L'amplification du réchauffement climatique

L’amplification du réchauffement climatique

 

I. Climat et rétroaction positive

 

L’évolution de la température terrestre moyenne résulte de plusieurs effets amplificateurs (= rétroaction positive) dont :

– La décroissance de la surface terrestre couverte par les glaces et la diminution de l’albédo terrestre. Si on diminue l’albédo, la Terre va recevoir plus d’énergie qu’elle va en ré-émettre. Rappel du forçage radiatif : différence entre l’énergie radiative reçue et l’énergie radiative émise. On amplifie un déséquilibre initial (boucle de rétroaction positive).

– L’augmentation de la concentration en vapeur d’eau (gaz à effet de serre) dans l’atmosphère (qui augmente la quantité d’infra-rouges absorbée puis ré-émise vers la surface terrestre).

– Le dégel partiel du permafrost provoquant une libération de GES dans l’atmosphère.

Le pergélisol ou permafrost est le sous-sol gelé de l’Arctique et de la Sibérie. Il représente 25 % des terres émergées dans l’hémisphère nord. Il s’agit d’une « bombe climatique » dans la mesure où la fonte du pergélisol représente une rétroaction positive sur l’augmentation de la température, conséquence d’un forçage radiatif positif, par libération d’une grande quantité de gaz à effet de serre. On estime que 90 % du pergélisol pourrait avoir disparu en 2100.

 

II. Climat et rétroaction négative (stabilisatrice)

 

Les végétaux absorbent du dioxyde de carbone (CO2) pour leur photosynthèse et rejettent du dioxygène.

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À court terme, un accroissement de la végétalisation constitue donc un puits de CO2 et a donc un effet de rétroaction négative (stabilisatrice).

Dioxyde de carbone : un peu plus de 400 ppm par millions dans la composition actuelle de l’atmosphère (0,04 %).

 

III. Le réchauffement climatique et la modélisation du climat du futur

 

Depuis un siècle et demi, on mesure un réchauffement climatique global (environ +1°C), qui est la réponse du système climatique à l’augmentation du forçage radiatif.

Les modèles climatiques s’appuient sur :

– La mise en équation des mécanismes essentiels qui agissent sur le système Terre.

– Des méthodes numériques de résolution.

Un modèle numérique de climat est un programme informatique dont l’objectif est de reproduire le climat d’une Terre virtuelle, c’est-à-dire de simuler les mêmes phénomènes climatiques que sur la vraie Terre.

Ces programmes informatiques appelé « modèles numériques du climat », nombreux et indépendants, réalisent des projections climatiques, et permettent de simuler le climat sur des dizaines voire des centaines d’années.

Les résultats des modèles sont évalués par comparaison aux observations in situ et spatiales ainsi qu’à la connaissance des paléoclimats. Ils vont permettre d’envisager des scénarios d’évolution climatiques, et d’appréhender leurs conséquences.

Activité humaine et scénarios d'évolution climatique

Activité humaine et scénarios d’évolution climatique

 

I. Les principales sources d’émission des principaux gaz à effet de serre

 

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L’analyse scientifique combinant observations, éléments théoriques et modélisations numériques permet aujourd’hui de conclure que l’augmentation de température moyenne depuis le début de l’ère industrielle est liée à l’activité humaine. Ces émissions de gaz à effet de serre sont dites anthropiques (lié à l’humain). Il existe plusieurs gaz à effet de serre :

– Le dioxyde de carbone (CO2) est produit par la combustion d’hydrocarbures, la déforestation, la production de ciment, le transport, etc. 

– Le méthane (CH4) est produit par l’extraction des énergies fossiles, la fermentation dans les décharges, certaines activités agricoles, etc.

– Le protoxyde d’azote (N2O)

 

II. Les scénarios d’évolutions climatiques / Rappel : forçage radiatif

 

En 2015, le taux de CO2 dans l’atmosphère est officiellement passé de 0,03 % à 0,04 % selon le rapport de l’Organisation météorologique mondiale (OMM).

La connaissance de l’évolution de ces gaz à effet de serre est permise par les scénarios d’évolution climatique. Un scénario RCP (Representative Concentration Pathway) désigne une projection de trajectoire de concentration de gaz à effet de serre. Un scénario RCP permet de modéliser le climat futur. Ces scénarios ont été établis par le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) pour son cinquième rapport. Le GIEC est une organisation mise en place à la fin des années 1980 afin d’expertiser les informations liées au changement climatique. Quatre scénarios RCP ont été sélectionnées pour la modélisation climatique : RCP2.6, RCP4.5, RCP6 et RCP8.5, ce qui correspond aux valeurs de forçage radiatif en 2100 respectivement de 2.6, 4.5, 6 et 8.5 W.m-2.

Rappel : forçage radiatif (différence entre l’énergie radiative reçue par la Terre et l’énergie radiative réémise). Il est positif lorsque la Terre reçoit plus d’énergie qu’elle n’en réémet, ce qui se traduit par une augmentation de la température moyenne de notre planète.

 

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Les modèles s’accordent à prévoir, avec une forte probabilité d’occurrence, dans des fourchettes dépendant de la quantité émise de GES, une augmentation de 1,5 à 5°C de la température moyenne entre 2017 et la fin du XXIe siècle.

 

III. Les conséquences du réchauffement climatique

 

Ces modélisations permettent d’anticiper les conséquences du réchauffement climatique :

– Une élévation du niveau moyen des océans entre le début du XXIe siècle et 2100 pouvant atteindre le mètre.

– Des modifications des régimes de pluie et des événements climatiques extrêmes (canicules par exemple).

– Une acidification des océans.

– Un impact majeur sur la biodiversité et les écosystèmes terrestres et marins. En effet, l’acidification des océans impacte les récifs coralliens car ceux-ci cessent de se développer pour un pH inférieur à 7,7.

Ces impacts du réchauffement climatique auront des effets sur les activités humaines car nos activités sont également liées à la biodiversité, par exemple.