Module 1 Mai 2015 Fondements scientifiques du Changement Climatique 11.05.2015 Seite 1
Contenu La machine climatique L effet de serre Changements observés dans le climat et dans d autres indicateurs Augmentation des concentrations de gaz à effet de serre Hausse des températures Glaciers, calottes polaires et autres indicateurs Élévation du niveau de la mer Les Causes des changements observés dans le climat Raisons de l augmentation des concentrations de gaz à effet de serre Contributions de l être humain au changement climatique Débats concernant les facteurs naturels et anthropiques du changement climatique Le concept de forçage radiatif Causes de l élévation récente du niveau de la mer Les émissions de GES Au niveau international Au niveau national (Maroc) Etude de cas 11.05.2015 Seite 2 2
«Le réchauffement du système climatique est sans équivoque et, depuis les années 1950, beaucoup de changements observés sont sans précédent depuis des décennies voire des millénaires. L'atmosphère et l'océan se sont réchauffés, la couverture de neige et de glace a diminué, le niveau des mers s'est élevé et les concentrations des gaz à effet de serre ont augmenté.» (5 e rapport du GIEC, novembre 2014) 11.05.2015 Seite 3 3
La machine climatique La machine climatique est très complexe et dépend de plusieurs paramètres et processus qui, en se combinant font varier le climat. Parmi ces paramètres: Rayons du soleil L effet de serre Neige: réflexion Eau: Absorption L albédo 11.05.2015 Seite 4 4
L effet de serre Le rayonnement solaire alimente le système climatique Quelques radiations sont réfléchies par la terre et l atmosphère Quelques radiations infrarouges traversent l atmosphère mais la plupart sont absorbées et réémises dans toutes les directions par les molécules de GES et les nuages. Ceci a pour effet de réchauffer la surface de la terre et les couches inférieures de l atmosphère. La moitié des radiations solaires est absorbée par la surface de la terre et la réchauffe. Les radiations infrarouges sont émises par la surface de la terre. Source:WWF/IPCC (http://wwf.panda.org/about_our_earth/aboutcc/how_cc_works/) 11.05.2015 Seite 5 5
Les principaux gaz à effet de serre CO2 CH4 N2O HFC, PFC et SF6 Généré par la combustion des combustibles fossiles, par certains procédés industriels, la déforestation. Les secteurs émetteurs: transports, bâtiments et la consommation des ménages, la production d énergie et l industrie. Emis par l élevage des bovins, les déjections animales et les cultures agricoles (riz), par la mise en décharges des déchets organiques. Son pouvoir sur l effet de serre est de 21 fois celui du CO2. Résultat de pratiques agricoles intensives (engrais, déjections) et peut être émis par les procédés industriels, principalement par es industries des engrais. Son pouvoir sur l effet de serre est de 310 fois celui du CO2. Gaz fluorés : ils sont utilisés dans la réfrigération et l air conditionné, dans les mousses isolantes et les aérosols, l industrie des semiconducteurs et les appareils de transport d électricité. Leur pouvoir de réchauffement va de 1300 fois à 23 000 fois celui du CO2. 11.05.2015 Seite 6 6
Les changements observés Photo : NASA 11.05.2015 Seite 7
Augmentation des concentrations de gaz à effet de serre Selon le GIEC, Les concentrations de gaz à effet de serre les plus élevées depuis 800.000 ans http://commons.wikimedia.org/wiki/file:co2-temp.png 11.05.2015 Seite 8 8
Emissions de CO2 (1990-2010) Millions de tonne CO2 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 1990 2005 2006 2007 2009 2010 Amérique du Nord Amérique latine Europe et ex-urss Afrique Moyen-Orient Extrême-Orient Océanie Soutes internationales Le Global carbon project [1] souligne que la trajectoire actuelle des émissions de CO2 concorde avec le pire des scénarios évoqués par le GIEC, qui table sur une hausse de la température mondiale de 3,2 à 5,4 C d'ici 2100 [2]. Emissions mondiales 1990: 21 019 Millions tonnes 2014: 37 000 Millions tonnes (1) Global Carbon Budget - Media Summary Highlights (compact), site Global carbon project, 21 septembre 2014 (2) Émissions de CO 2 en 2014: vers un record à 37 milliards de tonnes, La Tribune, 22 septembre 2014 11.05.2015 Seite 9 9
Emissions de GES Les émissions de GES comprennent tous les gaz à effet de serre: Emissions de GES en 2010: 49 Milliards CO2 éq.par an Source: 5 ème rapport du GIEC (http://leclimatchange.fr/attenuations-des-changements/) 11.05.2015 Seite 10 10
Hausse des températures Source: 5 ème rapport du GIEC (http://leclimatchange.fr/attenuations-des-changements/) Les températures moyennes L évolution des températures moyennes est une preuve du changement climatique: La température moyenne mondiale (terre et océans) a augmenté de 0,85 C entre 1880 et 2012. Chacune des trois dernières décennies a été plus chaude que la précédente et que toutes les autres décennies depuis 1850. La décennie 2001-2010 a été la plus chaude de toutes les décennies depuis 1850 La période 1983-2012 a été la plus chaude depuis 1400 ans. 11.05.2015 Seite 11 11
Hausse des températures Au Maroc, le réchauffement enregistré durant les 50 dernières années est pratiquement le double de celui enregistré sur les 100 ans. L'étude de la température moyenne annuelle a montré une augmentation significative de celle-ci de l'ordre de 0,16 C par décennie, elle augmentera d'ici 2100 entre 2 et 5 C (1) Selon le GIEC une hausse des températures de 2 à 3 C est à prévoir en région méditerranéenne à l horizon 2050, et de 3 à 5 C à l horizon 2100. (1) Source: Mokssit, Direction la météorologie et du Centre national de recherche météorologique, 2007. 11.05.2015 Seite 12 12
La cryosphère (Glace et neige) LA CALOTTE GLACIAIRE A PERDU EN VOLUME DEPUIS LES ANNÉES 1990 ET SA FONTE EST DE PLUS EN PLUS RAPIDE. Le volume de la cryosphère est en diminution continue La glace et la neige qui restent au sommet du Kilimanjaro pourraient disparaître d ici 20 à 50 ans, selon les scientifiques. http://blog.amicalien.com/phatrist/t17314_pasca l-danel-les-neiges-du-kilimandjaro.htm Source: 5 ème rapport du GIEC (http://leclimatchange.fr/attenuations-des-changements/) 11.05.2015 Seite 13 13
Élévation du niveau de la mer Sur la période 1901-2010, le niveau de la mer a augmenté de 19 centimètres en moyenne. Entre 1901 et 2010, la hausse moyenne du niveau des mers était de 1,7 mm/an. Mais le phénomène s accélère, puisque la hausse était de 3,2 mm/an entre 1993 et 2010. Selon Mohamed El Mehdi Saidi, enseignant chercheur à l Université de Marrakech, «Le sud, vers Agadir, ne devrait pas être touché en premier. Par contre aux alentours d El Jadida, la plage est sur un plateau, c est là que réside le risque de submersion continentale.» Source: 5 ème rapport du GIEC (http://leclimatchange.fr/attenuations-des-changements/) Plage El Jadida 11.05.2015 Seite 14 14
Les Causes des changements Neptunya.fr 11.05.2015 Seite 15
Certaines activités humaines produisent des GES qui absorbent les rayons infrarouges. Ils s ajoutent aux gaz à effet serre déjà présents Raisons dans l atmosphère de l augmentation et la rendent plus opaque des et donc plus apte à absorber le rayonnement terrestre et à le restituer sous forme de chaleur. concentrations de gaz effet de Cela amplifie le phénomène serre de l effet de serre provoquant de nombreux changements dans le climat de la planète. L augmentation de l effet de serre due à l activité humaine est constatée et incontestable Source : http://www.clubdesargonautes.org/climat/cc/chap7bis.php, Raupach, M. et Canadell, J. G., 2010 : Carbon and the Anthropocene 11.05.2015 Seite 16 16
Débats concernant les facteurs naturels et anthropiques du changement climatique Le soleil L irradiation solaire varie selon un cycle de 11 années, et peut augmenter légèrement d un cycle à l autre. Le forçage solaire (GIEC 2011) est très faible (entre + 0,1 et + 0,5 watt par mètre carré) alors que le forçage des gaz à effet de serre est plus important (+ 2,43 watts par mètre carré avec un niveau d incertitude de 10 pour 100). 11.05.2015 Seite 17 17
Le concept de forçage radiatif D'après la définition du GIEC, le forçage radiatif (W/m 2 ) est «l équilibre entre le rayonnement solaire entrant et les émissions de rayonnements infrarouges sortant de l atmosphère». Le GIEC utilise le forçage radiatif afin d'évaluer l'impact de différents facteurs (les émissions de CO 2, l'albédo, les aérosols, etc.) sur le bilan énergétique de la Terre. OMM 2011 OMM: Organisation météorologique mondiale 11.05.2015 Seite 18 18
Força ge Le Forçage climatique global Contributions de l être humain au Tout GES Carbone noir Radiation changement solaire climatique Albédo Aérosols stratosphère Aérosols troposphère Aérosols (effet indirect) Utilisation de la terre Source : Hansen et. al, Science 2005 Les facteurs naturels, qui dominaient les forçages il y a 1 siècle (en particulier le volcanisme), sont aujourd'hui largement dépassés par les facteurs d'origine humaine. C'est bien l activité humaine qui est la cause du problème. 11.05.2015 Seite 19 19
Débats concernant les facteurs naturels et anthropiques du changement climatique Hydrate de méthane (glace de méthane) L hydrate de méthane est un solide cristallin qui se forme naturellement dans des régions polaires et dans des sédiments marins. Le rapport de 2001 du GIEC souligne que l hydrate de méthane ne représente pas plus de deux pour cent de toutes les sources actuelles naturelles et anthropiques de méthane. Le méthane ne contribue qu à environ 20 pour 100 du forçage radiatif total attribuable aux gaz à effet de serre. Source: http://puccini.che.pitt.edu/frameset3b.html 11.05.2015 Seite 20 20
Débats concernant les facteurs naturels et anthropiques du changement climatique Autres causes naturelles possibles Les variations dans l orbite terrestre : De lentes variations régulières dans l axe de rotation et dans l orbite de la Terre ont joué un rôle important dans la progression et le recul des glaciers au cours des dernières périodes glaciaires. Cependant, ces variations surviennent très lentement, et il faut des milliers d années avant que des changements d envergure ne deviennent apparents. Source: http//system.solaire.free.fr La réorganisation interne des courants atmosphériques et océaniques: De récentes études ont révélé que les océans agissaient probablement comme puits thermiques plutôt que comme sources de chaleur. 11.05.2015 Seite 21 21
Causes de l élévation récente du niveau de la mer Le niveau de la mer a augmenté plus rapidement au cours du XX e siècle qu au cours de siècles précédents. Le dernier rapport du GIEC note qu il est fort probable que le réchauffement survenu au XX e siècle ait sensiblement contribué à l élévation observée du niveau de la mer. Selon le GIEC, l expansion thermique est l une des principales causes de l élévation du niveau de la mer. 11.05.2015 Seite 22 22
Les émissions de GES Neptunya.fr 11.05.2015 Seite 23
Les émissions de GES: Monde Emissions de GES, millions de tonnes équivalent CO2 Autres Bâtiments Puissance Déforestation Transport Industrie Agriculture Source : http://www.manicore.com/documentation/serre/ges.html 11.05.2015 Seite 24 24
Les émissions de GES: Maroc Evolution des Emissions globales de GES par secteur / 1994-2012 100 000 80 000 Gg. E.CO2 60 000 40 000 20 000 0 1994 2005 2006 2008 2010 2012 Année Energie Procédés Industriels Agriculture Foresterie Déchets Source: Troisième communication nationale (en cours de publication) 11.05.2015 Seite 25 25
ETUDE DE CAS L état du changement climatique et ses impacts au Maroc 11.05.2015 Seite 26
Impacts La région de l Afrique du Nord serait, particulièrement touchée. Elle devrait subir un réchauffement dépassant la moyenne du globe et une diminution plus importante des précipitations. Durant les quarante-cinq dernières années, les régions qui étaient classées sous climat humide et subhumide régressent au profit des régions à climat semi-aride et aride. Augmentation de la température annuelle moyenne estimée à 0,16 C par décennie et la baisse des précipitations printanières de 47% à l échelle nationale. La Direction de la Météorologie Nationale prévoie une augmentation des températures moyennes estivales de l ordre de 2 C à 6 C et la diminution de 20% en moyenne des précipitations d ici la fin du siècle. Source: Abdellah Mokssit, Environnement et Changement Climatique au Maroc Diagnostic et Perspectives 11.05.2015 Seite 27 27
Température et précipitations Source: Direction de la météorologie nationale 11.05.2015 Seite 28 28
Sécheresse et inondations Inondations dans le Gharb (2010) Sécheresse Draa (2007) http://www.surleshauteurs.com/ Inondations dans le Sud (2014) Sécheresse (2014) la valeur ajoutée a fléchi de 2.9% 11.05.2015 Seite 29 29
Désertification Régression du couvert végétal forestier : 31.000 ha /an Erosion hydrique Ensablement Salinisation Source: http://www.scid.ma/etude_desertification.html 11.05.2015 Seite 30 30
Vulnérabilité Carte de vulnérabilité (%): Indice de vulnérabilité égale à 100% indique que la population s approprie en un an toute la production. Source: Saloua Rochdane, Sustainability 2014, 6(4), 1729-1746; 11.05.2015 Seite 31 31
Textes de référence et documents pédagogiques Introduction au réchauffement climatique, La Cité des sciences Effet de serre et empreinte écologique, Une journée en mondialisation / Fondation Education et Développement Le 5ème rapport du GIEC en Français 11.05.2015 Seite 32 32
Films vidéo Comprendre le réchauffement climatique en 4 minutes. https://www.youtube.com/watch?v=cvpjrtxysvu Changement climatique : certitudes, incertitudes et communication par Hervé Le Treut (1h23 min). https://www.youtube.com/watch?v=yznc_qmfojq Le changement climatique causes et conséquences (10.10 minutes). https://www.youtube.com/watch?v=zuqaxpn64da Le réchauffement climatique expliqué (7.19 minutes). https://www.youtube.com/watch?v=ggkcmsoqo1w Changement climatique (3.35 min). https://www.youtube.com/watch?v=xemya1fu0ui 11.05.2015 Seite 33 33
Liens Utiles http://unfccc.int/portal_francophone/items/3072. php: Site de la Convention-cadre des Nations unies pour le changement climatique. http://www.unesco.org/new/fr/education/themes/ leading-the-international agenda/education-forsustainable-development/climate-changeeducation/ Environnement et Changement Climatique au Maroc 11.05.2015 Seite 34 34
Module de formation élaboré par: Pr. Abdelatif Touzani avec l appui de: 11.05.2015 Seite 35 35