Le réchauffement climatique

Le réchauffement climatiqueréchauffement planétaire ou dérèglement climatique, est le phénomène d'augmentation des températures moyennes océaniques et atmosphériques, induit par la quantité de chaleur piégée à la surface terrestre, du fait des émissions de gaz à effet de serre (CO2etc.). Ce terme désigne communément le réchauffement mondial observé depuis le début du xxe siècle. Nous sommes aujourd'hui à +0,9° d'augmentation des températures moyennes depuis le début de l'ère industrielle.

Il y a déjà eu, dans le passé, des cycles de refoidissement ou de réchauffement. Il a suffit d'un petit degré de variation pour provoquer l'âge glaciaire. Au moyen-âge, la terre s'était réchauffée de +0,5°. Il y a 3 millions d'année, elle s'était même réchauffée de 3° pendant l'ère du pliocène. Cela avait prit des milliers d'année pour un tel réchauffement. Aujourd'hui, nous avons déjà atteint le niveau de concentration de gaz à effet de serre de l'ère du pliocène avec 415 parties par millions (nous n'avons jamais excédé 300 ppm depuis 3 millions d'année).

La rapidité du réchauffement est du jamais vu dans la géologie terrestre. 

En 1988, l'ONU crée le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) suite au consensus scientifique mondial sur le réchauffement climatique et le danger que cela représente à moyen terme pour la survie de l'espèce humaine. 

Les dernières projections du GIEC sont que la température de surface du globe pourrait croître de 3 à 7 °C supplémentaires au cours du xxie siècle. Les différences entre projections viennent des sensibilités différentes des modèles pour les concentrations de gaz à effet de serre et des différents scénarios d'émissions futures. La plupart des études ont choisi 2100 comme horizon, mais le réchauffement devrait se poursuivre au-delà car, même si toutes les émissions s'arrêtaient soudainement, les océans ayant déjà stocké beaucoup de chaleur, des puits de carbone sont à restaurer, et la durée de vie du dioxyde de carbone et des autres gaz à effet de serre dans l'atmosphère est extrêmement longue.

Depuis 2000, un consensus émerge sur le fait que les effets du réchauffement se font déjà sentir de manière significative, qu'ils devraient s'accroître très rapidement à moyen terme qu'ils seraient irréversibles sauf actions concertées, locales aussi bien que planétaires.

 

  • Conséquences brusques ou irréversibles, et prospectives

Selon le GIEC, « le réchauffement anthropique de la planète entraînera certains effets brusques ou irréversibles, selon le rythme et l'ampleur des changements climatiques. »

  • On prévoit une augmentation du niveau de la mer : la fonte partielle des calottes polaires pourrait relever de plusieurs mètres le niveau marin, en inondant les zones côtières basses, certaines îles basses et les delta.
  • Avec une augmentation de la température mondiale moyenne supérieure d'environ 3 °C, scénario RCP 8.5 dans le jargon du GIEC, les projections des modèles indiquent des extinctions de 40 à 70 % des espèces évaluées dans le monde entier. 
  • Le réchauffement induira un effet rebond irréversible à échelle humaine de temps avec les incendies de forêts et le dégazage important de méthane des pergélisols et fonds marins. La quantité de méthane actuellement dégagée par le pergélisol en train de fondre est de l'ordre de 14 à 35 millions de tonnes par an. On estime que cette quantité s’élèvera de 100 à 200 millions de tonnes par an d'ici 2100, menant à elle seule à une élévation de température de l'ordre de 0,3 °C. Au cours des prochains siècles, 50 milliards de tonnes de méthane pourraient être dégagés par les lacs thermokarstiques sibériens.
  • L'eau plus chaude et plus acide, et des pluies hivernales plus intenses, ainsi que des chocs thermiques et mouvements de nappe accrus auront des effets indirects sur le sol et sous-sols : des effondrements de cavités souterraines (carrières, d'anciens abris souterrains, de sapes de guerre ou de marnières, etc.) sont attendus. (3 000 communes sont soumises à ce risque en France, hors risque d' « affaissement minier » selon l'INERIS
  • Certains, dont le climatologue James Hansen, estiment que « la Terre pourrait avoir déjà dépassé le seuil dangereux de CO2, et la sensibilité de la planète au dioxyde de carbone est bien plus importante que celle retenue dans les modèles ».

Une étude parue dans la revue Science du 3 juillet 2015 prévoit, au-delà de 2 °C de réchauffement, des impacts massifs et généralement irréversibles sur les écosystèmes océaniques et les services qu'ils rendent ; les efforts d'adaptation deviendraient alors inopérants.

La majorité des climatologues pensent que les phénomènes induits par l'émission des gaz à effet de serre vont se poursuivre et s'amplifier à très long terme. Le troisième rapport du GIEC insiste en particulier sur les points suivants :

  • certains gaz à effet de serre ont une espérance de vie longue, et influent donc sur l'effet de serre longtemps après leur émission (durée de vie dans l'atmosphère d'environ 100 ans pour le CO2) ;
  • de par l'inertie du système climatique, le réchauffement planétaire se poursuivra après la stabilisation de la concentration des gaz à effet de serre. Ce réchauffement devrait cependant être plus lent ;
  • l'inertie, plus grande encore, de la masse océanique fait que l'élévation du niveau des mers se poursuivra même après la stabilisation de la température moyenne du globe. La fonte de calottes glaciaires, comme celle du Groenland, sont des phénomènes se déroulant sur des centaines voire des milliers d'années.

Les récentes observations dans la zone arctique menées sous l'égide du programme européen Damoclès (Developping Arctic Modelling and Observing Capabilities for Long-term Environmental Studies) ont créé une véritable surprise dans le monde scientifique. En effet, celles-ci montrent une différence importante par rapport aux prévisions issues des différents modèles et sur lesquelles sont basées les conclusions du GIEC : ceci se traduit par une nette accélération des effets dus à l'augmentation des gaz à effet de serre en Arctique (fonte totale de la banquise en été d'ici 2020).

 

  • Rétroactions

Les scientifiques nomment rétroactions les actions en retour du système climatique sur lui-même. Ces rétroactions sont positives lorsque le réchauffement climatique induit des phénomènes contribuant eux-mêmes à accentuer ce réchauffement, et négatives lorsque les phénomènes induits contribuent à réduire le réchauffement. De telles rétroactions ont déjà été observées lors de précédents réchauffements climatiques, à la fin d'une ère glaciaire ; le climat peut ainsi, en quelques années, se réchauffer de plusieurs degrés.

Les principales rétroactions, qui sont positives, sont les suivantes :

  • le dégagement de méthane : le méthane (CH4, qui n'est autre que le gaz naturel, à quelques « impuretés » près), est un gaz à effet de serre 23 fois plus réchauffant que le CO2. Il se forme lorsque la décomposition de la matière organique s'effectue avec un manque d'oxygène, et sous l'action de bactéries, un processus nommé méthanisation. Les sols humides (marais) sont très propices à cette création de méthane, qui est alors libéré dans l'atmosphère (cela peut donner lieu à des inflammations spontanées et l'on peut observer des feux follets). Si le sol est gelé, le méthane reste piégé dans la glace sous la forme d'hydrates de méthane. Le sol de Sibérie est ainsi un immense réservoir de méthane (sans doute trop diffus pour être exploité industriellement) : selon Larry Smith du département de géographie de l'UCLA, la quantité de méthane présent dans le sol sibérien serait de 70 milliards de tonnes, soit un quart du méthane stocké à la surface de la planète. Avec le sol qui se réchauffe, la glace fond et libère le méthane déjà présent initialement, ce qui a pour conséquence un effet de serre plus marqué, et par suite un emballement du réchauffement climatique, qui fait fondre la glace encore plus vite. On parle aussi de bombe à carbone ;
  • le ralentissement et la modification des courants océaniques : l'océan capte aujourd'hui le tiers du CO2 émis par les activités humaines. Mais si les courants océaniques ralentissent, les couches d'eau superficielles peuvent se saturer en CO2 et ne pourraient plus en capter comme aujourd'hui. La quantité de CO2 que peut absorber un litre d'eau diminue à mesure que l'eau se réchauffe. Ainsi, de grandes quantités de CO2 peuvent être relarguées si les courants océaniques sont modifiés. En outre, l'accumulation de CO2 dans les océans conduit à l'acidification de ces derniers, ce qui affecte l'écosystème marin et induira à long terme un relargage de CO2. Les moteurs de la circulation océanique sont de deux types : l'eau en se rapprochant des pôles se refroidit et devient donc plus dense. De plus, l'eau de mer qui gèle rejette son sel dans l'eau liquide (la glace est constituée d'eau douce), devenant au voisinage des calottes glaciaires encore plus dense. Cette eau plonge donc et alimente la pompe : l'eau plus chaude de la surface est aspirée. L'eau du fond (froide) remonte dans les zones des tropiques et / ou équatoriales et se réchauffe, ceci en un cycle de plus de 1 000 ans. Si les calottes de glace fondent, la pompe se bloque : en effet, l'eau qui plonge provient de la calotte et non plus de l'eau refroidie en provenance des tropiques. Un effet similaire est observé si les précipitations augmentent aux hautes latitudes (ce qui est prévu par les modèles) : l'eau qui plongera sera l'eau douce de pluie. À terme, une forte perturbation du Gulf Stream est envisageable ;

Article détaillé : Circulation thermohaline.

  • la variation d'albédo : actuellement, la neige et la glace des zones polaires réfléchissent les rayons solaires. Avec la fonte de cette neige ou de cette glace, les rayons solaires sont davantage absorbés, entraînant un réchauffement supplémentaire de ces régions et une fonte accentuées, amplifiant le phénomène.

Les rétroactions négatives sont plus incertaines :

  • le développement de la végétation : dans certaines régions, le réchauffement climatique pourrait être favorable au développement de la végétation, qui est un puits de carbone, ce qui contribuerait à limiter l'augmentation des gaz à effets de serre ; or un article d'une équipe d’écologues forestiers néerlandais, paru lundi  dans Nature Geo-science, annonce qu’ils n’observent aucune croissance accélérée des arbres tropicaux depuis cent cinquante ans, ce qui suggère que cette rétroaction négative n'existerait pas ;
  • le rôle de la vapeur d'eau : le réchauffement climatique pourrait augmenter la formation de nuages contribuant à réfléchir davantage les rayons solaires. Cependant, la vapeur d'eau est elle-même un gaz à effet de serre et le bilan final d'une augmentation de vapeur d'eau dans l'atmosphère est assez difficile à prévoir.

Une étude publiée en février 2018 évalue les effets complexes du changement climatique sur les nuages, qui couvrent en moyenne 70 % de la planète : elle observe que les nuages d’altitude s’élèvent et que les systèmes nuageux se déplacent généralement vers les pôles ; ces deux tendances devraient accélérer le réchauffement de la planète ; les observations à courte échelle de temps suggèrent que les nuages tropicaux bloqueront moins de lumière solaire, accroissant ainsi le réchauffement, et que les nuages en dégel pourraient constituer un plus faible frein au réchauffement qu’on ne l’avait imaginé ; les effets amplificateurs de l'effet de serre l'emportent largement sur les effets le limitant.

Globalement, la plupart des points de non retour ont été atteints ou sont sur le point de l'être.

 

  • Conséquences négatives pour l'humanité

Le GIEC (rapport ici) prévoit des conséquences négatives majeures pour l'humanité au xxie siècle :

  • une forte hausse de la mortalité du fait des vagues de chaleur et de régions rendues inhabitables; à fin 2019, nous sommes déjà sur une augmentation moyenne de +0,9° des températures avec des écarts saisonniers au sol pouvant aller jusqu'à +/- 10°. 
  • une forte augmentation des feux de forêt du fait de la hausse des températures et de la sécheresse ;
  • une forte baisse des rendements agricoles dans la plupart des zones géographiques ;
  • une forte diminution des ressources en eau dans la plupart des régions ;
  • une diminution du débit des sources d'eau issues de la fonte des glaces et des neiges, à la suite de la disparition de ces glaces et de ces neiges ;
  • une très forte augmentation des phénomènes météorologiques extrêmes comme les pluies torrentielles, les tempêtes et les sécheresses, ainsi qu'une augmentation de l'impact de ces phénomènes sur l'agriculture ;
  • l'extension des zones infestées par des maladies comme le choléra ou le paludisme ;
  • des inondations accrues, à la fois à cause de l'élévation du niveau de la mer et de modifications du climat ;
  • une plus forte consommation d’énergie à des fins de climatisation ;