Le changement climatique est-il aujourd’hui une réalité ?

La température moyenne d’une planète résulte d’un équilibre entre l’énergie reçue (essentiellement l’énergie solaire) et l’énergie émise. Si les deux quantités sont égales la température reste stable. Si l’énergie reçue est plus faible que l’énergie émise la température baisse et si l’énergie reçue est plus forte que l’énergie émise la température monte.

L’hypothèse la plus vraisemblable pour expliquer l’augmentation actuelle de la température moyenne est celle d’une diminution de l’énergie émise par la Terre vers l’espace.

Cette énergie est émise par rayonnement. Du fait de la température moyenne relativement basse de la Terre, ce rayonnement se fait surtout dans l’infrarouge (il n’est donc pas visible). Or l’atmosphère est très transparente aux longueurs d’onde courtes émises par le soleil, mais plus opaque pour les rayonnements infrarouges. Une partie de la chaleur émise par la terre est donc piégée. Le comportement de l’atmosphère est voisin de celui du verre que l’on utilise pour fabriquer des serres, d’où le nom «  d’effet de serre  » donné à ce phénomène.

La capacité de l’atmosphère à absorber le rayonnement émis par la planète dépend de sa concentration en gaz particuliers, que l’on appelle les gaz à effets de serre (GES). Le plus connu de ces gaz est le dioxyde de carbone (le gaz carbonique), mais d’autres gaz jouent également un rôle important, en particulier la vapeur d’eau (qui joue en fait le rôle principal), le méthane, l’ozone ou le protoxyde d’azote.

Les activités humaines sur la planète conduisent à une augmentation des émissions de certains gaz à effet de serre. En particulier, la combustion des réserves de charbon et de pétrole, stockées dans les sols depuis plusieurs millions d’années conduit à la restitution très rapide à l’atmosphère de grandes quantités de gaz carbonique.

L’hypothèse retenue pour expliquer ce phénomène est donc la suivante : la concentration en gaz à effet de serre augmente, la capacité de l’atmosphère à piéger le rayonnement émis par la terre augmente, la quantité d’énergie émise vers l’espace diminue, la température moyenne augmente.

D’autres mécanismes sont susceptibles de modifier le bilan thermique de la planète, en particulier l’augmentation de l’énergie solaire reçue. Celle-ci n’est en effet pas constante et dépend de l’activité du soleil, de sa distance à la terre en fonction des saisons, de la plus ou moins grande présence de poussières entre le soleil et la terre, etc.

Pour étudier les contributions respectives de ces différents éléments, les scientifiques construisent des modèles mathématiques et étudient les conséquences d’une évolution de chacun des paramètres. Il existe aujourd’hui un grand nombre de modèles, dont certains sont extrêmement sophistiqués et prennent en compte de très nombreux phénomènes ainsi que leurs interactions.

Tous ces modèles sont capables de reproduire l’augmentation observée des températures de la planète en tenant compte uniquement de l’augmentation des teneurs atmosphériques en gaz à effet de serre. Aucun modèle ne permet de la reproduire en jouant sur d’autres paramètres.

Il s’agit certes d’une preuve indirecte, mais elle est suffisamment forte pour que le GIEC considère qu’il y a 99% de chances que l’augmentation des concentrations de GES dans l’atmosphère soit à l’origine de l’augmentation de la température de la planète.

Il existe une très grande différence entre la température moyenne de la planète et la température mesurée à un moment et un endroit donné, c’est-à-dire à celle que l’on ressent.

En tout état de cause, une augmentation de la température moyenne de la planète n’a aucune raison de se traduire par une augmentation de la température à tout moment et en tout lieu.

En valeur moyenne annuelle, et entre 1901 et 2012, le GIEC annonce ainsi des évolutions qui vont d’une baisse de 0,6° dans l’atlantique nord à une hausse de plus de 2,5° en Asie centrale, en Afrique du Nord-ouest, en Amérique du sud-est et au Canada. En France, l’augmentation est dans la moyenne de 0,8°.

Malgré cette hausse presque généralisée des températures moyennes, les températures saisonnières, et plus encore journalières, connaissent des situations qui peuvent être discordantes. Les mois de juillet et d’août 2014 ont par exemple été particulièrement frais en France, alors même que l’année 2014 a été l’une des plus chaudes jamais observées. Ceci est dû au caractère extrêmement variable des types de temps que l’on peut observer au cours d’une même saison, particulièrement dans les régions tempérées.

Le GIEC traduit donc les conséquences du changement climatique sur les phénomènes météorologiques et climatiques extrêmes soit en termes d’écart à la moyenne de référence, soit en termes de modification de probabilité de survenance. Ces conséquences doivent être comprises comme des moyennes sur des périodes de temps assez longues (par exemple une vingtaine d’années). Lorsque le GIEC estime par exemple que depuis 1950, il est probable [1] que les vagues de chaleur aient été plus fréquentes et/ou plus longues sur une grande partie de l’Europe qu’elles ne l’auraient été si le climat n’avait pas changé, ceci n’est en aucun cas contradictoire avec le fait qu’il n’y a pas eu chaque année de longues périodes de canicule en France.

Un changement des températures a nécessairement des conséquences sur la pluviométrie.

La première conséquence globale d’une augmentation des températures est l’augmentation de l’évaporation, donc de la quantité de vapeur d’eau dans l’atmosphère (ce qui contribue d’ailleurs à accroitre l’effet de serre) et, dans une moindre mesure, des précipitations. Il pleut donc, en moyenne, logiquement davantage sur la planète.

Cette augmentation est cependant très loin d’être uniforme. L’augmentation de la température modifie en effet le fonctionnement très complexe de la machine atmosphérique et océanique terrestre qui transfère en permanence la chaleur depuis la zone équatoriale vers les zones polaires.

La répartition des précipitations est donc également modifiée, avec comme règle assez générale une augmentation des précipitations annuelles dans les zones humides et une diminution dans les zones sèches.
La répartition saisonnière des précipitations est également altérée, de même que la fréquence des périodes exceptionnelles, c’est-à-dire sans précipitations ou au contraire avec des précipitations abondantes.

Le rapport du GIEC estime par exemple que depuis 1950, il est probable que les terres émergées aient été plus nombreuses à enregistrer des épisodes de précipitations abondantes qu’elles ne l’auraient été si le climat n’avait pas changé.

Le changement climatique est souvent mis en cause dans l’augmentation de la fréquence et de la gravité des catastrophes climatiques : inondations, tempêtes, cyclones, sécheresses, etc.. En réalité, du fait de la très grande variabilité interannuelle de ces catastrophes, il est très difficile de mettre en évidence une évolution tendancielle de ce type d’événements. Il est encore plus difficile d’établir une relation de cause à effet entre l’augmentation moyenne des températures et la fréquence de survenue des catastrophes climatiques.

Le rapport du GIEC est donc assez circonspect sur ce sujet et indique que le degré de confiance que l’on peut accorder à un lien entre le changement climatique global et la fréquence des catastrophes climatiques est généralement assez faible.

Il indique cependant que l’augmentation de certains phénomènes extrêmes au cours des 50 dernières années est probable dans certaines régions (par exemple l’intensité et la durée des sécheresses dans le sud de l’Australie).

Cette augmentation est même quasiment certaine [2] en ce qui concerne l’augmentation de l’activité des cyclones intenses dans l’Atlantique Nord.

L’augmentation de la température de la planète a d’ores et déjà des conséquences visibles sur différents paramètres physiques ou chimiques :

• Il est quasiment certain que l’océan superficiel (jusqu’à 700 mètres de profondeur) s’est réchauffé entre 1971 et 2010.
• Au cours des deux dernières décennies, la masse des calottes glaciaires du Groenland et de l’Antarctique a diminué, les glaciers de presque tous les pays du globe ont continué à se réduire et l’étendue de la banquise arctique, de même que celle du manteau neigeux de l’hémisphère Nord au printemps ont continué à diminuer.
• Entre 1901 et 2010, le niveau moyen des mers à l’échelle du globe s’est élevé de 19 centimètres.
• L’acidité des eaux océaniques (concentration en ions hydrogène) a augmenté de 26% depuis le début de l’ère industrielle, ce qui représente une diminution du pH de 0,1.
• Etc..

Le résumé à l’attention des décideurs établi par le GIEC synthétise ainsi la situation actuelle :

« 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. »