Qu'est-ce que le Changement climatique ?
Le changement climatique est une modification des conditions météorologiques et des changements connexes dans les océans, les surfaces terrestres et les calottes glaciaires, qui se produit sur des échelles de temps de plusieurs décennies ou plus et qui est étroitement lié à l’Ecologie.
Le temps représente l’état de l’atmosphère (sa température, son humidité, le vent, les précipitations, etc.) sur plusieurs heures ou plusieurs semaines. Il est influencé par les océans, les surfaces terrestres et les calottes glaciaires qui, avec l’atmosphère, forment ce que l’on appelle le « système climatique ». Le climat, dans son sens le plus large, est la description statistique de l’état du système climatique.
Le changement climatique est une modification des propriétés statistiques du système climatique qui persiste pendant plusieurs décennies ou plus, généralement au moins 30 ans. Ces propriétés statistiques comprennent les moyennes, la variabilité et les extrêmes. Le changement climatique peut être dû à des processus naturels, tels que des changements dans le rayonnement solaire, les volcans ou la variabilité interne du système climatique, ou à des influences humaines telles que des changements dans la composition de l’atmosphère ou l’utilisation des terres.
La météo peut être prévue avec beaucoup de compétence jusqu’à environ une semaine à l’avance. Les fluctuations à court terme du climat, comme les sécheresses, peuvent être prévues avec une compétence limitée d’une saison à l’autre. En revanche, les changements dans les statistiques à long terme du système climatique (changement climatique) peuvent être prévus s’ils sont causés par des influences à long terme qui sont connues ou prévisibles.
Quelle est la différence entre le changement climatique et le réchauffement climatique?
Le réchauffement climatique provoque le changement climatique, les 2 termes sont très proches. Le terme utilisé pour décrire l’augmentation des températures moyennes de notre planète est réchauffement climatique. Le changement climatique adresse non seulement le changement global de température mais aussi les changements de vent, précipitation, longueur de saisons ainsi que la force et la fréquence d’événements météorologiques extrêmes comme la sécheresse ou les inondations.
Une autre différence entre ces 2 termes est que le réchauffement climatique est un phénomène mondial alors que le changement climatique peut être de nature global, régional ou même sur des échelles locales. Le changement climatique a aussi des conséquences différentes selon la géographie locale ainsi que les espèces présentes (plantes, animaux, etc.). Plusieurs de ces changements provoqueront des effets imprévus et dangereux sur la vie planétaire.
Si le temps ne peut être prévu qu'environ une semaine à l'avance, comment pouvons-nous déterminer le climat futur ?
Les défis de la prévision du temps et du climat sont très différents. Prévoir le temps, c’est comme prévoir comment un tourbillon particulier va se déplacer et évoluer dans une rivière turbulente : c’est possible sur de courtes périodes en extrapolant la trajectoire précédente du tourbillon, mais finalement le tourbillon est influencé par les tourbillons et les courants voisins au point qu’il devient impossible de prévoir sa trajectoire et son comportement exacts. De même, la limite pour la prévision des systèmes météorologiques individuels dans l’atmosphère est d’environ 10 jours.
D’autre part, prédire le climat revient à prédire le débit de toute la rivière. Il faut prendre en compte les principales forces qui contrôlent le fleuve, comme les changements de précipitations, le fonctionnement des barrages et l’extraction de l’eau. Les projections du changement climatique induit par l’homme sur des décennies à des siècles sont possibles parce que les activités humaines ont des effets prévisibles sur la composition future de l’atmosphère, et à leur tour un effet prévisible sur le climat.
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Le climat est déterminé par de nombreux facteurs qui influencent les flux d'énergie dans le système climatique, notamment les gaz à effet de serre
L’énergie du Soleil est le moteur ultime du climat sur Terre. L’énergie solaire reçue par la Terre dépend de la quantité émise par le Soleil et de la distance entre la Terre et le Soleil. Une partie de cette lumière solaire est directement réfléchie vers l’espace par l’atmosphère, les nuages et les surfaces terrestres, glacées et aquatiques. Les aérosols (minuscules particules dans l’atmosphère, certaines provenant des activités humaines) peuvent augmenter la réflexion de la lumière solaire.
Finalement, l’énergie solaire absorbée par la Terre est renvoyée dans l’espace sous forme de rayonnement infrarouge (chaleur). Ce faisant, elle interagit avec l’ensemble du système climatique, l’atmosphère, les océans, les surfaces terrestres et les calottes glaciaires. Les flux de rayonnement dans l’atmosphère sont très importants pour la détermination du climat. Les principaux gaz qui composent l’atmosphère, l’azote et l’oxygène, n’interagissent pas avec le rayonnement infrarouge. Cependant, certains gaz présents en plus petites quantités absorbent le rayonnement infrarouge qui s’écoule vers le haut de la surface de la Terre et le réémettent dans toutes les directions, y compris vers le bas.
Ce faisant, ils entravent la circulation de l’énergie infrarouge de la Terre vers l’espace. C’est ce qu’on appelle l’effet de serre, et les gaz qui le provoquent en interagissant avec le rayonnement infrarouge sont appelés gaz à effet de serre. Les plus importants sont la vapeur d’eau, le dioxyde de carbone (CO2) et le méthane. L’effet de serre a été identifié il y a plus d’un siècle. Sans lui, la surface de la Terre serait environ 33°C plus froide, ce qui permet de maintenir la Terre habitable.
La vitesse à laquelle l’énergie entre dans le système terrestre en provenance du Soleil et en sort, s’équilibre approximativement en moyenne à l’échelle mondiale. L’énergie absorbée à la surface est transférée à l’atmosphère par le biais du rayonnement infrarouge, de la conduction de la chaleur sensible et de l’évaporation de l’eau dont la chaleur latente est libérée plus tard lorsque l’eau se condense à nouveau. L’énergie quitte le système principalement par le biais du rayonnement infrarouge de l’atmosphère. Les flèches indiquent les taux moyens de transfert d’énergie au niveau mondial en unités de watts par mètre carré. Avec plus de gaz à effet de serre dans l’atmosphère, mais aucun autre changement, le système doit atteindre une température plus élevée pour maintenir l’équilibre.
Les changements climatiques sont dus à des causes naturelles et humaines
Le climat mondial varie naturellement sur des échelles de temps allant de décennies à des milliers d’années et plus. Ces variations naturelles peuvent avoir deux origines : d’une part, des fluctuations internes qui échangent de l’énergie, de l’eau et du carbone entre l’atmosphère, les océans, la terre et la glace et, d’autre part, des influences externes sur le système climatique, notamment les variations de l’énergie reçue du soleil et les effets des éruptions volcaniques.
Les activités humaines influencent également le climat en modifiant les concentrations de CO2 et d’autres gaz à effet de serre dans l’atmosphère, en modifiant les concentrations d’aérosols et en altérant la réflectivité de la surface de la Terre en modifiant la couverture terrestre.
Comment les activités humaines renforcent-elles l'effet de serre ?
Aujourd’hui, les activités humaines augmentent directement les concentrations atmosphériques de CO2, de méthane et d’oxyde nitreux, ainsi que de certains gaz à effet de serre fabriqués chimiquement tels que les halocarbures. Ces gaz humigrés renforcent l’effet de serre naturel et réchauffent davantage la surface. En plus de l’effet direct, le réchauffement qui résulte de l’augmentation des concentrations de gaz à effet de serre à longue durée de vie peut être amplifié par d’autres processus. Un exemple clé est l’amplification de la vapeur d’eau. Les activités humaines augmentent également les aérosols dans l’atmosphère, qui réfléchissent une partie de la lumière du soleil. Ce changement induit par l’homme compense une partie du réchauffement dû aux gaz à effet de serre.
Une perturbation du système climatique peut déclencher d'autres changements qui amplifient ou atténuent la perturbation initiale
Il existe des liens étroits entre la température, la vapeur d’eau atmosphérique, l’étendue des calottes glaciaires polaires et les concentrations de gaz à effet de serre à longue durée de vie (en particulier le CO2) dans l’atmosphère.
Lorsque l’un de ces gaz est perturbé, les autres réagissent par des processus de « rétroaction » qui peuvent amplifier ou atténuer la perturbation initiale. Ces rétroactions se produisent sur une large gamme d’échelles de temps : celles qui concernent l’atmosphère sont généralement rapides, tandis que celles qui concernent les océans profonds et les calottes glaciaires sont lentes et peuvent entraîner des réactions différées.
Il existe un exemple de rétroaction lente qui est celui des cycles de l’ère glaciaire qui ont eu lieu au cours du dernier million d’années, déclenchés par les fluctuations de la rotation et de l’orbite de la Terre autour du soleil. Ces fluctuations ont modifié la distribution du rayonnement solaire reçu par la Terre, ce qui a entraîné une modification des températures, induisant à son tour des changements dans les calottes glaciaires et le cycle du carbone qui, ensemble, ont amplifié la réponse de la température.
Si la vapeur d'eau est le plus important gaz à effet de serre, pourquoi toute cette agitation autour du CO2 ?
La vapeur d’eau représente environ la moitié de l’effet de serre naturel. Ses concentrations dans l’atmosphère sont principalement contrôlées par les températures et les vents atmosphériques, contrairement aux concentrations des autres gaz à effet de serre qui sont directement influencées par les apports de ces gaz dans l’atmosphère dus à l’homme. Lorsque les températures atmosphériques moyennes mondiales augmentent, les concentrations mondiales de vapeur d’eau augmentent, amplifiant le réchauffement initial par un effet de serre accru. De cette façon, l’activité humaine entraîne indirectement une augmentation des concentrations de vapeur d’eau.
La réalité de la rétroaction de la vapeur d’eau est étayée par des observations et des analyses récentes. L’augmentation des concentrations de vapeur d’eau a été observée et attribuée au réchauffement, et cette rétroaction double approximativement la sensibilité du climat aux activités humaines.
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