Le changement climatique – Comment ça marche ?

Le changement climatique est une question compliquée, mais qui n’est pas obligée de l’être. Un petit guide pour mieux s’y retrouver.

Quelle différence y a-t-il entre le temps qu’il fait et le climat ?

Le climat se rapporte à une moyenne climatique. Les notions de temps et de climat se rapportent toutes deux aux conditions atmosphériques, mais les cadres temporels sont différents.

Le temps désigne les conditions atmosphériques observées sur une courte période dans une région donnée (s’il fera chaud et beau lundi prochain à Tombouctou, au Mali, ou s’il pleuvra à Dhaka, au Bangladesh).

Le climat renvoie au contraire aux conditions atmosphériques observées sur des périodes bien plus longues -des dizaines ou des centaines d’années : le temps à Tombouctou et à Dhaka peut être le même un jour donné, mais le climat des deux villes est très différent. Tombouctou se situe dans le désert du Sahara et le climat y est chaud et sec, tandis que Dhaka se trouve dans la zone des moussons, et le climat y est chaud et humide.

Selon le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), la confusion entre le temps qu’il fait et le climat est courante : on demande souvent aux scientifiques comment ils parviennent à prédire ce que sera le climat dans 50 ans, alors qu’ils n’arrivent pas à prédire le temps qu’il fera dans quelques semaines.

Il est difficile de prédire le temps qu’il fera au-delà de quelques jours, le développement des événements atmosphériques (précipitations, etc.) pouvant être chaotique.

Le GIEC donne l’explication suivante : il est impossible de prédire l’âge auquel un homme mourra, mais l’espérance de vie moyenne des hommes dans les pays industrialisés peut être située à 75 ans.

Quelle différence y a-t-il entre le changement climatique et le réchauffement climatique ?

On utilise souvent ces deux termes indifféremment, en pensant qu’ils renvoient au même phénomène. Or, il y a une différence : le réchauffement climatique renvoie à une augmentation moyenne de la température près de la surface de la terre ; le changement climatique, lui, se rapporte à l’évolution des événements climatiques, tels que la température, les précipitations, etc., mesurés sur des décennies, voire plus.

Le changement climatique est le terme de prédilection à employer lorsque l’on fait allusion à l’influence de facteurs autres que l’augmentation des températures.

Selon l’Agence américaine de protection de l’environnement, le changement climatique peut découler :

 de facteurs naturels, tels que les changements d’intensité solaire ou les changements lents de l’orbite terrestre autour du soleil ;

 de processus naturels observés au sein du système climatique (ex : changements de la circulation océanique) ;

 d’activités humaines qui modifient la composition de l’atmosphère (ex : combustion des carburants fossiles) et la surface de la terre (ex : déforestation, reforestation, urbanisation, désertification, etc.)

Qu’est-ce que l’effet de serre ?

Le terme effet de serre fait référence aux serres traditionnelles, dont les parois de verre réduisent la circulation de l’air et augmentent la température de l’air piégé à l’intérieur.

Le climat terrestre est principalement déterminé par le soleil. Environ 30 pour cent de la lumière solaire est renvoyée dans l’espace, une partie est absorbée par l’atmosphère, et le reste par la surface de la terre.

La surface de la terre reflète également une partie de la lumière du soleil, sous la forme de rayonnement infrarouge, une énergie lente.

L’échappement final de ce rayonnement infrarouge est retardé par les « gaz à effet de serre » tels que la vapeur d’eau, le dioxyde de carbone, l’ozone et le méthane, qui renvoient les rayons infrarouges, réchauffant ainsi la basse troposphère et la surface de la terre.

Bien que les gaz à effet de serre ne représentent qu’un pour cent environ de l’atmosphère, ils agissent comme une couverture autour de la terre, ou comme le toit de verre d’une serre, piégeant la chaleur et maintenant la température de la planète quelque 30 degrés Celsius au-dessus de ce qu’elle aurait été autrement.

Toutefois, les activités humaines « épaississent » la couverture, car à la présence naturelle de ces gaz s’ajoutent les émissions de dioxyde de carbone issues de la combustion du charbon, du pétrole et du gaz naturel ; la production accrue de méthane et d’oxyde nitreux issue des activités agricoles et des changements dans l’exploitation des terres ; et plusieurs gaz industriels persistants, qui ne se forment pas naturellement.

Le changement climatique n’est pas nouveau. Pourquoi l’attribue-t-on à l’homme ?

Le climat terrestre est passé par de nombreux changements. L’évolution du bilan radiatif terrestre a été le principal moteur des changements climatiques survenus par le passé, mais les causes en ont été variées.

Les scientifiques ont attribué les changements survenus avant l’ère industrielle (avant 1780) aux causes suivantes :

Changements de l’orbite terrestre

Les glaciations surviennent en cycles réguliers depuis près de trois millions d’années et selon le GIEC, il existe des preuves solides quant à l’existence d’un lien entre ces glaciations et les variations régulières de l’orbite terrestre autour du soleil, appelées cycles Milankovitch, du nom de Milutin Milankovitch, le mathématicien serbe (1879-1958) qui en a trouvé l’explication.

Au cours de ces cycles orbitaux, différentes quantités de rayonnement solaire sont reçues à chaque latitude et chaque saison.

Le débat reste ouvert sur la manière dont cela déclenche et achève les glaciations, mais bon nombre d’études portent à croire que la quantité de soleil reçue en été par les continents du nord est déterminante : si elle tombe en deçà d’une quantité critique, la neige de l’hiver précédent ne fond pas en été, de plus en plus de neige s’accumule, et une feuille de glace commence à se former.

D’après les simulations climatiques, le GIEC pense que la prochaine glaciation pourrait commencer dans 30 000 ans. Chaque glaciation, ou cycle glaciaire, a été suivie d’un cycle interglaciaire, plus chaud.

 Changements d’intensité solaire

En 2001, grâce à un nouveau modèle climatique informatisé, la NASA (l’administration américaine de l’aéronautique et de l’espace) a confirmé la théorie de longue date selon laquelle une faible activité solaire aurait été responsable du « petit âge glaciaire », un phénomène survenu entre les années 1400 et les années 1700.

Pendant le petit âge glaciaire, des années 1410 aux années 1720, la glace bloquait l’accès au Groenland ; les canaux de Hollande gelaient régulièrement, les glaciers des Alpes, dans le sud de l’Europe, avançaient, et la glace de mer avait augmenté de telle sorte qu’il n’y avait plus d’eau libre dans quelque direction que ce soit, aux alentours de l’Islande, en 1695.

Le modèle de la NASA a recréé l’impact d’un soleil moins intense, engendrant des changements climatiques majeurs à l’échelle régionale et, par la suite, un rafraîchissement des températures continentales pendant l’hiver.

Selon la NASA, entre le milieu des années 1600 et le début des années 1700, les températures à la surface de la terre dans l’hémisphère nord ont atteint le plus faible niveau (ou en auraient été proches) observé au cours des 1 000 dernières années, et les températures hivernales moyennes en Europe ont chuté de un à 1,5 degré Celsius.

Ce rafraîchissement apparaît clairement dans les estimations de températures obtenues en examinant les cercles de croissance des arbres et les carottes glaciaires, et dans les registres de températures compilés par l’University of Massachusetts-Amherst et l’Université de Virginie.

Émission d’aérosols au cours d’éruptions volcaniques

Les aérosols sont de petites particules contenues dans l’atmosphère, dont la taille, la composition chimique et la concentration varient considérablement.

Les émissions volcaniques produisent des aérosols sous forme d’une poussière qui bloque le passage des rayons solaires et peut provoquer un rafraîchissement des températures à court terme.

En 1815, l’éruption du Tambora, en Indonésie, avait provoqué une baisse des températures mondiales de pas moins de trois degrés Celsius, selon l’Enquête géologique américaine (USGS).

« Même un an après l’éruption, les températures dans une majeure partie de l’hémisphère nord étaient encore bien plus fraîches pendant les mois de l’été. Dans certaines régions d’Europe et d’Amérique du Nord, l’année 1816 était connue sous le nom « d’année sans été » ».

Émission de dioxyde de carbone (CO2) au cours d’éruptions volcaniques

Les volcans émettent également du CO2, et l’analyse des échantillons géologiques laisse penser que les périodes chaudes, sans glace, coïncident avec des taux élevés de CO2 dans l’atmosphère.

« Sur des périodes de plusieurs millions d’années, les taux de CO2 changent en raison de l’activité tectonique », note le GIEC.

Toutefois, selon le programme de l’USGS sur les risques d’éruption volcanique, si les volcans libèrent plus de 130 millions de tonnes de CO2 dans l’atmosphère chaque année, les activités humaines émettent plus de 130 fois cette quantité.

L’ère industrielle

Globalement, depuis le début de l’ère industrielle, vers 1750, les activités humaines engendrent un réchauffement du climat, selon le GIEC. La température moyenne à la surface de la terre a augmenté de 0,74 degré Celsius depuis la fin des années 1800.

Dans les années 1900, sur une moyenne globale, le réchauffement du climat s’est déroulé en deux phases : des années 1910 aux années 1940 (0,35°C), et de façon plus marquée des années 1970 à nos jours (0,55°C).

Cette croissance du taux de réchauffement a eu lieu au cours des 25 dernières années, et 11 des 12 années les plus chaudes jamais enregistrées ont eu lieu au cours des 12 dernières années. Cette hausse considérable des températures a été attribuée à l’augmentation du taux de CO2 dans l’atmosphère.

La concentration de CO2 dans l’atmosphère au cours des 650 000 dernières années a été déterminée précisément à partir de carottes glaciaires prélevées en Antarctique. Au cours de cette période, la concentration de CO2 a varié entre un minimum de 180 ppm (parties par million) pendant les périodes glaciaires, froides, et un maximum de 300 ppm pendant les périodes interglaciaires, chaudes.

Au cours du dernier siècle, le taux de CO2 a rapidement augmenté pour passer bien au-delà de cette fourchette, à 379 ppm.

On sait, selon le GIEC, que l’augmentation de la concentration de CO2 dans l’atmosphère est imputable aux activités humaines, car le caractère du CO2 contenu dans l’atmosphère, en particulier le ratio des atomes de carbone « lourds » par rapport aux atomes « légers », a connu une évolution qui peut être attribuée à l’ajout du carbone des carburants fossiles.

Selon les estimations des scientifiques, la combustion des carburants fossiles, et dans une moindre mesure la fabrication de ciment, est en effet responsable de plus de 75 pour cent des émissions de CO2 humaines.

La découverte du lien entre les émissions de CO2 et l’évolution du climat

L’historien scientifique Spencer Weart explique dans son article, intitulé The Carbon Dioxide Greenhouse Effect [L’effet de serre du dioxyde de carbone] que John Tyndall, éminent philosophe victorien de la nature, compte parmi les quelques premiers scientifiques à avoir déclaré que des couches de glace recouvraient autrefois la majeure partie du territoire européen.

Mais, selon Spencer Weart, c’est au chercheur suédois Svante Arrhenius que l’on doit la première description de l’effet de serre, à la fin des années 1800. Svante Arrhenius a en effet réalisé des calculs indiquant qu’une diminution de la concentration de carbone dans l’atmosphère pouvait permettre de réduire la température de trois à quatre degrés Celsius en Europe (soit une température de glaciation).

Mais c’est son collègue Arvid Högbom qui a eu l’incroyable idée de calculer la quantité de CO2 émise par l’activité humaine (les industries, etc.). Le chercheur a alors découvert que celle-ci était responsable d’environ la même concentration de CO2 que la quantité émise au cours des processus géochimiques naturels. A l’époque, personne n’a vraiment prêté attention à cette découverte.

Vers 1938, Guy Stewart Callendar, un ingénieur anglais, a déclaré qu’en doublant le taux de CO2, on pourrait provoquer une augmentation des températures de deux degrés Celsius au cours des siècles à venir.

Une fois encore, ces conclusions sont restées lettre morte.

Au cours des quelques décennies qui ont suivi, plusieurs groupes de scientifiques ont suivi divers axes de recherche. Selon Spencer Weart, ce n’est que dans les années 1970, lorsque la hausse des températures mondiales est devenue évidente, que l’on a commencé à entendre les avertissements des scientifiques à propos des émissions de gaz à effet de serre.

Les gouvernements se sont réunis en 1988 pour créer le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat, composé de milliers de scientifiques, afin de recueillir des preuves irréfutables et d’être conseillés sur la meilleure marche à suivre.

« En 2001, ce Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat était parvenu à un consensus, si prudemment formulé que presque aucun expert n’y a objecté », a commenté M. Weart.

Plus d’information sur le site d’Irin