De l évolution récente du climat au climat de demain Le système climatique terrestre.
I- Les paramètres orbitaux. L énergie incidente reçue au sommet de l atmosphère est différente de l énergie reçue au niveau du sol. Elle dépend des paramètre orbitaux tel que: 1) l excentricité de l orbite terrestre :modification de l orbite terrestre. 2) l obliquité : l axe de rotation de la Terre est inclinée par rapport à la perpendiculaire au plan de l écliptique avec un angle qui varie de 22 et 25 3) la précession des équinoxes : mouvement très lent de rotation de l axe de la terre, sur lui-même en rotation http://www.imcce.fr/fr/grandpublic/systeme/promena de/pages4/438.html
cycle de 100 000ans ( entre 0% à 6%) Cycle 41000 ans Cycle de 19000 à 23000 ans.
E=0 cercle parfait Affecte la quantité totale d énergie solaire reçue. Excentricité actuelle = 0.017 E= 0.06 valeur maximale Variations de l excentricité Variation de l obliquité La variations de ces paramètres. O= 24.5 Influence la répartition latitudinale de l énergie solaire sans modifier la quantité d énergie reçue. Obliquité actuelle = 23.5 O =22
Joue sur les saisons et l alternance jour/nuit
Relation entre l excentricité et la température à la surface de la Terre.
Excentricité +obliquité+précession équinoxe = signal combiné MAIS d après les calculs ces paramètres induiraient que de très légères variations ( inférieures à 2%)
Bilan Ces paramètres orbitaux induisent des changements lents dus aux interactions de la Terre avec les autres planètes du système solaire. Cependant ces variations sont insuffisantes pour expliquer l ampleur des variations de T. Ils peuvent apparaitre comme des facteurs déclencheurs dans la mesure où ils précèdent de peu les variations globales de t
II- les paramètres amplificateurs.
84% de l énergie réfléchie. L albédo 106/342= 0.31 L albédo est le rapport entre l énergie solaire réfléchie par une surface et l énergie solaire incidente. Sa valeur est comprise entre 0 et 1
Albédo et température Température théorique de la terre -18 C or la température terrestre est en moyenne de 15 C
Une modification de l albédo peut être à l origine d une rétroaction sur le climat régional. Un réchauffement climatique fonte des glaces polaires libération d une surface plus sombre donc albédo plus faible: Énergie solaire moins réfléchie, le sol ou l eau se réchauffe ce qui accélère d autant la fonte des glace et diminue encore l albédo.
L effet de serre.
Les sources de carbone anthropiques (combustibles fossiles et utilisation des terres) sont en nette augmentation depuis les années 1950 (les flux ont été multipliés par 5 en 50 ans). Les puits de carbone (photosynthèse et solubilisation du CO2 dans les eaux océaniques) augmentent aussi sensiblement depuis la même période mais de façon plus réduite (les flux ont été multipliés par 3 en 50 ans). Le bilan carbone est en faveur des sources (+ 8,8 Gt +/ 1,2 par an comparé aux 4,7 Gt +/ 1,1 par an), le CO2 ne cesse donc d augmenter dans l atmosphère à cause des activités humaines.
Le CO2 d origine humaine que l on peut distinguer du CO2 naturel se retrouve dissous dans la partie superficielle des eaux océaniques en particulier dans l Atlantique Nord.
Il existe des échanges de CO2 entre l atmosphère et l hydrosphère: - on parle de dégazage ou de pompage. Ainsi, en fonction de la température de l eau, elle-même dépendante de la latitude, des courants marins et du réchauffement de l atmosphère, l un ou l autre des phénomènes est favorisé.
Bilan Les activités humaines participent à l augmentation de la concentration en CO2 atmosphérique et donc à l augmentation moyenne de température. Heureusement, des mécanismes permettent de piéger environ la moitié du CO2 émis. Toutefois, le bilan des flux de carbone n est pas actuellement équilibré et l atmosphère continue à s enrichir en CO2.
Le bilan radiatif du globe. Les gaz à effet de serre réalisent un forçage positif, les aérosols en augmentant l albédo des nuages réalisent un forçage négatif. On comprend donc pourquoi l éruption du Pinatubo, en injectant une masse considérable de particules et d aérosols dans la haute atmosphère, a été suivie d une baisse de la température moyenne du globe. Eruption du Pinatubo 1991
Un emballement positif pour un rétroaction positive La disparition des glaces polaires, au fort albédo, s accélère depuis 1980. L océan Arctique à l albédo beaucoup plus faible augmente le réchauffement local qui lui-même amplifie la fonte.
bilan Si le bilan radiatif (différence entre l énergie solaire absorbée et l énergie rayonnée vers l espace) est nul, il n y a pas de modification de la température moyenne sur le globe. Actuellement, certains facteurs sont responsables d un forçage radiatif positif (gaz à effet de serre, diminution de l extension de la banquise), ce qui déséquilibre le bilan radiatif et entraîne un réchauffement. Ce déséquilibre peut s accentuer par «autoemballement» ou rétroaction positive. Forçage radiatif positif: facteur permettant de garder sur Terre l énergie provenant du soleil. Forçage radiatif négatif: facteur qui tend à renvoyer dans l espace l énergie provenant du soleil
Paramètres orbitaux Léger refroidissement Paramètres orbitaux Léger réchauffement Augmentation des surfaces gelées Augmentation du CO2 dissous dans l eau Diminution des surfaces gelées Diminution du CO2 dissous dans l eau Augmentation de l albédo Baisse du CO2 atmosphérique. Baisse de l albédo Augmentation du CO2 atmos. Baisse de l effet de serre Augmentation de l effet de serre Amplification du refroidissement Amplification du réchauffement
III- le climat de demain: une modélisation délicate. Différents scénarii socio économique et gaz à effet de serre.
Des paramètres pris en compte par le GIEC L enjeu majeur actuel est de pouvoir effectuer les projections climatiques les plus fiables possibles pour informer les différents citoyens et les gouvernements, leur permettant ainsi d adopter une attitude et des mesures adaptées à la situation envisagée. Tous les modèles climatiques aboutissent à des conclusions comparables, même si les valeurs chiffrées diffèrent légèrement: la T moyenne augmentera de 2 à 4 C entre 2010 et 2100.
bilan La modélisation du climat de demain est délicate car l établissement des estimations dépend de nombreuses contraintes qu il faut évaluer de façon la plus pertinente possible : incertitude sur la démographie, l économie mondiale, les progrès technologiques et sur certains mécanismes régissant le climat. Les modèles climatiques globaux reposent donc sur des scénarios qui sont réévalués régulièrement en fonction de l économie globale.