreuses phases glaciaires méthodes anciennement utilisées n avaient pas permis de discriminer ces Si l on divise cette durée d un million d années par les dix phases qu on 3 3,5 4 4,5 5 3 3,5 4 4,5 5 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Âge en milliers d années 18 O (échelle inversée) - Paleoceanography
LE CHANGEMENT CLIMATIQUE : MÉCANISMES ET PERSPECTIVES 9 dans la répartition des espèces végétales que l on décèle grâce à l étude des associations de grains de pollen extraits de carottes des sédiments de - - - - - blement en relation plus ou moins directe avec des processus climatiques. Mécanismes Les changements climatiques variés intervenus sur notre planète exi- - -
CHANGEMENT CLIMATIQUE ET BIODIVERSITÉ 0 PALYNOLOGIE Chênaie mixte CHRONOLOGIE - POST- GLACIAIRE Milliers d'années 25 50 75 100 125 29 980 ±970 BP Plantes herbacées Autres arbres Chênaie mixte stade 4 stade 3 stade 2 stade 1 stade 4 stade 3 stade 2 stade 1 LANTER- NE 3 LANTERNE 2 LANTERNE 1 St GERMAIN 2 MELISEY 2 St GERMAIN 1 MELISEY 1 LINEXERT W Ü R M I E N moyen inférieur EEMIEN Quat. Res., 9 (1), p. 1-21), qui a été complété Quat. Sci. Rev., piques. Le rayonnement solaire
LE CHANGEMENT CLIMATIQUE : MÉCANISMES ET PERSPECTIVES 11 radoxalement capable d entretenir sur terre une température élevée : on carbone d origine volcanique. - - du XVII e siècle au XIX e siècle que l on a voulu expliquer par une baisse l on peut détecter depuis que les instruments de mesure le permettent ; - ment est réparti à la surface du globe. On sait que cette répartition dépend - - -
12 CHANGEMENT CLIMATIQUE ET BIODIVERSITÉ degrés e 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0 24,5 24 23,5 23 22,5 22 21,5 0,04 0,02 0-0,02 excentricité obliquité précession -0,04-0,06-600 -500-400 -300-200 -100 0 milliers d'années L atmosphère - - -
LE CHANGEMENT CLIMATIQUE : MÉCANISMES ET PERSPECTIVES la concentration de l atmosphère en gaz à effet de serre. L énergie interne de la Terre - lesquels sont à l origine du mouvement des plaques lithosphériques. En - Ces phénomènes sont très lents et exigent des millions d années pour avoir un effet appréciable. - - Perspectives Compte tenu de ce que nous savons des causes des variations clima- -
CHANGEMENT CLIMATIQUE ET BIODIVERSITÉ C est un fait que ces concentrations ont augmenté dans l atmosphère depuis le XIX e - expliquent en très grande partie l augmentation des températures de la - Intergovernmental Panel on Climate Change - les précipitations ont fortement augmenté dans l est de l Amérique du australe et dans une partie de l Asie du Sud. Il est probable que la sécheresse a progressé à l échelle du globe depuis les années soixante-dix. Les et vers les hauteurs sont associés au réchauffement récent avec un degré
LE CHANGEMENT CLIMATIQUE : MÉCANISMES ET PERSPECTIVES concentration atmosphérique ppm 360 340 320 300 280 260 Dioxyde de carbone (CO2) 1000 1200 1400 1600 1800 2000 année 1.5 1.0 0.5 0.0 ppb 1750 Méthane (CH4) 0.5 1500 1250 1000 750 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 1000 1200 1400 1600 1800 2000 année forçage radiatif (W m -2 ) concentration atmosphérique C O 2 (ppm ) 400 380 360 340 320 Dioxyde de carbone Mauna Loa 300 1958 1968 1978 1988 1998 2008 année e Third Assessment Report, Working Group I 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0-0,1-0,2-0,3-0,4-0,5 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 e - 2 4
16 CHANGEMENT CLIMATIQUE ET BIODIVERSITÉ le déplacement des aires de répartition et les variations du degré d abon- Les changements climatiques régionaux commencent à avoir d autres ef- non climatiques. Dans la mesure ou notre production en gaz à effet de serre ne cesse Ces effets ont été modélisés et évalués par le GIEC. Cet avenir dépend qui concerne l usage des énergies fossiles. Comme il n est manifestement Special Report on Emission Scenarios - giques ainsi que des émissions de gaz à effet de serre qui en résultent. Seules les politiques climatiques actuelles sont prises en considération dans ces scénarios qui sont utilisés pour estimer les changements climatiques à venir. - Cette famille de scénarios se répartit en trois groupes qui correspondent à différentes orientations de l évolution technologique du point de vue des - avec une évolution plus rapide des structures économiques vers une économie de services et d information. Le canevas B2 décrit un monde caractérisé par des niveaux intermédiaires de croissances démographique et
LE CHANGEMENT CLIMATIQUE : MÉCANISMES ET PERSPECTIVES - faible développement économique et de lents progrès technologiques. Aucun de ces scénarios ne s est vu affecter un niveau de probabilité. e siècle. Il est très probable que ces changements seront plus importants que ceux observés pendant le XX e Scénarios d émissions de GES pour la période 2000 2100 (en l absence de politiques climatiques additionnelles) et projections relatives aux températures en surface É m issions mondiales de GES (Gt équiv.-c O /an ) 2 Post-SRES (max.) A1FI A1B B2 B1 Post-SRES (min.) A2 A1T ( C) surface en mondial Réchauffement Fourchette post-sres (80 %) B1 A1T B2 A1B A2 A1FI Concentrations constantes, niveaux 2000 XX e siècle 2000 2100 1900 2000 2100 Année Année A2 B1 A1B niveaux 2000 e Le 4 e e e 2 e CO 2 4 2 e siècle.
CHANGEMENT CLIMATIQUE ET BIODIVERSITÉ au cours des vingt prochaines années est anticipé dans plusieurs scénarios semble des gaz à effet de serre et des aérosols seraient maintenues aux e - Cas Variation de température ( C, pour 2090-2099 par rapport à 1980-1999) Valeur la plus probable Intervalle probable Élévation du niveau de la mer (m, pour 2090-2099 par rapport à 1980-1999) Intervalle basé sur les modèles Concentrations Non disponible Scénario B1 Scénario A1T Scénario B2 Scénario A1B Scénario A2 - un réchauffement maximal sur les terres émergées et dans la plu- réchauffement minimal au-dessus de l océan Austral et d une partie de l Atlantique Nord ; d épaisseur de la couche de dégel dans la plupart des régions à per- l été d ici la deuxième moitié du XXI e siècle ;
LE CHANGEMENT CLIMATIQUE : MÉCANISMES ET PERSPECTIVES 19 - précipitations ; - une augmentation très probable des précipitations aux latitudes éle- terres émergées subtropicales ; - - - sité diminue ; à de multiples contraintes ; - bilité au réchauffement. par les activités humaines aient des conséquence sensibles sur nos environnements et sur la biodiversité. Ces changements semblent inéluctables - - - -
CHANGEMENT CLIMATIQUE ET BIODIVERSITÉ 2 dans e indiquent que ces incidences se poursuivent avec le réchauffement. La disposition du texte permet EAU ÉCOSYSTÈMES PRODUCTION ALIMENTAIRE CÔTES SANTÉ 0 1 2 3 4 5 C Références C. R. Geosciencesnaire : les débuts de la paléoclimatologie. Sciences
LE CHANGEMENT CLIMATIQUE : MÉCANISMES ET PERSPECTIVES 21 - Science - - of the Intergovernmental Panel on Climate Change. IPCC