Changements climatiques et adaptation

Changements climatiques et adaptation - Problématique généraleg - Le temps qu il fait et le climat - météorologie - de la météo m o au climat - la machine climatique - bilan radiatif - zones climatiques - Changements climatiques - les climats du passé - la question du réchauffement r climatique - les causes possibles - les conséquences - Adaptation Jean Cassanet TIA - 12 janvier 2015 1

Changements climatiques et adaptation Problématique généraleg Changements climatiques et adaptation : une question d actualité à l échelle mondiale. En décembre 2015, Paris doit accueillir la 21 ème COP, COnférence des Parties sur les enjeux climatiques. TIA - 12 janvier 2015 2

Changements climatiques et adaptation Problématique généraleg Des interrogations - Le réchauffement climatique est-il effectif? - S il y a réchauffement, les causes en sont-elles naturelles ou anthropiques? 35 % des français pensent que le changement climatique n est pas une réalité ou qu on ne peut l attribuer aux activités humaines. Les français les plus agés doutent particulièrement du changement climatique. TIA - 12 janvier 2015 3

Changements climatiques et adaptation Problématique généraleg Des interrogations - Quels changements climatiques peuvent être induits par un réchauffement? - Quelles peuvent être les conséquences de ces changements climatiques éventuels pour la vie sur Terre? - Peut-on éviter ces changements climatiques ; comment s y prendre pour y parvenir? - Si on ne peut éviter ces changements et leurs conséquences, comment les limiter et comment s adapter? - La perception de ces phénomènes est-elle suffisante dans l opinion publique pour que des décisions soient prises? Ci-contre : manifestation sur le thème du changement climatique, à New York en septembre 2014. TIA - 12 janvier 2015 4

Le temps et le climat Différence entre temps et climat une question de temps Le temps : Le «temps qu il fait» - se rapporte à des phénomènes atmosphériques observés quotidiennement : température, vent, précipitations - objet de la «Météorologie» Le climat - se rapporte à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une «région» donnée pendant une certaine durée (généralement égale ou supérieure à 30 ans). - étude des climats : la «Climatologie». TIA - 12 janvier 2015 5 TIA, 12 janvier 2015

Le temps et le climat La météorologiem : Observer, modéliser, prévoir, informer -observations au sol : pression atmosphérique, température, humidité, vent, précipitations, nébulosité, ensoleillement - sondages verticaux (ballons sondes) - observations satellitaires (satellites géostationnaires et défilants) - collecte des observations du réseau français et du réseau météorologique mondial. Ci-dessus : Station météorologique (CDM de Tours) Ci-contre : Système mondial de veille météorologique satellitaire. TIA - 12 janvier 2015 6

La météorologie m : Le temps et le climat Observer, modéliser, prévoir, informer Modélisation : - elle est possible grâce à la circulation des données météo (sous l égide de l OMM, Organisation Météorologique Mondiale) -différents modèles de prévision coexistent, avec des mailles de calcul plus ou moins fines: En France : Arpège (échelle du globe), Aladin, Arome (échelle de la France) - les outils de calcul doivent être puissants, capables de traiter rapidement d énormes volumes de données météorologiques acquises dans le réseau mondial de stations d observation et par les satellites. Siège de l OMM, à Genève TIA - 12 janvier 2015 7

Le temps et le climat La météorologiem : Observer, modéliser, prévoir, informer Prévision : Elle s obtient par intégration des données et mise en œuvre des modèles. Elle permet la production de documents variés, de synthèses pour les utilisateurs (professionnels ou tout-public) TIA - 12 janvier 2015 8

Le temps et le climat La météorologie m : Observer, modéliser, prévoir, informer Information : diffusion de documents (bulletins, graphiques, cartes, images satellitaires ou radar, bulletins spéciaux, alertes, cartes de vigilance ) actualisés plusieurs fois par jour. Différents média sont concernés : presse écrite, audio ou télévisée, réseaux TIA - 12 janvier 2015 9

Le temps et le climat De la météorologie m au climat : L accumulation des observations météorologiques donne accès à la climatologie. Ci-dessus : en rose, températures supérieures aux valeurs de référence (1981 2010) en bleu, températures inférieures aux valeurs de référence. TIA - 12 janvier 2015 10

Le temps et le climat De la météorologie m au climat : quelques exemples en 2014 L année 2014 a été marquée par une température moyenne supérieure à la moyenne de référence (de 2 à 3 C dans l Est de la France), bien que l ensoleillement n aît pas été excessif. Les précipitations ont également été supérieures à la moyenne de référence. De ceci il découle que l année 2014 a été plutôt chaude et humide, mais cette analyse globale ne doit pas occulter quelques évènements exceptionnels tels que les épisodes méditerranéens de l automne générateurs d inondations catastrophiques à répétition dans le sud-est du pays TIA - 12 janvier 2015 11

Le climat La machine climatique : La Terre est : - en révolution autour du soleil (orbite faiblement elliptique) - en rotation sur elle-même selon un axe incliné par rapport au plan de l écliptique - de forme quasi-sphérique et entourée d enveloppes fluides (océan et atmosphère) - soumise au rayonnement solaire. L énergie solaire incidente (1368 W/m2, hors atmosphère) impacte plus les régions équatoriales que les régions polaires. Pour des raisons astronomiques (journuit) et géométriques (rotondité de la terre), c est le quart de 1368 W/m², soit 342 W/m² qui doit intervenir dans le calcul du bilan radiatif. Cette énergie est véhiculée par l atmosphère et les océans à la surface de la Terre, et partiellement réémise vers l espace pour aboutir à un équilibre thermique. => concept de «machine climatique». TIA - 12 janvier 2015 12

Le climat Bilan radiatif : Toutes les situations météorologiques et climatiques dépendent d un processus fondamental : l exposition de la Terre au rayonnement solaire. Valeur annuelle moyenne du flux solaire : 342 W/m² Sans atmosphère, la température moyenne globale de la Terre serait de 18 C. C est «l effet de serre» naturel dû à l atmosphère qui la maintient à +15 C. Pour conserver son équilibre thermique, la Terre doit réémettre vers l espace l énergie qu elle reçoit. TIA - 12 janvier 2015 13

Bilan radiatif : Le climat A la surface de la Terre, les phénomènes radiatifs ont pour conséquence une redistribution de l énergie des régions excédentaires vers les régions déficitaires. Cette redistribution s effectue - par la circulation atmosphérique générale - par la circulation océanique générale Ci-dessus : l observation des températures de surface de l océan met en évidence les grands courants océaniques. TIA - 12 janvier 2015 14

Le climat Le climat ; zones climatiques : - Mouvement orbital de la Terre et inclinaison de l axe => saisons. - Eclairement solaire, circulation atmosphérique, circulation océanique, cycle de l eau, répartition géographique des océans et des continents, reliefs contribuent à la définition de «zones climatiques». La classification usuelle est basée sur : - les moyennes annuelles et mensuelles de température - les variations saisonnières de précipitations. TIA - 12 janvier 2015 15

Les changements climatiques Le changement climatique, c est l évolution de l état moyen du climat dans une région donnée sur une période allant de quelques dizaines à plusieurs centaines d années. Climats du passé Quelques repères : - formation de notre Galaxie : - 10 milliards d années - formation de la Terre : - 4,6 milliards d années - apparition de l eau liquide : - 3,8 milliards d année - apparition des plantes : - 0,4 milliard d années Cette histoire a été marquée par une alternance de glaciations et de périodes chaudes essentiellement liée à la tectonique des plaques. La dérive des continents modifie fortement l albédo (et le bilan radiatif). De la paléoclimatologie à la climatologie moderne Paléoclimatologie ancienne (jusqu au Miocène, - 2 millions d années) Etude par méthodes géologiques (fossiles ). Paléoclimatologie moyenne (des premières glaciations à l apparition des premiers humains) Etude des limons, des végétaux ( anneaux de croissance,) et des carottages de glace (voir ci-contre). Paléoclimatologie récente (les derniers 20 000 ans) : Etudes variées (carottages sous-marins, sables morainiques, limons, croissance des végétaux ) et entrée en scène de l historien. Depuis moins de 200 ans, apports des observations météorologiques qui permettent de constituer des «bases de données» climatiques. Ci-dessus : carotte de glace ; en noir, indices d une éruption volcanique. TIA - 12 janvier 2015 16

Les changements climatiques La question du réchauffement r climatique - Interrogations nées des observations réalisées au XXème siècle - Evocation d un réchauffement climatique possible par Ch.P. Péguy, dans son «précis de climatologie» de 1970. - Résultats scientifiques issus des premiers carottages de glace profonds réalisés au Groenland et en Antarctique -1988 : création, au niveau international, de l IPCC, ou «GIEC», Groupe d experts Intergouvernemental sur l Evolution du Climat (ONU et OMM). Mise en place de conférences au sujet des changements climatiques et de leurs conséquences (COP). L hypothèse d un réchauffement climatique a suscité une polémique entre «réchauffistes» et «climato-sceptiques» mais année après année, les thèses climato-sceptiques se fragilisent, le réchauffement climatique étant confirmé par nombre d indicateurs. -2001 : création, en France, de l ONERC, Observatoire National sur les Effets du Réchauffement Climatique. TIA - 12 janvier 2015 17

Les changements climatiques La question du réchauffement r climatique Les indicateurs : - La température moyenne de la Terre, + 0,85 C en 130 ans - La température de la mer et le niveau des océans (+ 3mm/an) - L état de la cryosphère (glaciers et banquise) - L agriculture et la forêt - Les écosystèmes et la biodiversité TIA - 12 janvier 2015 18

Les changements climatiques La question du réchauffement r climatique Quelques indicateurs locaux: - glaciers pyrénéens : depuis le début du 20 ème siècle, leur surface et leur épaisseur se sont considérablement réduites, ainsi qu en témoignent les observations suivantes (photos et mesures d aires). TIA - 12 janvier 2015 19

Les changements climatiques La question du réchauffement r climatique Quelques indicateurs locaux: - températures, en France, en 2014 : (+ 1,2 C par rapport à la normale). - nombres de jours de gel : très inférieurs à la normale 2014 a été en France l année la plus chaude depuis 1900. Parmi les 15 années les plus chaudes en France depuis 1900, 9 se situent entre 2000 et 2014. Aucune de ces 15 années les plus chaudes ne se situe avant 1989. TIA - 12 janvier 2015 20

Les changements climatiques Les causes possibles du réchauffement r climatique Plusieurs causes sont envisageables : Facteurs astronomiques, activité solaire, phénomènes d origine géologique, phénomènes d origine atmosphérique doivent être examinés pour comprendre les causes des changements climatiques observés. Facteurs astronomiques : La Terre décrit dans l espace des mouvements qui la rapprochent plus ou moins du soleil. Elle reçoit donc périodiquement plus ou moins d énergie, mais ces variations ne correspondent pas aux cycles de glaciation-réchauffement. Activité solaire : Plutôt stable ces dernières années, elle ne peut être réellement corrélée aux changements climatiques. Phénomènes géologiques : Le volcanisme contribue de façon notable à l émission de gaz à effet de serre, mais il y a simulatnément émission d aérosols qui limitent l apport d énergie solaire. Ci-dessus : facteurs astronomiques et variation périodique de l insolation de la Terre. TIA - 12 janvier 2015 21

Les changements climatiques Les causes possibles du réchauffement r climatique - Des phénomènes d origine atmosphérique? Le rôle des gaz à effet de serre (GES) apparaît comme une cause possible de changement climatique. Les principaux GES (hormis la vapeur d eau dont la concentration demeure constante, sont : - le dioxyde de carbone, CO 2, - le méthane, CH 4, - la vapeur d eau, H 2 O - le protoxyde d azote, N 2 O Les GES sont caractérisés par leur potentiel de réchauffement global (PRG) : - 1 t de CH 4 équivaut à 25 t de CO 2-1 t de N 2 O équivaut à 300 t de CO 2-1 t de CHF 3 équivaut à 12000 t de CO 2 Sources de GES : - CO 2 : respiration, volcanisme, combustion des hydrocarbures, - N 2 O : agriculture, moteurs thermiques - CH 4 : élevage, zones humides, rizières, décharges - CHF 3 : extincteurs, industrie des semi-conducteurs Ci-dessus : ces courbes montrent En 2014 : rejet de 49 Gteq CO2 dans le Monde, De 4,5 Gteq CO2 en Europe et 0,49 Gteq CO2 en France. L accroissement important des concentrations de GES depuis le 18 ème siècle. TIA - 12 janvier 2015 22

Les changements climatiques Les causes possibles du réchauffement r climatique La part des activités humaines ; émission de gaz à effet de serre? Les activités humaines contribuent à l émission de GES. Le tableau ci-contre traduit cette contribution en «forçage radiatif», c est-à-dire en flux d énergie en excès (ou en défaut) susceptible de modifier le bilan radiatif de la Terre. TIA - 12 janvier 2015 23

Les changements climatiques Les changements climatiques et leurs conséquences Modélisation : Suite aux observations, différentes hypothèses sont envisagées à propos de l accroissement de la concentration de CO2. Ces hypothèses reposent sur les facteurs d émission de gaz à effet de serre (GES) : - démographie - économie - progrés technologique - social. Exemples de scénarios : B1 : - maximum de population mondiale en milieu de siècle puis décroissance ; solutions technologiques propres A1B : - croissance rapide ; démographie contrôlée, sources d énergie équilibrées (fossiles nucléaire renouvelables) TIA - 12 janvier 2015 24

Les changements climatiques Les changements climatiques et leurs conséquences Conséquences : - Modifications des climats régionaux (température, précipitations, phénomènes extrêmes). - épisodes de précipitations abondantes et de canicules - diminution de la cryosphère (banquise, glaciers continentaux) - impacts sur la végétation et la vie animale - impacts sur les activités humaines. Ci-contre : épisode caniculaire en Australie en janvier 2015 - Montée du niveau des océans ; acidification des océans ; modification de la circulation océanique. - impacts sur les activités humaines littorales - impacts sur les ressources halieutiques. Les effets du réchauffement climatique peuvent être parfois positifs pour certaines activités, certaines populations, certains aspects économiques. TIA - 12 janvier 2015 25

Les changements climatiques Limiter les changements climatiques et s adapters - limiter par la prévention 1) réduction des émissions de GES - protocole de Kyoto (1997) dont les objectifs sont : «la baisse des émissions totales des pays développés d'au moins 5 % par rapport aux niveaux de 1990, durant la période 2008-2012» - en novembre 2014, engagement des 28 pays européens de réduire de 40 % les émissions de GES d ici 2030, par rapport au niveau de 1990. => en premier lieu, réduction de l utilisation des combustibles fossiles. => politiques incitatives à tous niveaux : - quota d émission pour les industriels (initiative européenne) - accords avec les constructeurs automobiles (hybrides, électriques) - taxe carbone automobile (bonus/malus) Par rapport aux objectifs fixés par le protocole de Kyoto, la France est en bonne voie puisque les émissions de GES décroissent sensiblement depuis plusieurs années. 2) captage et stockage du carbone puits de carbone : océans, forêts, sols (stockage géologique) TIA - 12 janvier 2015 26

Les changements climatiques Limiter les changements climatiques et s adapters - s adapter Un exemple : épisodes méditerranéens 2014 Episodes cévenols : phénomènes connus depuis longtemps, se manifestant à l automne, sous forme de précipitations très abondantes (en moyenne 2 à 3 épisodes par an, 5 à 6 au cours des années les plus actives) soit une dizaine en 2014! Ces intempéries ont eu pour conséquences des pluies intenses (50 à 100 mm/24 h, parfois 200 mm/24 h, localement), créant des inondations dramatiques et récurrentes (document ci-contre). Cette situation est liée à une température de surface de la méditerranée très élevée à l automne 2014, d où une évaporation intense. L air humide poussé par les vents vers les reliefs des Cévennes se refroidit avec l altitude, se condense et génère de la pluie. TIA - 12 janvier 2015 27

Les changements climatiques Limiter les changements climatiques et s adapters - s adapter Exemple, pour les épisodes méditerranéens : - adapter les travaux d aménagement du territoire à ces contraintes - entretien des cours d eau, - renforcement des digues - surélévation des routes et des ponts - adapter l urbanisation, respecter le PPRI, limiter l extension des aires de ruissellement - adapter les dispositifs d information du grand public et la gestion des interventions de secours - adapter la gestion des systèmes d indemnisation à ces phénomènes récurrents. L adaptation est nécessaire pour limiter les impacts négatifs des changements climatiques. Ci-dessus : Les évènements climatiques se traduisent par des coûts financiers croissants TIA - 12 janvier 2015 28

Les changements climatiques Limiter les changements climatiques et s adapters Au niveau national : plan d adaptation En France, un plan national d adaptation au changement climatique a été mis en place. En voici quelques extraits à propos de l eau. TIA - 12 janvier 2015 29

Les changements climatiques En conclusion Des changements climatiques induits par un réchauffement lié à une émission croissante de gaz à effet de serre sont à prévoir avec leur cortège de conséquences plus ou moins heureuses. A défaut d avoir su ou pu anticiper ces phénomènes, la limitation de l émission de GES et une démarche d adaptation s imposent. Deux axes majeurs : AGIR : - coût de l inaction : entre 5 et 20 % du PIB à l échelle mondiale - coût de l action : entre 1 et 2% du PIB à l échelle mondiale EDUQUER : des engagements techniques et financiers sont nécessaires, mais ils reposent sur une bonne et saine perception du problème par les élus et les citoyens en France et ailleurs. TIA - 12 janvier 2015 30