Climat et changement climatique

Climat et changement climatique

Introduction

Le climat désigne les conditions atmosphériques moyennes d'une région sur une longue durée (>30 ans). Il est gouverné par l'énergie reçue du Soleil, redistribuée par l'atmosphère et les océans. Le changement climatique actuel, d'origine humaine, est une rupture majeure dans l'histoire récente de la Terre.

I. Le bilan radiatif de la Terre

• La Terre reçoit en moyenne 340 W/m² du Soleil.
• ~30 % est réfléchi (albédo : nuages, neige, glace).
• ~70 % est absorbé puis réémis en infrarouge.
• L'effet de serre naturel (vapeur d'eau, CO₂, CH₄) maintient la température moyenne à +15 °C au lieu de -18 °C.

II. Les variations climatiques passées

Méthodes de reconstitution (paléoclimatologie)

• Carottes de glace (Antarctique, Groenland) : bulles d'air piégées → composition atmosphérique passée ; rapport δ¹⁸O dans la glace → température.
• Sédiments marins : foraminifères, pollens.
• Cernes des arbres (dendrochronologie).
• Spéléothèmes (stalactites).

Cycles glaciaires

• Alternance de périodes glaciaires et interglaciaires au cours du Quaternaire (~2,6 Ma).
• Cycles de Milankovitch : variations astronomiques (excentricité 100 000 ans, obliquité 41 000 ans, précession 23 000 ans).
• Amplifiés par des rétroactions (albédo, CO₂, vapeur d'eau).

Climats plus anciens

• Crétacé (~100 Ma) : climat chaud, pas de calottes polaires, CO₂ élevé.
• Carbonifère (~300 Ma) : enfouissement massif de matière organique → baisse du CO₂, glaciation.

III. Le réchauffement climatique actuel

Constats (rapports du GIEC)

• +1,1 °C depuis 1850 (température globale moyenne).
• Élévation du niveau marin : +20 cm depuis 1900.
• Fonte des glaciers, recul de la banquise arctique.
• Acidification des océans (-0,1 unité de pH).
• Multiplication des événements extrêmes.

Causes anthropiques

• Combustion d'énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz) → CO₂.
• Déforestation : libère du CO₂, réduit l'absorption.
• Élevage et rizières : CH₄.
• Agriculture intensive : N₂O.

Concentrations atmosphériques :

• CO₂ : 280 ppm (1750) → 420 ppm (2024).
• CH₄ : 700 ppb → 1900 ppb.

IV. Les rétroactions

• Positives (amplificatrices) :
  • Fonte des glaces → baisse de l'albédo → réchauffement.
  • Réchauffement du permafrost → libération de CH₄.
  • Forêts en stress → moins d'absorption.
• Négatives (régulatrices) :
  • Augmentation du CO₂ → croissance végétale (effet « fertilisation »).
  • Nuages bas → augmentation de l'albédo.

V. Conséquences attendues

• +1,5 à +4,5 °C d'ici 2100 selon les scénarios SSP.
• Élévation du niveau marin (+0,3 à +1 m).
• Déplacements de populations, perte de biodiversité, insécurité alimentaire et hydrique.
• Risques sanitaires (vagues de chaleur, maladies vectorielles).

VI. Atténuation et adaptation

• Atténuation : réduire les émissions (énergies renouvelables, sobriété, transports décarbonés, capture du CO₂).
• Adaptation : digues, agriculture résiliente, urbanisme adapté.
• Accord de Paris (2015) : limiter le réchauffement à +1,5/+2 °C.

Définitions

• Effet de serre : absorption du rayonnement IR par certains gaz atmosphériques.
• Forçage radiatif : modification du bilan énergétique due à un agent (W/m²).
• Albédo : pouvoir réfléchissant d'une surface (0 à 1).
• Anthropocène : époque caractérisée par l'impact dominant de l'humanité.

À retenir

Le climat varie naturellement à toutes les échelles de temps, mais le réchauffement actuel est rapide, global et lié aux activités humaines. Limiter son ampleur exige une réduction massive des émissions de gaz à effet de serre.