Rchauement climatique

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Pour les variations cycliques de l'histoire du climat avant1850, voir changement climatique.Le rchauement climatique, galement appel r-

Ecarts des tempratures globales de surface (1850-2014)

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Moyenne annuelleCourbe lisse des carts de temprature

1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020

0.6

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Graphique des carts des tempratures globales moyennes de sur-face par rapport la moyenne 1961-1990 (sur la base des don-nes du MetOce britannique).

chauement plantaire, ou rchauement global,est un phnomne d'augmentation de la tempraturemoyenne des ocans et de l'atmosphre terrestre, mesur l'chelle mondiale sur plusieurs dcennies, et qui traduitune augmentation de la quantit de chaleur de la surfaceterrestre. Dans son acception commune, ce terme est ap-pliqu une tendance au rchauement global observdepuis le dbut du XXe sicle.En 1988, l'ONU cre le groupe d'experts intergouverne-mental sur l'volution du climat (GIEC) charg de faireune synthse des tudes scientiques sur cette question.Dans son dernier et quatrime rapport, auquel ont parti-cip plus de 2 500 scientiques de 130 pays[1], le GIECarme que le rchauement climatique depuis 1950 esttrs probablement[c 1] d l'augmentation des gaz eetde serre d'origine anthropique. Les conclusions du GIECont t approuves par plus de quarante socits scienti-ques et acadmies des sciences, y compris l'ensembledes acadmies nationales des sciences des grands paysindustrialiss[2]. Dans une tude publie n 2012, quia compil et compar des simulations issues de vingtmodles informatiques dirents et des informations is-sues des observations satellites, une quipe de climato-logues du Laboratoire national de Lawrence Livermore[3]du dpartement de l'nergie des tats-Unis (DoE) et de16 autres organisations a conclu que les changements

de temprature de la troposphre et de la stratosphresont bien rels et qu'ils sont clairement lis aux activitshumaines[4].Les projections des modles climatiques prsentes dansle dernier rapport du GIEC indiquent que la tempraturede surface du globe est susceptible d'augmenter de 1,1 6,4 C supplmentaires au cours du XXIe sicle. Les dif-frences entre les projections proviennent de l'utilisationde modles ayant des sensibilits direntes pour lesconcentrations de gaz eet de serre et utilisant di-rentes estimations pour les missions futures. La plupartdes tudes portent sur la priode allant jusqu' l'an 2100.Cependant, le rchauement devrait se poursuivre au-del de cette date, mme si les missions sarrtent, enraison de la grande capacit calorique des ocans et dela dure de vie du dioxyde de carbone et des autres gaz eet de serre dans l'atmosphre.Des incertitudes sur la hausse de temprature globalemoyenne subsistent du fait de la prcision des mod-lisations employes, et des comportements tatiques etindividuels prsents et futurs. Les enjeux conomiques,politiques, sociaux, environnementaux, voire moraux,tant majeurs, ils suscitent des dbats nombreux, l'chelle internationale, ainsi que des controverses. Nan-moins l'impact conomique, sociologique, environne-mental voire gopolitique de ces projections est globa-lement ngatif moyen et long terme[5].

1 Observations lies au rchaue-ment climatique actuel

Divers changements observs dans le monde ont conduit la conclusion de l'existence d'un rchauement clima-tique plantaire :En France, un observatoire national sur les eets du r-chauement climatique (ONERC), cr en 2001, com-pile les observations ;En Europe, la dernire valuation (2012, par l'AEE)[6]a conclu l'imminence de nouveaux impacts ngatifs,dont conomiques ; comme prvu par la plupart des mo-dles, les tempratures moyennes ont augment en Eu-rope, et les prcipitations ont diminu au sud et augmen-t au Nord. Les glaces arctiques et groenlandaises ontcontinu rgresser, de mme que de nombreux gla-ciers europens (les glaciers alpins ont presque perdudeux tiers de leur masse de 1850 2010), alors que le

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2 1 OBSERVATIONS LIES AU RCHAUFFEMENT CLIMATIQUE ACTUEL

permafrost sest rchau et que le manteau neigeux tend diminuer[6]. Les crises climatiques (pics et vagues dechaleur, inondations, scheresses) sont de plus en pluscoteuses en Europe, et ingalement rparties (notam-ment car les activits humaines sont croissantes dans leszones risque ; zones qui devraient sagrandir avec ledrglement climatique)[6]. Sans dispositifs d'adaptation,les cots gnrs par des vnements extrmes attendus(plus intenses et plus frquents) devraient rgulirementaugmenter et aggraver certaines ingalits. Selon Jacque-line McGlade, directrice de l'AEE[7], tous les acteurs delconomie, dont les mnages, doivent sadapter et rduireleurs missions.En Europe, la dcennie 2002-2011 a t la plus chaudedepuis que l'on dispose de donnes mto (tempraturesmoyenne du sol dpassant de 1,3 C la moyenne prin-dustrielle et qui pourraient aprs 2050 dpasser de 2,5 4 C la moyenne des annes 1961-1990).Des dizaines de milliers de morts sont attribues auxvagues de chaleur (plus frquentes, plus longues)[6]. Lenombre de morts de froid en Europe devrait en revanchediminuer[6]. Les inondations devraient augmenter au nordet les scheresses au sud. L'Arctique se rchaue plusvite que les autres rgions europennes, entranant undoublement de la fonte de la calotte groenlandaise de1990 2010 (250 milliards de tonnes de glace perdues/ande 2005 2009). La mer a mont en Europe d'environ1,7 mm/an au cours du XXe sicle, avec une acclra-tion (3 mm/an) au cours des dernires dcennies, avecdes variations isostatiques locales[6]. Des impacts sont at-tendus sur la ore (oraison plus prcoce et/ou tardive,maladies des arbres..., mais aussi sur la faune (zoonoses,changement d'aire de rpartition) et les maladies (tiques,certains moustiques et phlbotomes remontent plus aunord et en altitude). La saison pollinique est en 2012plus longue d'environ dix jours qu'en 1960)[6]. Le planc-ton se modie et - hors milieux marins - la vitesse demigration/adaptation de beaucoup d'espces est insu-sante par rapport la rapidit des drglements biogo-climatiques, ce qui aggrave les risques de disparition.Les rendements agricoles devraient diminuer au sud etpeut-tre augmenter au nord[6]. Le chauage hivernalest moins ncessaire, mais la climatisation estivale com-pense ces conomies ; la saison o les racteurs nu-claires sont le plus l'arrt ou commencent parfois dj manquer d'eau pour leur refroidissement[8]. Une nouvellestratgie d'adaptation europenne est en prparation pourmars 2013. [9]. Un site internet Climate-ADAPT ore del'information et des conseils sur l'adaptation au change-ment climatique.Selon Greenpeace, le rchauement se traduit par undrglement climatique gnral dj perceptible. Lesvnements mtorologiques extrmes sont de plus enplus frquents, de plus en plus intenses : canicules,scheresses, inondations dues des crues exceptionnelles,temptes, etc[10].

1.1 volution des tempraturesLes mesures terrestres de temprature ralises au coursdu XXe sicle montrent une lvation de la tempraturemoyenne. Ce rchauement se serait droul en deuxphases, la premire de 1910 1945, la seconde de 1976 aujourd'hui[11]. Ces deux phases sont spares par une p-riode de lger refroidissement. Ce rchauement plan-taire semble de plus corrl avec une forte augmentationdans l'atmosphre de la concentration de plusieurs gaz eet de serre, dont le dioxyde de carbone, le mthane etle protoxyde d'azote[12].L'lvation de la temprature moyenne du globe entre1906 et 2005 est estime 0,74 C ( plus ou moins 0,18C prs), dont une lvation de 0,65 C durant la seulepriode 1956-2006[15],[16].Selon le Goddard Institute for Space Studies (GISS) dela NASA, avec une probabilit de 43% (contre 20 %pour l'anne 2010 et 15 % pour l'anne 2005)[17], l'anne2014 a t l'anne la plus chaude depuis 1880 d'aprsles analyses convergentes des scientiques de la NASA etde la National Oceanic and Atmospheric Administration(NOAA) ; les dix annes les plus chaudes enregistressont toutes, sauf 1998, postrieures 2000. Depuis 1880,la temprature moyenne la surface de la Terre sest r-chaue de 0,8 C[18]. La prcdente anne record tait2010, malgr un net refroidissement de certaines zonesde l'hmisphre nord par La Nia[19], et malgr les ef-fets d'une faible activit solaire. Le rchauement sestglobalement poursuivi sans discontinuer de 1980 2010,sur trente ans, intervalle de temps gnralement considrpar les mtorologues comme susant titre de tendancesur le court terme[20].Le quatrime rapport du GIEC estime comme trsprobable le fait que les tempratures moyennes dansl'hmisphre nord aient t plus leves pendant la se-conde moiti du XXe sicle que durant n'importe quelleautre priode de cinquante ans au cours des cinq dernierssicles, et probable le fait qu'elles aient t les plusleves depuis 1 300 ans au moins[a 1].Selon le Met Oce (service national britannique de m-torologie), les donnes des 9 premiers mois de 2015 per-mettent de prdire que pour la premire fois, la tempra-ture moyenne mondiale de l'anne va dpasser 1 C au-dessus du niveau pr-industriel, en partie cause du ph-nomne El Nio[21].

1.2 PrcipitationsSelon le quatrime rapport du GIEC, la rpartition desprcipitations sest modie au cours du XXe sicle. Enparticulier, les prcipitations auraient fortement augmen-t dans l'est de lAmrique du Nord et du Sud, dans lenord de l'Europe et dans le nord et le centre de l'Asie,tandis qu'elles diminuaient au Sahel, en Mditerrane, enAfrique australe et dans une partie de l'Asie du Sud[a 1].

1.3 Fonte de la banquise 3

D'autres experts estiment toutefois les donnes actuellestrop rares et incompltes pour qu'une tendance la hausseou la baisse des prcipitations puisse se dgager sur deszones de cette ampleur[22]. On observe galement depuis1988 une diminution notable de la couverture neigeuseprintanire aux latitudes moyennes de l'hmisphre nord.Cette diminution est proccupante car cette couvertureneigeuse contribue l'humidit des sols et aux ressourcesen eau[15].

1.3 Fonte de la banquise

En 2005 et 2007 ont t atteints les records de minimum del'tendue de la banquise arctique.

Plusieurs tudes indiquent que les banquises sont en trainde se rduire. La surface des glaces de mer la n de l'ta connu une dcroissance trs rapide, passant de 8,5 mil-lions de km2 pendant la priode 1950-1975 5,5 millionsde km2 en 2010[23]. Le satellite spcialis CryoSat-2 futmis en orbite en avril 2010[24] aprs l'chec du premiersatellite CryoSat en 2005. Il doit fournir des informationsplus prcises sur les quantits de glace polaire[25].

1.3.1 En Arctique

Des observations par satellite montrent que ces banquisesperdent de la supercie dans l'ocan Arctique[26]. Parailleurs, un amincissement de ces banquises, en particu-lier autour du ple nord, a t observ[27].L'ge moyen des glaces, sur la priode 1988-2005, estpass de plus de six ans moins de trois ans[28]. La rduc-tion de l'tendue moyenne de la banquise arctique depuis1978 est de l'ordre de 2,7 % par dcennie (plus ou moins0,6 %), son tendue minimale en n d't diminuant de7,4 % par dcennie (plus ou moins 2,4 %)[15].Le rchauement dans cette rgion est de l'ordre de 2,5C[29] (au lieu de 0,7 C en moyenne sur la plante), etl'paisseur moyenne des glaces a perdu 40 % de sa valeurentre les priodes 1958-1976 et 1993-1997[30].

Un ours polaire bondissant entre deux blocs de glace de labanquise fondante, sur l'le de Spitzberg, dans l'archipel norv-gien de Svalbard.

2007 marque un minimum de la banquise en t[31]. Cetteanne-l, les observations satellitaires constatent une ac-clration de la fonte de la banquise arctique, avec uneperte de 20 % de la surface de la banquise d't en unan[32].Les observations menes pendant l'expdition Tara, uneinitiative prive sous l'gide du programme europen Da-mocls (Developping Arctic Modelling and ObservingCapabillities for Long-term Environmental Studies)[33]de septembre 2006 dcembre 2007, indiquent que lesmodications entames dans l'ocan Arctique sont pro-fondes et irrversibles[34]. Par ailleurs, le Groenland a vuses glaciers se rduire de 230 80 milliards de tonnes paran de 2003 2005, ce qui contribuerait 10 % des 3 mmactuels d'lvation annuelle du niveau des mers[35].Une tude datant de 2010 montre une anticorrlationet un basculement bipolaire entre les tempratures desples durant le XXe sicle : quand un ple se r-chaue, l'autre se refroidit, et les phases de rchaue-ment/refroidissement se succdent par cycles de quelquesdizaines d'annes[36]. Le lien entre les deux ples seraitl'ocan Atlantique. Selon les auteurs, l'acclration r-cente du rchauement de l'Arctique rsulte d'un ren-forcement positif de la tendance au rchauement (due l'accroissement des gaz eet de serre et d'autresforages possibles[pas clair]) par la phase de rchauementdue la variabilit climatique multidcennale (due auxuctuations de la circulation de l'ocan Atlantique .La disparition de la banquise en t diminue l'albdo del'Arctique, renforant le rchauement de l'Ocan Arc-tique pendant cette saison. Une partie de la chaleur ac-cumule est transmise l'atmosphre pendant l'hiver,modiant la circulation des vents polaires. Ces change-ments entraneraient des incursions d'air arctique aux la-titudes moyennes expliquant les pisodes hivernaux rudesayant touch les tats-Unis ou l'Europe pendant les hivers2010 2012. Cependant, les statistiques sur ces phno-mnes sont encore trop rcentes pour tirer une conclusiondnitive[37].

4 1 OBSERVATIONS LIES AU RCHAUFFEMENT CLIMATIQUE ACTUEL

Dans le Guardian, du 17 septembre 2012, PeterWadhams, directeur du dpartement de physique del'ocan polaire l'universit de Cambridge, en Angle-terre, arme que la banquise arctique pourrait avoir to-talement disparu en t d'ici 2016[38].

1.3.2 En Antarctique

En Antarctique, les mesures par satellites (faites depuis1979), ne montrent pas actuellement de diminution to-tale de surface, contrairement la banquise Arctique[39].Cependant, on observe des zones d'amincissement et uncertain nombre de phnomnes exceptionnels. Ainsi, 3500 km2 de la banquise Larsen B, (l'quivalent en surfacedes deux tiers d'un dpartement franais), se sont frag-ments en mars 2002, les premires crevasses tant ap-parues en 1987. Cette banquise tait considre commestable depuis 10 000 ans[40]. Au mois davril 2009, laplaque Wilkins, dont la supercie tait nagure de 16000 km2, sest galement dtache[41]. D'une manire g-nrale, la supercie de la banquise entourant le conti-nent antarctique augmente de manire rgulire depuistrente ans[42],[43]. Les scientiques sinterrogent sur lesraisons de l'extension de ces glaces antarctiques. Parmiles explications proposes, selon une tude nerlandaise,la fonte des glaces qui recouvrent le continent pourraittre l'origine de cette extension[44]. En eet, l'eau defonte provoquerait un refroidissement de la mer en sur-face, ce qui favoriserait la formation de glace de mer.Une tude de la NASA et de l'Universit de Californie Irvine publie en mai 2014 dans les revues Scienceet Geophysical Research Letters conclut qu'une partiede l'Inlandsis Ouest-Antarctique, fondant rapidement,semble tre dans un tat de dclin irrversible, rien nepouvant stopper les glaciers ; quarante ans d'observationdu comportement des six plus grands glaciers de cette r-gion de la mer d'Amundsen dans l'Antarctique occiden-tal (Pine Island, Thwaites, Haynes, Smith, Pope et Koh-ler) indiquent que ces glaciers ont pass le point denon-retour ; ils contribuent dj de faon signicative l'lvation du niveau de la mer, relchant annuellementpresque autant de glace dans l'ocan que l'inlandsis duGroenland entier ; ils contiennent assez de glace pour le-ver le niveau gnral des ocans de 4 pieds (1,2 mtres)et fondent plus vite qu'attendu par la plupart des scienti-ques ; pour l'auteur principal (Eric Rignot), ces dcou-vertes impliquent une rvision la hausse des prvisionsactuelles d'lvation du niveau de la mer[45].La paloclimatologie cherche mieux comprendre cequi sest pass lors des dglaciations prcdentes, notam-ment aprs le dernier maximum glaciaire (survenu il ya - 26 000 - 19 000 ans[46]). On sait que le ple norda irrgulirement perdu ou gagn d'importantes quan-tits de glace, mais peu d'information tait disponiblepour le ple sud jusque vers 2010. Ce que l'on connais-sait de la raction de la calotte antarctique face au der-nier rchauement postglaciaire tait essentiellement ba-

s sur des chrono-squences issues d'analyses isotopiques.Ces analyses provenaient d'une part de quelques carottesde glace et d'autre part de carottages de sdiments ma-rins[47], temporellement assez peu prcises et gographi-quement limites quelques zones terrestre ou marinespeu profondes[48],[49].Depuis peu l'tude de dpts marins de couches de d-bris massivement transports par les icebergs (dnomms BIRD pour iceberg-rafted debris) a permis de recons-tituer rtrospectivement la dynamique de la perte de glacede l'Antarctique dans les millnaires prcdents et de lacomparer avec des donnes similaires depuis plus long-temps disponibles et utiliss pour l'Atlantique Nord[50].Selon les donnes disponibles en 2014, il y a huit v-nements documents de ux accru d'export d'icebergs partir de diverses parties de la calotte antarctique entre20 000 ans avant nos jours et 9 000 ans, ce qui ne corres-pond pas aux scnarios prcdents selon lesquels le prin-cipal retrait glaciaire aurait t lanc par une fonte desglaces[48],[51],[52],[53] continue jusqu' la n de l'Holocne.Le ux maximum de grands icebergs largus par labanquise antarctique sest produit il y a environ 14 600ans, c'est la premire preuve directe d'une contributionde l'Antarctique une brutale monte du niveau oca-nique. Selon Weber & al (2014), les modles de simula-tions climatiques intgrant ce type de forage font envisa-ger des rtroactions positives, et suggrent que de petitesperturbations de la calotte glaciaire pourraient contribuer un mcanisme possible d'lvation rapide du niveau dela merc[54].

1.4 Calottes polaires

Le bilan de masse des calottes polaires de l'Antarctiqueet du Groenland est ngatif depuis une dizaine dannes,mme si certaines rgions de l'Antarctique spaississentpar suite de prcipitations neigeuses accrues. La pertede masse seectue dans les zones ctires en raison del'coulement rapide de certains glaciers vers l'ocan[23].En juillet 2015, une quipe internationale de 17climatologues, venant des tats-Unis, de France, dAl-lemagne et de Chine, dirigs par James Hansen, a pu-bli une tude qui conclut au caractre hautement dan-gereux ( highly dangerous ) du changement climatiquemme limit 2C. Cette tude reste encore sous la formedun discussion paper, un article soumis la discussiondes spcialistes, dans Atmospheric, Chemistry and Phy-sics, une revue en accs libre de lUnion europenne desgosciences. Cette quipe souligne que le cot cono-mique et social de la perte de fonctionnalits des cits c-tires est incalculable en pratique. Or le dernier rapportdu groupe-1 du Giec, publi en septembre 2013, ne lementionne pas, en xant 0,8 mtre au maximum llva-tion du niveau marin dici la n du sicle. Mais ce chirene tient pas compte dune possible dstabilisation des ca-lottes, les experts ayant considr que ce sujet ntait pas

1.6 Recul des glaciers de montagne 5

assez mr. L'tude scientique sappuie sur des observa-tions du climat dil y a 130 000 ans, lors de linterglaciairequi a prcd le ntre, baptis Emien, priode denviron15 000 ans qui ache des tempratures moyennes den-viron 2 C de plus que celles davant la rvolution indus-trielle. Certes la cause de ce rchauement se situait dansune conguration orbitale dont les eets taient amplispar les rtroactions climatiques de la plante, et non dansun eet de serre boost par les missions dues lner-gie fossile comme aujourdhui, mais la n de cet inter-glaciaire, alors que la cause initiale du rchauement -la mcanique cleste rchauant plus lhmisphre Norddurant lt boral - noprait plus, semble paradoxale :cest ce moment que le niveau marin slve denviron6 mtres au-dessus du niveau actuel daprs lanalyse decoraux australiens ; la seule explication possible est uneperte de glace massive et rapide des deux calottes po-laires, probablement lie une modication brutale descirculations ocaniques. Les chercheurs ont donc explo-r des scnarios deondrement des calottes : lorsqu'ilssupposent la fonte acclre du Groenland, lAtlantiquenord et lEurope sont plus froids quaujourdhui vers 2100.Si les deux calottes sont dstabilises simultanment, uneTerre de contrastes extrmes apparat, avec des latitudesleves et moyennes plus froides quaujourdhui, tandisque les rgions tropicales seraient plus chaudes, congu-ration dramatique, en particulier pour l'agriculture. Leschercheurs reconnaissent ne pas avoir de preuves, maisinsistent sur la ncessit d'tudier un tel scnario[55].

1.5 Fonte du perglisolArticle dtaill : Relargage du mthane de l'Arctique.

On observe un rchauement et une fonte partielle duperglisol arctique. Entre un tiers et la moiti du pergli-sol de l'Alaska n'est plus qu' un degr de la tempraturede dgel. En Sibrie, des lacs issus de la fonte du perg-lisol se forment, provoquant des dgagements importantsde mthane. Le dgagement de mthane est de l'ordre de14 35 millions de tonnes par an sur l'ensemble des lacsarctiques. L'analyse au carbone 14 de ce mthane prouveque celui-ci tait gel depuis des milliers d'annes[56].

1.6 Recul des glaciers de montagneArticle dtaill : Recul des glaciers depuis 1850. quelques exceptions prs[N 1], la plupart des glaciers

montagnards tudis sont en phase de recul. Le recul desglaciers continentaux est observ de faon quasi gnra-lise depuis 3 4 dcennies, avec une nette augmentationau cours des vingt dernires annes[23].De nombreux travaux[N 2] documentent ce recul etcherchent l'expliquer. Un tel recul semble tout fait co-hrent avec un rchauement du climat, cependant cettehypothse n'est pas certaine, certains glaciers ayant com-

Une carte du changement dans l'paisseur de glaciers de mon-tagne depuis 1970. Diminution en orange et rouge, paississementen bleu.

Changement de l'accumulation des neiges au sommet duKilimandjaro : premire photo prise le 17 fvrier 1993, secondele 21 fvrier 2000. Le Kilimandjaro a perdu 82 % de son glacierdurant le XXe sicle et celui-ci pourrait avoir disparu en 2020selon un article paru dans la revue Science en 2002[57].

menc reculer au milieu du XIXe sicle[b 1], aprs la ndu petit ge glaciaire. L'avance ou le recul des glacierssont rcurrents et lis de nombreux facteurs, parmi les-quels les prcipitations ou le phnomne El Nio jouentun rle important. Par exemple le recul actuel de la merde Glace Chamonix dcouvre des vestiges humains duMoyen ge[58], preuve que le glacier a dj recul da-

6 1 OBSERVATIONS LIES AU RCHAUFFEMENT CLIMATIQUE ACTUEL

vantage que de nos jours une priode historiquementproche.Le recul des glaciers de montagne, notamment l'ouestde l'Amrique du Nord, en Asie, dans les Alpes, en Indo-nsie, en Afrique (dont le Kilimandjaro), et dans des r-gions tropicales et subtropicales d'Amrique du Sud, a tutilis comme preuve qualitative de l'lvation des temp-ratures globales depuis la n du XIXe sicle par le GIECdans son rapport de 2001[59],[60].Les causes du recul du glacier du Kilimandjaro en Afriquesont dbattues et sont un bon exemple de la complexitdu rchauement climatique et de la circonspection n-cessaire dans l'analyse des donnes. Pour certains clima-tologues, ce recul est d une diminution des chutes deneige depuis le XIXe sicle[61]. Pour d'autres, le rchauf-fement climatique est en cause, du fait que les glacierstropicaux sont en phase de rgression partout sur la pla-nte et que les glaces du Kilimandjaro ont rsist unelongue scheresse il y a 4 000 ans[62].En ce qui concerne les glaciers himalayens, il faut sou-ligner le nombre limit de donnes. Une tude de 2006observe qu'une augmentation du ruissellement saison-nier des glaciers de l'Himalaya a entran une augmen-tation de la production agricole en Inde du nord aucours du XXe sicle[63]. Des donnes ables n'existaienten 2007 que pour 50 glaciers indiens, sur plus de 9500[64]. Selon un rapport de 2009 du ministre Indiende l'environnement, les glaciers de l'Himalaya qui consti-tuent les sources des plus grandes rivires d'Asie Gange, Indus, Brahmapoutre, Yangtze, Mekong, Salweenet euve Jaune sont en recul. Cependant ce rapportreste prudent dans ces conclusions[65] :

Il est prmatur d'armer que les glaciershimalayens reculent anormalement cause durchauement climatique. Un glacier est in-uenc par tout un ensemble de facteurs phy-siques et par une interconnexion complexe desfacteurs climatiques.

Dans les Andes, le glacier du Chacaltaya, qui abritait laplus haute station de ski, a totalement disparu en 2009.D'une faon gnrale, les glaciers andins tropicaux ontdiminu de 30 50% en 30 ans[66]. Du fait de cette di-minution, l'alimentation en eau de La Paz, capitale de laBolivie pourrait devenir problmatique[67].

1.7 Eets gophysiques et sismiques

La fonte rapide d'une partie de la cryosphre (glaciersde haute-montagne, mais surtout calottes glaciaires) ades eets gophysiques ; la fonte de tout masse im-portante de glace saccompagne de dplacements de lagravit[68] et par suite d'une dformation de la Terreconsidre comme viscolastique[69] (mesurable par les

mesures GPS, inclinomtriques (aussi utilise pour me-surer des dformations du sol induites par l'eau de bar-rages ou d'aquifres[70]) et gravimtriques prs des zonesaectes[71],[72]. L'ampleur de ces eets est plus marquedans les rgions polaires et sub-polaires[73].Dans la suite du rebond post-glaciaire, qu'elle pourraitexacerber, cette fonte induit une nouvelle rpartition desmasses d'eau (volumes de glaces peu mobiles transformsen masse d'eau liquide et trs mobile contribuant une ra-pide redistribution spatio-temporelle de masse) que l'oncommence pouvoir mieux mesurer[74] et qui pourraitmodier la forme du gode[75],[76].D'aprs les donnes[77] collectes par le satellite euro-pen Goce (Gravity eld and steady-state Ocean Circu-lation Explorer)[78], de 2009 2012 et par son prdces-seur Grace[79],[80],[81] (moins prcis), la fonte d'une partiedes glaces de l'Antarctique occidental a signicativementmodi le champ de gravit[82] d'une rgion o depuis2009, la perte annuelle de glace a t multiplie par trois(de 2011 et 2014, le volume global de la calotte glaciaireaustrale a diminu en moyenne de quelque 125 kilomtrescubes par an), ce que conrme le radar altimtrique (ra-dioaltimtre) du satellite CryoSat.Par des jeux de rquilibrages ou ajustements iso-statiques glaciaires (ou GIA pour glacial-isostaticadjustment)[80],[83],[84], certaines failles et systmes vol-caniques pourraient tre ractivs (des corrlations entrefonte massive de calottes et vnements sismiques ont tvoques puis conrmes en 2009 pour des priodes go-logiques rcentes ; entre 12 000 et 7 000 ans o le volca-nisme semble avoir t six fois plus intense, et en Islandeplus de trente fois ce quil est de nos jours). En plus del'allgement des ples, il faut aussi tenir compte du poidssupplmentaire de l'ocan mondial li la monte desocans[85].Enn, la fonte du perglisol et le dgel dstabilisateur duPerglisol (dit aussi permafrost)[86],[87],[88] de montagneet de l'eau qui cimente certains massifs rocheux d'altitude(Alpes par exemple[89],[90],[91]) se traduisent par des d-placements de masses et des eondrements de blocs demontagnes[92](150 croulements recenss en 2015 dansle massif du Mont-Blanc ; essentiellement entre 3.100 et3.500 mtres d'altitude "), sources de matriaux suppl-mentaires qui seront charris par les torrents. Les crou-lements surviennent en hiver aprs que la chaleur de l'tait pntr l'intrieur des montagnes et quand le froid re-vient selon Ludovic Ravanel[93].

1.8 Eets sur les pratiques agricolesLe climat, et en particulier les tempratures, ont un ef-fet sur la date des rcoltes agricoles. Une anticipationdes dates clefs du dveloppement vgtal (bourgeonne-ment, oraison, rcolte) a t observe pour l'ensembledes cultures, sous les climats temprs et mditerranens.Ainsi, pour le bl, la sortie des pis a lieu 8 10 jours plus

1.9 Eets sur la faune, la ore, la fonge et la biodiversit 7

tt qu'il y a vingt ans[94]. Dans de nombreux cas, les datesde vendanges sont rgulirement avances, comme enBourgogne[95],[96],[97]. De plus ces phnomnes peuventtre dcrits sur plusieurs dcennies car ces dates de ven-danges ont t consignes dans le pass et archives.Detels documents sont utiliss pour dterminer les temp-ratures des priodes o les thermomtres n'existaientpas ou manquaient de prcision. Un rchauement clima-tique depuis le XXe sicle est clairement tabli par l'tudede ces archives (ainsi, la date de dbut des vendanges Chteauneuf-du-Pape a avanc de trois semaines en cin-quante ans[98]).

1.9 Eets sur la faune, la ore, la fonge etla biodiversit

1.9.1 Changements d'aires de rpartition

En mer, de nombreuses espces de poissons remontentvers les ples[99],[100]. Sur Terre, on observe aussi une mo-dication de l'aire de rpartition de direntes espcesanimales et vgtales[99]. Cette modication est complexeet htrogne.Dans certains cas, les espces et cosystmes reculentface la dsertication ou la salinisation. Certaineslimites d'aire de rpartition montent plus haut en alti-tude, en particulier quand l'aire de l'espce se dplacevers le nord (ou le sud dans l'hmisphre sud), ce quine doit pas cacher le fait qu'en ralit, localement aumoins, l'optimum pour une espce a pu fortement des-cendre en altitude (l o les milieux sont plus humides,par exemple la suite d'une fonte accrue des glaciers). Parexemple en Californie, pour 64 espces vgtales dontl'aire de rpartition a t suivies depuis 1930 2010, lazone d'optimum climatique de ces plantes a diminu de 80mtres d'altitude en moyenne[101]. Un suivi[102] fait dans13 tats europens montre que les plantes de montagne grimpent en altitude, mais sont alors confrontes uneconcurrence accrue. Certains forestiers pensaient que lerchauement doperait la croissance des arbres d'Alaskamais en ralit elle diminue, sans doute cause du stressdes scheresses estivales[103].Le drglement climatique est souvent propos commeexpliquant des modications cologiques globales. Para-doxalement, localement, la suite des courants froids r-sultant de la fonte acclre de la calotte glaciaire, des re-froidissements hivernaux peuvent aussi aecter la faune.Ainsi au dbut de fvrier 2011, 1 600 tortues vertes(espce en danger) engourdies par une eau inhabituel-lement froide se sont choues sur et autour de SouthPadre Island (Texas)[104]. Elles sont alors plus vulnrablesaux collisions avec les bateaux, leurs prdateurs et auxchouages (sur les 860 premires tortues rcupres pardes bnvoles, 750 ont survcu et ont pu tre ensuitelibres)[104]. En janvier 2010, plus de 4 600 tortuesstaient choues en Floride[104].Ceci vaut aussi pour la faune terrestre. Par exemple,

l'aire de rpartition de la chenille processionnaire du pinest en phase d'expansion et a atteint Orlans en 1992et Fontainebleau en 2005. La colonisation de l'espcepourrait atteindre Paris en 2025. Selon l'INRA, cetteexpansion est emblmatique de la propagation des bio-agresseurs des espces forestires grce au rchauementclimatique[105].Le Musum national d'histoire naturelle a mis en placedepuis plusieurs annes des systmes de suivi des espces.Le suivi temporel des oiseaux communs (STOC)[106]montre par exemple qu'en vingt ans, les communautsd'oiseaux en France se sont globalement dplaces de 100km vers le nord[107].

1.9.2 Changements physiologiques des organismes

Chez de nombreuses espces, l'insularisation cologique(qui augmente lors des glaciations (phnomne desrefuges glaciaires) mais qui augmente aussi en cas derchauement sur les littoraux, cause la monte desocans[108], des modications des prcipitations ou dela saisonnalit[109], mais aussi le rchauement de l'airede rpartition d'une espce animale peuvent conduire une diminution de la taille de l'organisme[110] ( nanismeadaptatif )[111]. Selon les palontologues Philip Ginge-rich et ses collgues, si la tendance au rchauement de-vait se poursuivre sur le long terme, une diminution detaille, voire un vritable nanisme de certains animaux sau-vages (mammifres tels que primates, chevaux et cervidsnotamment) pourraient rapparaitre en adaptation auxclimats chauds. Un tel phnomne a dj eu lieu lors duMaximum thermique du passage Palocne-Eocne (ouPETM[112]) survenu il y a environ 56 millions d'annes etayant dur environ 160 000 ans avec une hausse des tem-pratures mondiales atteignant 9 14 degrs Fahrenheit son apoge. De mme lors d'un autre rchauement glo-bal de moindre ampleur (+ 5 F au max.) et moins long(80 000 100 000 ans) qui est l'ETM2 (Eocene ThermalMaximum 2), survenu environ 2 millions d'annes aprsle PETM (soit il y a 53 millions d'annes). Lors de cesdeux rchauements globaux, la taille des anctres de noschevaux (Hyracotherium qui avaient la taille d'un chien),avait respectivement diminu de 30 % et 19 % lors duPETm puis de l'ETM2[113].Ce phnomne concerne aussi la faune du sol[114] et ceuxvivant dans l'eau[115] o l'augmentation de la tempratureentraine une chute du taux d'oxygne, une augmentationdu CO2 et une acidication (qui modie la biodisponibi-lit du fer pour le phytoplancton marin[116], et augmentepartout celle de nombreux mtaux toxiques). La sche-resse ou l'augmentation du mtabolisme des ectothermessemble dfavoriser les grands individus par rapport auxpetits, et une majorit des organismes volus semblesadapter avec une croissance moindre, par un eet dertrcissement en cascade (des producteurs primaires auxconsommateurs) la suite de la baisse des ressources ali-mentaires de la chane alimentaire.

8 1 OBSERVATIONS LIES AU RCHAUFFEMENT CLIMATIQUE ACTUEL

1.9.3 Extinctions d'espces, disparition d'habitats

Selon les scenarii et mthodologies retenues, les tudespublies entre les annes 1990 et 2015 concluaient desrsultats varis : certaines concluant des changementsminimes et d'autres la disparition de jusqu' 54% desespces en raison du changement climatique[117].En 2015, une mta-analyse a port sur 131 tudes, ayanttoutes port sur le risque de disparition de plus d'une es-pce en raison des modications du climat. Cette mta-analyse a conclu la probabilit que jusqu' un siximedes espces sur la Terre pourraient disparatre si le chan-gement climatique reste sur sa trajectoire actuelle (desannes 2010-2015). Mais localement, dans les territoiresen situation plus critique, les taux d'extinction pourronttre plus levs[117].Les facteurs d'extinction sont par exemple une lenteur na-turelle de dispersion, ou l'existence d'obstacles aux mi-grations vers des zones plus clmentes. Ces obstaclessont par exemple les chanes de montagnes, la dforesta-tion, l'agriculture intensive ou le dveloppement urbain.Dans d'autres cas, l'habitat disparatra entirement, oul'aire vitale deviendra trop petite pour assurer la surviede l'espce[117]. Pour formuler ce scnario prospectif envitant les biais lis des extrapolations faites partird'tudes portant sur peu d'espces ou un territoire peutendu, les auteurs ont choisi de surpondrer la valeur destravaux concernant un grand nombre d'espces. Les au-teurs considrent qu'en 2015, environ 2,8% des espcessur la Terre sont dj en danger d'extinction pour des rai-sons climatiques. Le rchauement (probable) de 2 C en2100 devrait conduire 5,2 autres pourcents des espces la disparition probable[117]. Et si le rchauement moyendevait atteindre 4,3 C au-dessus des niveaux prindus-triels (scnario jug crdible par certaines tudes) une es-pce sur six pourrait disparaitre.En raison de la complexit des phnomnes cosyst-miques, ces chires doivent cependant tre pris avec cir-conspection. Sax reconnait que Nous ne sommes quejuste au dbut de l'valuation de ces risques [117].

1.9.4 Eets copidmiologiques

Cette section est vide, insusamment dtaille ouincomplte. Votre aide est la bienvenue !

1.9.5 Enjeux prospectifs et de gestion du patri-moine naturel

Outre les risques d'extinction d'espces, les lments d-crits ci-dessus peuvent avoir une grande importance pourles stratgies d'adaptation au changement climatique deprotection et restauration de la biodiversit et des tramesvertes et bleues ncessaires leur dplacements (dontdes corridors climatiques le cas chant). Ainsi les parcsnationaux surtout positionns en montagne pourraient

ne pas assez tenir compte d'un discret mais importantphnomne de descente des optimums de certainsvgtaux[101] qui vont souvent stendre sur des zones ur-banises et agricoles. Des pays comme l'Australie ontcr des corridors climatiques pour faciliter les migra-tions climatiques de faune. Les tudes prospectivespourraient aussi aider les scientiques et les dcideurs mieux choisir les aires protges et faire voluer leursprimtres selon les contraintes climatiques ( Une zonemise en rserve naturelle pour prserver les espces dansun cosystme contemporain peut devenir cologique-ment inadapte quelques dcennies. ) Ceci vaut pour lemilieu marin : la NOAA et d'autres appellent la cra-tion de sanctuaires marins et de rseaux d'autres habitatsprotgs pour crer des corridors climatiques de migra-tion pour aider la vie marine sadapter au changementclimatique[117].

1.10 Cyclones tropicaux

volution des temptes tropicales (en bleu), des ouragans (envert) et des ouragans majeurs (catgorie 3) (en rouge), dansl'Atlantique Nord.

Article dtaill : Cyclone tropical.

Le consensus scientique dans le rapport de 2007 duGIEC est que l'intensit des cyclones tropicaux devraitprobablement augmenter (avec une probabilit sup-rieure 66 %).Une tude publie en 2005, remise en question depuispar une seconde tude, indique une augmentation glo-bale de l'intensit des cyclones entre 1970 et 2004, lenombre total de cyclones tant en diminution pendantla mme priode[118],[119],[120]. Le nombre de cycloned'intensit 4 et 5 a presque doubl en nombre et en pro-portion entre 1970 et 2004[121]. Selon cette tude, il estpossible que cette augmentation d'intensit soit lie au r-chauement climatique, mais la priode d'observation esttrop courte et le rle des cyclones dans les ux atmo-sphriques et ocaniques n'est pas susamment connupour que cette relation puisse tre tablie avec certitude.La seconde tude publie un an plus tard ne montre pasd'augmentation signicative de l'intensit des cyclones

1.12 Acidication des ocans 9

depuis 1986[122],[123]. Ryan Maue, de l'universit de Flo-ride, dans un article intitul Northern Hemisphere tropicalcyclone activity, observe pour sa part une baisse marquede l'activit cyclonique depuis 2006 dans l'hmisphrenord par rapport aux trente dernires annes[124]. Il ajouteque la baisse est probablement plus marque, les mesuresdatant de trente ans ne dtectant pas les activits les plusfaibles, ce que permettent les mesures d'aujourd'hui. PourMaue, c'est possiblement un plus bas depuis cinquanteans que l'on observe en termes d'activit cyclonique.Par ailleurs, les simulations informatiques ne permettentpas dans l'tat actuel des connaissances de prvoird'volution signicative du nombre de cyclones li un rchauement climatique[d 1]. Toutefois, une simu-lation amricaine rcente[125] montre que le nombre etl'intensit des cyclones devraient crotre l'avenir dansles zones tropicales sur tous les ocans du globe sauf dansle sud-ouest du Pacique.

1.11 Rchauement des ocans et lvationdu niveau de la mer

lvation du niveau de la mer[126].

On observe un rchauement des ocans, qui diminueavec la profondeur. L'lvation de temprature depuis1960 est estime 0,6 C pour les eaux de surface, et 0,04 C pour l'ocan dans son ensemble[127].On estime que les ocans ont absorb ce jour 80 90 %de la chaleur ajoute au systme climatique[15],[127]. Cerchauement contribue pour 30 % une monte du ni-veau de la mer par dilatation thermique des ocans, 60% de cette monte tant due la fonte des glaces conti-nentales (dont la moiti provient de la fonte des calottespolaires) et 10 % un ux des eaux continentales versles ocans[127]. Les donnes proviennent des margraphesmis en place depuis le milieu du XIXe sicle, seconds partir des annes 1990 par des satellites altimtriques[128].Leur analyse suggre que le niveau de la mer sest le-v au cours du XXe sicle de quelques dizaines de centi-mtres, et qu'il continue slever rgulirement. On es-time que le niveau de la mer sest lev de 1,8 mm par an

entre 1961 et 2003[a 2],[129] et de 3,4 mm par an depuis1993[127],[23]. Cette lvation du niveau de la mer peutaussi tre observe indirectement par ses consquencessur l'environnement, comme c'est le cas au Nouveau-Brunswick[130].Article dtaill : lvation du niveau de la mer.

Dans le cadre du systme ARGO, 3 000 balises automa-tiques ont t rparties dans tous les ocans en 2007 etpermettront de suivre la temprature et la salinit desocans jusqu' 2 000 mtres de profondeur. En Atlan-tique Nord, des chercheurs de l'Ifremer Brest ont conr-m les tendances au rchauement dans les couches desurface[131].La courbe de la quantit de chaleur estime dans lesocans est mise jour rgulirement par l'organismeamricain de mtorologie NOAA[132].L'lvation de temprature est galement dtectable dansles euves et les lacs. Ainsi, entre 1977 et 2006, la tem-prature moyenne annuelle du Rhne a augment de 1,5C, et les tempratures moyennes estivales de la Loire de1,5 C 2 C. Les eaux profondes du Lac Lman se sontrchaues de 1 C en quarante ans[133].

1.12 Acidication des ocans

Le taux d'acidit des ocans a augment de 26 % en rai-son de la forte hausse des missions de dioxyde de car-bone, dont les eaux absorbent prs du tiers des quantitsrelches dans latmosphre ; cette acidit contribue lachute de la biodiversit[134].

2 Perspectives : volution pas-se des tempratures et cons-quences

Depuis 400 000 ans, la Terre a connu quatre cycles de glaciation.

10 2 PERSPECTIVES : VOLUTION PASSE DES TEMPRATURES ET CONSQUENCES

2.1 Cycles climatiquesArticle dtaill : Changement climatique.

Les variations du climat sont corrles avec cellesde l'insolation, des paramtres de Milankovi, del'albdo, des cycles solaires et des concentrations dansl'atmosphre des gaz eet de serre comme le dioxydede carbone et des arosols[rf. ncessaire].Le climat global de la Terre connat des modicationsplus ou moins cycliques de rchauements alternant avecdes refroidissements qui dirent par leur dure (dequelques milliers plusieurs millions d'annes) et par leuramplitude. Depuis 60 millions d'annes, la Terre connatun refroidissement gnral, avec l'apparition de la calotteglaciaire antarctique il y a 35 millions d'annes et de lacalotte glaciaire de l'hmisphre nord il y a 4 millionsd'annes[23].Depuis 800 000 ans, le climat terrestre connat plusieurscycles de glaciation et de rchauement, d'environ 100000 ans chacun. Chaque cycle commence par un rchauf-fement brutal suivi dune priode chaude de 10 000 20 000 ans environ, appele priode interglaciaire. Cettepriode est suivie par un refroidissement progressif etl'installation dune re glaciaire. la n de la glaciation,un rchauement brutal amorce un nouveau cycle. Nousvivons actuellement depuis plus de 10 000 ans dans unepriode interglaciaire (voir gure), et l'actuelle volutionclimatique se place par rapport au rchauement naturelpostrieur la dernire glaciation.Grce l'tude des carottages de glace et plus pr-cisment de l'analyse de la composition isotopique del'oxygne pig dans la glace, les tempratures atmosph-riques des cycles glaciaires de lre quaternaire ont pu trereconstitues[135]. La carotte glaciaire la plus profonde at fore dans le cadre du projet Epica, en Antarctique, plus de 3 500 mtres de profondeur, ceci permet-tant d'tudier l'histoire du climat en Antarctique depuis800 000 ans[136]. Les carottes de glace contiennent desbulles d'air et des indications sur la teneur en gaz del'atmosphre d'autrefois. Ces carottages ont ainsi permisde montrer que la teneur en CO2 dans l'atmosphre a aug-ment de 30 % durant le dernier sicle alors qu'elle tait peu prs stable auparavant.

2.2 Amplitudes des variations climatiquesArticle connexe : Glaciations quaternaires.Au cours du quaternaire, l'amplitude thermique a t de

l'ordre de 10 C, mais avec des hausses de tempraturen'ayant jamais dpass de plus de 4 C la tempraturemoyenne annuelle de la n du XXe sicle. En revanchepour les cycles plus anciens, comme durant le Permien,la temprature moyenne globale a atteint 22 C soit 8 Cde plus que la moyenne actuelle, comme on peut le voirsur le graphique ci-contre. Durant ces priodes chaudes

Variations du climat global depuis 540 millions d'annes.

qui ont dur plusieurs dizaines de millions d'annes, laTerre tait dpourvue de calottes polaires.Le maximum thermique entre le palocne et l'ocne,il y a 56 millions d'annes, est particulirement intres-sant car il semble d un dgagement de gaz eet deserre, mais tal sur plusieurs milliers d'annes[137]. Le r-chauement total fut de 5 C, au rythme modr de 0,025C par sicle, trs infrieur au rythme observ actuelle-ment. Son impact fut important sur les espces marinesdont certaines disparurent la suite de l'acidication desocans, les espces animales ou vgtales terrestres rus-sissant pour la plupart sadapter ou migrer.

2.3 Temps historiques

Explication dtaille du graphique (en). Les reconstitutions sontfaites partir de la dendrochronologie, des mesures dans lesglaciers entre autres.

l'intrieur des grandes uctuations climatiques ter-restres, se trouvent des variations plus brves et plus li-mites en intensit.Ainsi, au cours du dernier millnaire, est apparueen Europe occidentale une priode chaude entre leXe sicle[rf. ncessaire][138] et le XIIIe sicle, appele optimum climatique mdival : c'est l'poque o les

3.1 Hypothse d'un eet de serre additionnel 11

navigateurs vikings dcouvrent et baptisent le Groenland(littralement Pays vert ) et fondent des colonies l'extrme sud de l'le.De mme, l'poque des Temps Modernes (1550-1850)connut une priode de refroidissement que les histo-riens appellent le petit ge glaciaire caractris pardes hivers trs rigoureux, dont le terrible hiver 1708-1709. Cette anne-l, les crales manqurent dans laplus grande partie de la France, et seuls la Normandie,le Perche et les ctes de Bretagne ont pu produire assezde grain pour assurer les semences.En juin 1709, dans la rgion parisienne, le prix du painatteignit trente-cinq sous pour neuf livres au lieu de septsous, ordinairement. De nombreux arbres gelrent jus-qu' l'aubier, et la vigne disparut de plusieurs rgions dela France, les tempratures les plus basses tant atteintesentre le 10 et le 21 janvier[139].Selon les reconstitutions[140] de tempratures ralisespar les climatologues, la dernire dcennie du XXe sicleet le dbut du XXIe sicle constituent la priode laplus chaude des deux derniers millnaires (voir gra-phique). Notre poque serait mme un peu plus chaude(de quelques diximes de degrs) que ne le fut l'optimumclimatique mdival.

3 Causes

3.1 Hypothse d'un eet de serre addition-nel

Articles dtaills : eet de serre et bilan radiatif de la

Variation des tempratures, activit solaire et concentration duCO2

Terre.

Leet de serre est un phnomne naturel : une par-tie du rayonnement infrarouge mis par la Terre verslatmosphre terrestre reste pige par les gaz dits eet de serre , augmentant ainsi la temprature dela basse atmosphre (troposphre). Ces gaz sont essen-tiellement de la vapeur d'eau et du dioxyde de car-bone. Environ un tiers de ce dernier a t produit parl'homme[141]. Sans cet eet, la temprature de surface dela Terre serait en moyenne de 33 C infrieure soit 19C[N 3],[142],[143],[144]

L'augmentation observe des quantits de gaz eet deserre, comme le CO2, contribue renforcer l'eet deserre. On estime que, depuis 1750, 2 000 gigatonnes dedioxyde de carbone ont t mises dans l'atmosphre dufait des activits humaines, et que sur ce total, 800 giga-tonnes y sont restes accumules[145]. Les concentrationsactuelles de CO2 dans l'atmosphre surpassent de loinles taux des 650 000 dernires annes. Elles sont passesde 280 ppm vers 1750 379 ppm en 2005. La barriredes 400 ppm est dpasse ponctuellement et localementds 2013[146]. Toutefois, selon le bulletin de lOMM, lamoyenne annuelle de lanne 2014 a t releve 397,7ppm[146]. Lobservatoire de rfrence de Mauna Loa Hawa relve durant la semaine du 1er novembre 2015une concentration de 399,06 ppm[146]. Les concentrationsde mthane sont passes de 715 ppm en 1750 1 774 ppmen 2013[a 3], puis 1 833 ppm en 2014, soit 254 % de sonniveau l're prindustrielle[147].Par ailleurs, la vitesse de croissance du taux de CO2 dansl'atmosphre augmente galement, passant de +1,5 ppmpar an de 1970 2000, +2,1 ppm par an entre 2000et 2007[148]. Il a t prouv par ltude isotopique ducarbone dans lair que cette augmentation des quantits degaz eet de serre est due pour plus de la moiti la com-bustion de matire carbone fossile[15],[e 1], l'autre partietant due essentiellement aux dboisements massifs[23].Selon le quatrime rapport du GIEC[a 4], en 2004 49 mil-

12 3 CAUSES

liards de tonnes quivalent CO2 sont mises annuellementpar les activits humaines, rparties comme suit :

la part due au secteur nergtique est de 25,9 % ;

suivie par l'industrie 19,4 % ;

le secteur forestier 17,4 % ;

l'agriculture 13,5 % ;

les transports 13,1 % ;

les habitations 7,9 % ;

les dchets et eaux uses 2,8 %.

Lhypothse dun lien entre la temprature moyenne duglobe et le taux de dioxyde de carbone dans latmosphrea t formule pour la premire fois en 1895 par leprix Nobel de chimie Svante Arrhenius. Arrhenius a d-montr que laugmentation de la concentration de CO2dans latmosphre risquait daccrotre trs signicative-ment la temprature de la plante. Il a calcul quun dou-blement de la teneur en CO2 pourrait provoquer un r-chauement de 4 6 C, des valeurs en cohrence avecles modlisations du XXIe sicle. Cet lment montrel'anciennet d'une thorie scientique du rchauementclimatique[149].En 1938, lingnieur anglais Guy Callendar, puis en 1956le physicien amricain Gilbert Plass (en) ont tabli puisthoris la relation entre laccroissement des rejets indus-triels de CO2 et les premires observations de rchaue-ment climatique plantaire[rf. ncessaire]. Dans ce contexte,en 1957, les Amricains ont mis en place des mesuresde la concentration en CO2 de latmosphre Hawa.Cela a permis au climatologue amricain Charles Kee-ling de produire en 1961 une premire courbe conr-mant une progression rgulire de la concentration deCO2[150],[151]. Cest seulement en 1979, lors de la pre-mire confrence mondiale sur le climat, Genve, quat avance publiquement pour la premire fois sur lascne internationale lventualit dun impact de lacti-vit humaine sur le climat[152]. Le rchauement glo-bal est dcrit ds aot 1975 par le gochimiste amri-cain Wallace Smith Broecker (en) (universit Columbia),qui utilise pour la premire fois cette expression, avec uneprvision assez juste de la progression des concentrationsde CO2 dont il prvoyait un taux de 400 ppm autour de2010[146]

Laugmentation de leet de serre induit par lensembledes gaz eet de serre est estime 2,3 W/m2, se tra-duisant par une augmentation de temprature. Les varia-tions d'nergie rayonne par le Soleil durant ses cyclesd'activit sont dix fois plus faibles. L'ventuelle inuencesur la formation des nuages d'un rayonnement cosmiquegalactique modul par le vent solaire est actuellement l'tude[23].

L'article controverses sur le rchauement climatiquedtaille l'hypothse des uctuations de l'activit solaire

3.2 Cause la plus probable

Le superordinateur Earth Simulator a contribu tudierl'origine du rchauement climatique.

Selon les conclusions du rapport de 2001 des scienti-ques du GIEC, la cause la plus probable de ce rchauf-fement dans la seconde moiti du XXe sicle serait le forage anthropique , cest--dire laugmentation danslatmosphre des gaz eet de serre rsultant de lac-tivit humaine[153]. Le degr de certitude a augmentdans les rapports 2007 puis 2013 du GIEC, qui qua-lient de trs probable, puis dextrmement probable lefait que le rchauement climatique soit d lactivithumaine[c 1],[1].Selon les prvisions actuelles, le rchauement plantairese poursuivrait au cours du XXIe sicle mais son ampli-tude est dbattue : selon les hypothses retenues et lesmodles employs, les prvisions pour les cinquante an-nes venir vont de 1,8 3,4 C.

3.2.1 Mthode scientique : la modlisation

Comparaison des variations de temprature, observes et si-mules, avec et sans facteurs anthropiques (par rapport lamoyenne de la priode 1901-1950).

Leurs conclusions sont tires des rsultats dexpriencesavec des modles numriques[154],[e 2].Ces modles tiennent compte de deux types demcanismes[23] :

3.2 Cause la plus probable 13

ceux qui sont susamment bien compris pour pou-voir tre traduits en quation. Il sagit essentielle-ment de la circulation de l'atmosphre, des phno-mnes de forage radiatif et de l'hydrodynamique dela circulation ocanique. La prcision des prvisionsbases sur ces mcanismes est limite par la limi-tation spatiale et temporelle due la puissance desordinateurs et l'ecacit des algorithmes de calculutiliss ;

ceux dont la modlisation est empirique. Tel est enparticulier l'eet des nuages, la taille des mailles desmodles actuels ne permettant de traiter ceux-ci quesous un aspect statistique. Il en est de mme pourl'albdo de la vgtation, qui est dduite de mesuresd'observation.

Hypothses testes Les modles numriques ont tutiliss pour estimer limportance relative des divers fac-teurs naturels et humains au travers de simulations me-nes sur des Superordinateurs, pour identier le ou lesfacteurs lorigine de la brutale hausse de temprature.Plusieurs hypothses ont t testes :

1. les uctuations cycliques de lactivit solaire ;

2. la rtention de la chaleur par latmosphre, ampliepar les gaz eet de serre ;

3. la modication de la rectivit de la surface ter-restre l'albdo par la dforestation, lavancedes dserts, lagriculture, le recul des glaces, neigeset glaciers, mais aussi par les cirrus articiels crspar les tranes des avions et ltalement urbain ;

4. les missions volcaniques.

Certaines de ces causes sont dorigine humaine, comme ladforestation et la production de dioxyde de carbone parcombustion de matire fossile. Dautres sont naturelles,comme lactivit solaire ou les missions volcaniques.

Rsultats Les simulations climatiques montrent que lerchauement observ de 1910 1945 peut tre expli-qu par les seules variations du rayonnement solaire (voirchangement climatique)[rf. ncessaire]. En revanche, pourobtenir le rchauement observ de 1976 2006 (voirgraphique), on constate quil faut prendre en compte lesmissions de gaz eet de serre dorigine humaine. Lesmodlisations eectues depuis 2001 estiment que le for-age radiatif anthropique est dix fois suprieur au forageradiatif d des variations de lactivit solaire, bien quele forage d aux arosols soit ngatif.Le point essentiel est que le forage radiatif net estpositif[15]. En particulier, laugmentation de la tempra-ture moyenne mondiale depuis 2001 est en accord avecles prvisions faites par le GIEC depuis 1990 sur le r-chauement induit par les gaz eets de serre. Enn, unrchauement uniquement d lactivit solaire nexpli-querait pas pourquoi la troposphre verrait sa tempra-ture augmenter et pas celle de la stratosphre[15].

3.2.2 Consensus scientique

Article dtaill : Positionnement de la communaut scien-tique envers le rchauement climatique.

Un forage radiatif positif est un renforcement de leet de serreet un rchauement ; un forage radiatif ngatif entrane un re-froidissement (augmentation de lalbdo). Ceci correspond descalculs tenant compte des concentrations dans latmosphre[a 5].

Dans son rapport de 2001, le GIEC conclut que lesgaz eet de serre anthropogniques jouent unrle important dans le rchauement global [155].

En 2003, l'Union amricaine de gophysique af-rme que les inuences naturelles ne permettentpas dexpliquer la hausse rapide des tempratures la surface du globe [156].

Le 7 juin 2005, les acadmies des sciences des paysdu G8[N 4] et celles des trois plus gros pays en voie

14 4 PROJECTIONS

de dveloppement consommateurs de ptrole[N 5]ont sign une dclaration commune Londres,armant que le doute entretenu par certains l'endroit des changements climatiques ne justieplus l'inaction et qu'au contraire, il faut enclencherimmdiatement un plan d'action plantaire pourcontrecarrer cette menace globale[157].

Enn, en 2007, le quatrime rapport du GIEC, an-nonce que la probabilit que le rchauement cli-matique soit d aux activits humaines est sup-rieure 90 %[c 1].

De nombreux scientiques estiment mme que ce rap-port n'est pas assez clair et qu'il faudrait ds maintenantun programme international pour rduire drastiquementles deux sources principales de gaz eet de serre : letransport routier et les centrales charbon[158].

4 ProjectionsLe GIEC distingue les prvisions climatiques desprojections climatiques. Les prvisions climatiques sontle rsultat dune tentative destimation de lvolution relledu climat lavenir ( des chelles de temps saisonnires,inter-annuelles ou long terme, par exemple), et sonten gnral de nature probabiliste. Les projections cli-matiques sont bases sur des modles climatiques et r-pondent divers scnarios dmissions de gaz eetde serre, ou de scnarios de forage radiatif, bass surdes hypothses concernant lvolution socioconomiqueet technologique venir. Or, ces hypothses pouvant seraliser ou non, les projections sont donc sujettes uneforte incertitude[a 6],[159].

4.1 Modles climatiques

Article dtaill : Modle climatique.

Les projections par les scientiques de lvolutionfuture du climat est possible par l'utilisation demodles mathmatiques traits informatiquementsur des superordinateurs[160]. Ces modles, dits decirculation gnrale, reposent sur les lois gnrales dela thermodynamique et simulent les dplacements et lestempratures des masses atmosphriques et ocaniques.Les plus rcents prennent aussi en considration d'autresphnomnes, comme le cycle du carbone.Ces modles sont considrs comme valides par la com-munaut scientique lorsqu'ils sont capables de simulerdes variations connues du climat, comme les variationssaisonnires, le phnomne El Nio, ou l'oscillation nord-atlantique. Les modles les plus rcents simulent de fa-on satisfaisante les variations de temprature au coursdu XXe sicle. En particulier, les simulations menes sur

le climat du XXe sicle sans intgrer l'inuence humainene rendent pas compte du rchauement climatique, tan-dis que celles incluant cette inuence sont en accord avecles observations[15].Les modles informatiques simulant le climat sont alorsutiliss par les scientiques pour tablir des scnariosd'volution future du climat, mais aussi pour cerner lescauses du rchauement climatique actuel, en compa-rant les changements climatiques observs avec les chan-gements induits dans ces modles par direntes causes,naturelles ou humaines.Ces modles sont l'objet d'incertitudes de nature math-matique, informatique, physique, etc. Les trois princi-pales sources d'incertitude mentionnes par les climato-logues sont :

la modlisation des nuages ; la simulation de phnomnes de petite chelle,

comme les cellules orageuses, ou l'eet du relief surla circulation atmosphrique ;

la modlisation de l'interface entre les ocans etl'atmosphre.

De faon plus gnrale, ces modles sont limits d'unepart par les capacits de calcul des ordinateurs actuels, etle savoir de leurs concepteurs d'autre part, la climatologieet les phnomnes modliser tant dune grande com-plexit. L'importance des investissements budgtaires n-cessaires sont aussi un aspect non ngligeable de la re-cherche dans le domaine du rchauement climatique.Malgr ces limitations, le GIEC considre les modlesclimatiques comme des outils pertinents pour fournir desscnarios d'volution utiles du climat.

4.2 Poursuite du rchauement climatique

Pour les climatologues regroups au sein du GIEC,l'augmentation des tempratures devrait se poursuivre aucours du XXIe sicle. L'ampleur du rchauement atten-du le plus probable est de 1,8 3,4 C.

4.2 Poursuite du rchauement climatique 15

L'ampleur du rchauement prvu est incertaine ; les si-mulations tiennent compte :

des incertitudes lies aux modles (voir plus haut) ; des incertitudes sur le comportement de l'humanit

au cours du XXIe sicle.

An de prendre en compte ce dernier paramtre dansleurs projections, les climatologues du GIEC ont utili-s une famille de quarante scnarios d'mission de gaz eet de serre dtaills dans le rapport Special Report onEmissions Scenarios (SRES)[161].Dans certains scnarios, la croissance de la population hu-maine et le dveloppement conomique sont forts, tan-dis que les sources dnergie utilises sont principale-ment fossiles. Dans dautres scnarios, un ou plusieurs deces paramtres sont modis, entrainant une consomma-tion des nergies fossiles et une production de gaz eetde serre moindres. Les scnarios utiliss comme hypo-thse de travail pour llaboration du troisime rapportdu GIEC (2001) ne prennent pas en compte lventualitdune modication intentionnelle des missions de gaz eet de serre lchelle mondiale.Les incertitudes lies au fonctionnement des modles sontmesures en comparant les rsultats de plusieurs modlespour un mme scnario, et en comparant les eets de pe-tites modications des scnarios dmission dans chaquemodle.Les variations observes dans les simulations climatiquessont l'origine d'un parpillement des prvisions del'ordre de 1,3 2,4 C, pour un scnario (dmographique,de croissance, de mix nergtique mondial , etc.) don-n. Le type de scnario envisag a un eet de lordre de2,6 C sur le rchauement climatique simul par cesmodles et explique une bonne partie de la marge din-certitude existant quant lampleur du rchauement venir.Les projections d'augmentation de temprature pourl'horizon 2100 donnes par le GIED (SPM du rapportde 2007) schelonnent de 1,1 6,3 C. Les experts du

GIEC anent leurs projections en donnant des valeursconsidres comme les meilleures estimations , ce quipermet de rduire la fourchette de 1,8 4,0 C. Et enliminant le scnario A1F1, considr comme irraliste,l'augmentation de temprature serait comprise entre 1,8et 3,4 C.Les scientiques du Giec considrent que ces scnariossont les meilleures projections actuellement possibles,mais qu'ils sont toujours sujets des rajustements ou des remises en cause au fur et mesure des avancesscientiques. Ils considrent qu'il est ncessaire d'obtenirdes modles plus ralistes et une meilleure comprhen-sion des phnomnes climatiques, ainsi que des incerti-tudes associes.Cependant, de nombreux climatologues pensent que lesamliorations court terme apportes aux modles cli-matiques ne modieront pas fondamentalement leurs r-sultats, savoir que le rchauement plantaire va conti-nuer et que son ampleur sera plus ou moins importanteen fonction de la quantit de gaz eet de serre mispar les activits humaines au cours du XXIe sicle, et ceen raison de l'inertie des systmes climatiques l'chelleplantaire.Certains articles scientiques montraient que l'anne1998 a t la plus chaude de toute l'histoire de lamtorologie[N 6], que le rchauement sacclre 0,8C en un sicle, dont 0,6 C sur les trente dernires annes mais aussi d'aprs l'analyse de sdiments marins, quela chaleur actuelle se situe dans le haut de l'chelle destempratures depuis le dbut de l'holocne, cest--diredepuis 12 000 ans[166]. En fvrier 2014, une comparai-son des donnes de tempratures moyennes de la plante,telles que mesures par quatre quipes, dsigne l'anne2010 comme la plus chaude, suivie de l'anne 2005 ; le3e rang est disput entre 1998 et 2007 ; 2013 apparait au4e rang pour une quipe, au 5e rang pour une autre[167].Une tude publie en fvrier 2013 dans Global En-vironmental Change[168] dmontre que la plupart desprvisions du GIEC se sont avres trop optimistes (l'exception de celles concernant la hausse des tempra-tures) : ainsi, la hausse du niveau des ocans sur la p-riode 1993-2011 a t de 3,2 0,5 mm/an, soit 60 %plus rapide que l'estimation du GIEC de de 2 mm/an ;la fonte de la banquise arctique a t beaucoup plus ra-pide que les pires prvisions du GIEC ; la progressiondes missions des pays mergents a t largement sous-estime (3 4 % par an en Chine dans les hypothsesdu GIEC, 10 11 % en ralit) si bien que les mis-sions mondiales de CO2 sont alignes sur le plus pessi-miste des scnarios du GIEC ; l'amplication du rchauf-fement cause par la fonte du perglisol n'a pas t priseen compte dans les modles du GIEC, etc ; l'tude at-tribue ce syndrome ESLD (Erring on the Side of LeastDrama - Pcher par excs de ddramatisation) une r-action excessive aux accusations d'alarmisme lances parles climato-sceptiques, ainsi qu' la culture de prudence

16 5 CONSQUENCES ENVIRONNEMENTALES PRVUES

scientique[169].L'tude du Global carbon project[170], publie le 21 sep-tembre 2014, avant le sommet de l'ONU sur le climat,annonce que les missions de CO2 devraient atteindre 37Gt (gigatonne = milliard de tonnes) en 2014 et 43,2 Gten 2019 ; en 2013, elles avaient progress de 2,3 % pouratteindre 36,1 Gt. En 2013, un Chinois met dsormaisdavantage qu'un Europen, avec 7,2 tonnes de CO2 partte contre 6,8 tonnes par tte dans l'Union europenne,mais un Amricain met 16,4 tonnes de CO2 ; la progres-sion de ces missions est trs rapide en Chine (+4,2 %en 2013) et en Inde (5,1 %) alors qu'en Europe elles re-culent (1,8 %). Le Global carbon project souligne quela trajectoire actuelle des missions de gaz carboniqueconcorde avec le pire des scnarios voqus par le GIEC,qui table sur une hausse de la temprature mondiale de3,2 5,4 C d'ici 2100[171].

5 Consquences environnemen-tales prvues

Les modles utiliss pour prdire le rchauement pla-ntaire futur peuvent aussi tre utiliss pour simuler lesconsquences de ce rchauement sur les autres para-mtres physiques de la Terre, comme les calottes de glace,les prcipitations ou le niveau des mers. Dans ce domaine,un certain nombre de consquences du rchauement cli-matique sont l'objet d'un consensus parmi les climato-logues.

5.1 Monte des eauxUne des consquences du rchauement plantaire surlesquelles saccordent les scientiques est une monte duniveau des ocans. Deux phnomnes engendrent cettelvation :

l'augmentation du volume de l'eau due son r-chauement (dilatation thermique) ;

l'apport d'eau supplmentaire provenant de la fontedes glaciers continentaux et des calottes polaires. Cedernier phnomne stale sur une longue dure, lafonte des glaciers se mesurant l'chelle de plusieursdcennies, et celle des calottes polaires sur plusieurssicles ou millnaires[b 2].

De mme que pour les tempratures, les incertitudesconcernant le niveau de la mer sont lies aux modles,d'une part, et aux missions futures de gaz eet de serre,d'autre part.L'lvation entre 1993 et 2003 est estime 3,1 mm paran (plus ou moins 0,7 mm)[15],[127]. Llvation prvue duniveau de la mer en 2100 est de 18 59 cm, selon le qua-trime rapport du Giec[a 7]. Il sagit probablement d'une

estimation minimaliste, car les prvisions du Giec sontbases uniquement sur le rchauement futur de l'ocanet la fonte prvue des glaciers de montagne, en excluantles phnomnes lis une instabilit possible des calottespolaires, rcemment mis en vidence[127].Une monte des eaux de quelques centimtres n'a pasd'impact trs visible sur les ctes rocheuses, mais peutavoir des eets trs importants sur la dynamique sdi-mentaire des ctes plates : dans ces rgions, qui sont enquilibre dynamique, la monte des eaux renforce les ca-pacits rosives de la mer, et dplace donc globalementl'quilibre vers une reprise de l'rosion qui fait reculer lesctes. La monte du niveau moyen de la mer a ainsi deseets beaucoup plus importants que la simple translationde la ligne de cte jusqu'aux courbes de niveau corres-pondantes.

5.2 Prcipitations et foudre

Selon le rapport 2007 du GIEC, une augmentation desprcipitations aux latitudes leves est trs probable tan-dis que dans les rgions subtropicales, on sattend unediminution, poursuivant une tendance dj constate[e 3],mme si d'autres experts temprent cela, estimant lesdonnes trop rares et incompltes pour pouvoir dgagerune tendance actuelle la hausse ou la baisse[22]. Selondes tudes publies en 2007-2008, l'horizon 2025, untiers de la population mondiale pourrait se trouver en tatde stress hydrique[172] ; le rchauement aurait tantt uneet positif, tantt un eet ngatif, la balance entre lesdeux dpendant du mode de comptage adopt[173].Selon une tude publie en novembre 2014 dans la revueScience, le rchauement climatique devrait accrotre de50 % le nombre d'impacts de foudre au cours du XXIesicle ; le risque de foudre pourrait saccrotre de 12 %par degr Celsius additionnel aux tats-Unis[174].

5.3 Dgradation de la qualit de l'air

Le drglement climatique pourrait avoir des eets sy-nergiques, aggravants et dlocaliss propos de nom-breux polluants de l'air, en particulier via le risque d'unerosion hydrique et olienne accrue et via un risque aggra-v d'incendies de fort et d'une moindre capacit des mi-lieux xer les poussires. Une acidication des milieuxrisque aussi de rendre les mtaux et mtallodes toxiquesplus mobiles (et plus bioassimilables), dont dans le com-partiment atmosphrique.Ce sujet est en France notamment trait par l'INERISdans le cadre du projet SALUTAIR , et dans la pers-pective de la COP 21 Paris en 2015[175] et dans lecadre du projet SALUTAIR (valuation des stratgies delutte contre la pollution de l'air a longue distance dans lecontexte du changement climatique)[176], et depuis 2009au moins[177],[178]. Il sagit notamment de mieux com-

5.5 Glaces et couverture neigeuse 17

prendre et modliser les eets sur la pollution dite longuedistance, par exemple tudie par le programme de re-cherche PRIMEQUAL[179]

5.4 Circulation thermohalineLa circulation thermohaline dsigne les mouvementsd'eau froide et sale vers les fonds ocaniques quiprennent place aux hautes latitudes de lhmisphre nord.Ce phnomne serait, avec d'autres, responsable du re-nouvellement des eaux profondes ocaniques et de la re-lative douceur du climat europen.En cas de rchauement climatique, le moteur qui animeles courants marins serait menac. En eet, les cou-rants acquirent leur nergie cintique lors de la plon-ge des eaux froides et sales, et donc denses, dans lesprofondeurs de l'ocan Arctique. Or, l'augmentation dela temprature devrait accrotre l'vaporation dans les r-gions tropicales et les prcipitations dans les rgions deplus haute latitude. L'ocan Atlantique, en se rchauant,recevrait alors plus de pluies, et en parallle la calotteglaciaire pourrait partiellement fondre (voir vnementde Heinrich)[180]. Dans de telles circonstances, une desconsquences directes serait un apport massif deau douceaux abords des ples, entranant une diminution de la sa-linit marine et donc de la densit des eaux de surface.Cela peut empcher leur plonge dans les abysses oca-niques. Ainsi, les courants tels que le Gulf Stream pour-raient ralentir ou sarrter, et ne plus assurer les changesthermiques actuels entre l'quateur et les zones temp-res. Pour le XXIe sicle, le GIEC considrait dans sonrapport 2007 comme trs probable un ralentissementde la circulation thermohaline dans l'Atlantique, maiscomme trs improbable un changement brusque de cettecirculation[a 8].

5.4.1 Arrt de la circulation thermohaline

Article dtaill : Arrt de la circulation thermohaline.

Selon une thorie, un ventuel arrt de la circulation ther-mohaline, d au rchauement climatique, pourrait en-gendrer une chute importante de temprature voire unere glaciaire en Europe et dans les rgions hautes la-titudes. En eet, l'Europe se situe la mme latitudeque le Qubec, et l'tude de Detlef Quadfasel publidans Nature (revue) en dcembre 2005 dmontre qu'unepartie de la dirence de climat semble rsider dans lefait que l'Europe prote de l'apport thermique du GulfStream[181]. Lquateur, l'inverse, accumulerait alorsde la chaleur stimulant de ce fait la formation conti-nuelle d'ouragans amenant des prcipitations de grandeampleur.Cette hypothse d'un refroidissement de l'Europe qui sui-vrait le rchauement global n'est cependant pas vali-de. En eet, il n'est nullement tabli que le Gulf Stream

soit la seule cause des hivers doux en Europe. Ainsi,Richard Seager a publi en 2002 une tude scientiquesur l'inuence du Gulf Stream sur le climat[182]. Selonlui l'eet du Gulf Stream est un mythe et n'a qu'un ef-fet mineur sur le climat en Europe. La dirence entreles tempratures hivernales entre l'Amrique du Nord etl'Europe est due au sens des vents dominants (vent conti-nental glacial du nord sur la cte Est de l'Amrique duNord et vent ocanique de l'ouest en Europe) et la con-guration des Montagnes Rocheuses.

5.5 Glaces et couverture neigeuse

Les scientiques du GIEC prvoient, pour le XXIe sicleune diminution de la couverture neigeuse, et un re-trait des banquises. Les glaciers et calottes glaciaires del'hmisphre nord devraient aussi continuer reculer, lesglaciers situs moins de 3 400 m d'altitude pouvant treamens disparatre[d 2].En revanche, l'volution de la calotte glaciaire antarctiqueau cours du XXIe sicle est plus dicile prvoir.En 2006 une quipe de chercheurs amricains a mis envidence un lien entre l'activit humaine et l'eondrementde plates-formes de glace dans l'Antarctique[183]. Les r-chauements locaux seraient dus un changement de di-rection des vents dominants, cette modication tant elle-mme due l'augmentation de la concentration de l'air engaz eet de serre et la dgradation de la couche d'ozoneen Antarctique cause des CFC d'origine humaine[184].Toutefois, selon une lettre envoye au journal Nature, cesrchauements ne sobservent que localement. En eet,l'Antarctique connat globalement un climat de plus enplus froid et sa couverture glace est en expansion, les l-vations de la temprature dans ces secteurs trs froids servlant favorables une augmentation des prcipitationsneigeuses donc terme, une augmentation des volumesde glace[185].Cependant, la quantit de glace de l'Antarctique dversedans les mers a augment de 75 % durant les dix annesprcdant 2008[185]. Ce phnomne risque de samplieren raison de la disparition de la banquise qui cesse alorsd'opposer un obstacle au dversement des glaciers dansl'ocan[40].

5.6 Dclin de la biomasse ocanique

La masse de phytoplancton dcline de 1 % par an depuisquarante ans. Les zones mortes ocaniques, dcitairesen oxygne dissous produit par ces organismes unicellu-laires, stendent au rythme de 8 % par an : le Programmedes Nations unies pour l'environnement en dnombrait150 en 2003 ; elles sont plus de 500 en 2015. Les co-raux sont galement en danger et, avec eux, un milliardd'tres humains sont menacs de famine : selon une tudeconduite par Pascale Chabanet, chercheuse l'Institut de

18 5 CONSQUENCES ENVIRONNEMENTALES PRVUES

recherche pour le dveloppement (IRD) de La Runion,sur une soixantaine de sites coralliens de l'ocan Indien, lamoiti a dj disparu ; avec l'extinction des forts coral-liennes, c'est le rservoir de biodiversit vivrire le plusriche de la plante qui est en train de steindre [186].

5.7 Consquences brusques ou irrver-sibles, et prospectives

Selon le Giec, le rchauement anthropique de la pla-nte pourrait entraner certains eets qui sont brusquesou irrversibles, selon le rythme et l'ampleur des change-ments climatiques [a 8].

On prvoit une augmentation du niveau de la mer dequelques dizaines de centimtres d'ici 2100, mais aucours des sicles et des millnaires suivant, la fontepartielle des calottes polaires pourrait relever de plu-sieurs mtres le niveau marin, en inondant les zonesctires basses, certaines les basses et les deltas[a 8].

Environ 20 30 % des espces values ce joursont susceptibles d'tre exposes un risque ac-cru d'extinction si l'augmentation du rchauementmondial moyen dpasse 1,5 2,5 C (par rapport 1980-1999). Avec une augmentation de la temp-rature mondiale moyenne suprieure d'environ 3,5C, les projections des modles indiquent des ex-tinctions (de 40 70 % des espces values) dansle monde entier[a 8]. En mai 2008, les tats-Unis ontinscrit l'ours blanc d'Alaska sur la liste des espcesmenaces[187].

Le rchauement pourrait induire un eet rebondirrversible chelle humaine de temps sil amorcedes incendies de forts[rf. ncessaire] et un dgazageimportant de mthane des perglisols et fonds ma-rins. La quantit de mthane actuellement dgagepar le perglisol en train de fondre est de l'ordrede 14 35 millions de tonnes par an. On estimeque cette quantit slevera de 100 200 millionsde tonnes par an d'ici 2100, menant elle seule une lvation de temprature de l'ordre de 0,3C. Au cours des prochains sicles, 50 milliards detonnes de mthane pourraient tre dgags par leslacs thermokarstiques sibriens[56].

L'eau plus chaude et plus acide, et des pluies hiver-nales plus intenses, ainsi que des chocs thermiqueset mouvements de nappe accrus pourraient avoiravant la n du sicle des eets indirects sur le sol etsous-sols : des eondrements de cavits souterraines(carrires, d'anciens abris souterrains, de sapes deguerre ou de marnires etc.) sont attendus. (3 000communes sont soumises ce risque en France, horsrisque d' aaissement minier selon l'INERIS[188].Un Plan cavits (sur les risques lis ou non auchangement climatique) serait ltude en Franceselon l'INERIS.

Certains, dont le climatologue James Hansen, es-timent que la Terre pourrait avoir dj dpass leseuil dangereux de CO2, et la sensibilit de la pla-nte au dioxyde de carbone est bien plus importanteque celle retenue dans les modles[189] .

Des visions prospectives optimistes et moins optimistescohabitent en 2009 : certains insistent sur le fait que lessolutions techniques existent, et qu'il ne reste qu' les ap-pliquer (les maisons pourraient tre isoles, et produireplus d'lectricit qu'elles n'en consomment, les transportsmatriss, les villes pourraient tre plus autonomes et d-polluer l'air[190]). D'autres tout en invitant appliquerau plus vite ces solutions voire une dcroissance soute-nable et conviviale ralertent, constatent que de 1990 2009, la tendance a t la ralisation des fourchetteshautes d'mission de gaz eet de serre, conduisant auxscnarios-catastrophe du Giec[191], et estiment qu'il esttemps de cesser de parler de changement pour dcrireune catastrophe[192].Une tude parue dans la revue Science du 3 juillet2015 prvoit, au-del de 2 C de rchauement, des im-pacts massifs et gnralement irrversibles sur les cosys-tmes ocaniques et les services qu'ils rendent ; les eortsd'adaptation deviendraient alors inoprants[193].

5.8 Phnomnes trs long termeLa majorit des climatologues pensent que les phno-mnes induits par l'mission des gaz eet de serre vontse poursuivre et samplier trs long terme. Le troisimerapport du GIEC insiste en particulier sur les points sui-vants :

certains gaz eet de serre, ont une esprance de vielongue, et inuent donc sur l'eet de serre longtempsaprs leur mission (dure de vie dans l'atmosphred'environ 100 ans pour le CO2[194]) ;

de par l'inertie du systme climatique, le rchaue-ment plantaire se poursuivra aprs la stabilisationde la concentration des gaz eet de serre. Ce r-chauement devrait cependant tre plus lent ;

l'inertie, plus grande encore, de la masse ocaniquefait que l'lvation du niveau des mers se poursui-vra mme aprs la stabilisation de la tempraturemoyenne du globe. La fonte de calottes glaciaires,comme celle du Groenland, sont des phnomnesse droulant sur des centaines voire des milliersd'annes[b 2].

Les rcentes observations dans la zone arctique menessous l'gide du programme europen Damocls (Deve-lopping Arctic Modelling and Observing Capabillities forLong-term Environmental Studies) ont cr une vritablesurprise dans le monde scientique. En eet, celles-ci

5.9 Rtroactions 19

montrent une dirence importante avec les prvisionsissues des dirents modles et sur lesquelles sont basesles conclusions du GIEC : ceci se traduit par une nette ac-clration des eets dus l'augmentation des gaz eetde serre en Arctique (fonte totale de la banquise en td'ici 2020) [195],[196].

5.9 Rtroactions

Les scientiques nomment rtroactions les actions en re-tour du systme climatique sur lui-mme. Ces rtroac-tions sont positives lorsque le rchauement climatiqueinduit des phnomnes contribuant eux-mmes accen-tuer ce rchauement, et ngatives lorsque les phno-mnes induits contribuent rduire le rchauement. Detelles rtroactions ont dj t observes lors de prc-dents rchauements climatiques, la n d'une re gla-ciaire ; le climat peut ainsi, en quelques annes, se r-chauer de plusieurs degrs.Les principales rtroactions, qui sont positives, sont lessuivantes :

le dgagement de mthane : le mthane (CH4, quin'est autre que le gaz naturel, quelques impure-ts prs), est un gaz eet de serre 23 fois plus r-chauant que le CO2. Il se forme lorsque la dcom-position de la matire organique seectue avec unmanque d'oxygne, et sous l'action de bactries, unprocessus nomm mthanisation. Les sols humides(marais) sont trs propices cette cration de m-thane, qui est alors libr dans l'atmosphre (celapeut donner lieu des inammations spontanes etl'on peut observer des feux follets). Si le sol est gel,le mthane reste pig dans la glace sous la formed'hydrates de mthane. Le sol de Sibrie est ainsi unimmense rservoir de mthane (sans doute trop dif-fus pour tre exploit industriellement) : selon LarrySmith du dpartement de gographie de l'UCLA, laquantit de mthane prsent dans le sol sibrien se-rait de 70 milliards de tonnes, soit un quart du m-thane stock la surface de la plante[197]. Si le solse rchaue, la glace fond et libre le mthane djprsent initialement, ce qui a pour consquence uneet de serre plus marqu, et par suite un emballe-ment du rchauement climatique, qui fait fondrela glace encore plus vite. On parle aussi de bombe carbone ;

le ralentissement et la modication des courantsocaniques : l'ocan capte aujourd'hui le tiers duCO2 mis par les activits humaines. Mais si lescourants ocaniques ralentissent, les couches d'eausupercielles peuvent se saturer en CO2 et ne pour-raient plus en capter comme aujourd'hui. La quan-tit de CO2 que peut absorber un litre d'eau di-minue mesure que l'eau se rchaue. Ainsi, degrandes quantits de CO2 peuvent tre relargues

si les courants ocaniques sont modis. En outre,l'accumulation de CO2 dans les ocans conduit l'acidication de ces derniers, ce qui aectel'cosystme marin et peut induire long terme unrelargage de CO2. Les moteurs de la circulationocanique sont de deux types : l'eau en se rappro-chant des ples se refroidit et devient donc plusdense. De plus, l'eau de mer qui gle rejette sonsel dans l'eau liquide (la glace est constitue d'eaudouce), devenant au voisinage des calottes glaciairesencore plus dense. Cette eau plonge donc et alimentela pompe : l'eau plus chaude de la surface est aspi-re. L'eau du fond (froide) remonte dans les zonesdes tropiques et / ou quatoriales et se rchaue, ce-ci en un cycle de plus de 1 000 ans. Si les calottesde glace fondent, la pompe se bloque : en eet, l'eauqui plonge provient de la calotte et non plus de l'eaurefroidie en provenance des tropiques. Un eet si-milaire est observ si les prcipitations augmententaux hautes latitudes (ce qui est prvu par les mo-dles) : l'eau qui plongera sera l'eau douce de pluie. terme, une forte perturbation du Gulf Stream estenvisageable ;

Article dtaill : Circulation thermohaline.

la variation d'albdo : actuellement, la neige et laglace des zones polaires rchissent les rayons so-laires. En cas de fonte de cette neige ou de cetteglace, les rayons solaires sont davantages absorbs,entranant un rchauement supplmentaire de cesrgions et une fonte accentues, ampliant le ph-nomne.

Les rtroactions ngatives sont plus incertaines :

le dveloppement de la vgtation : dans certainesrgions, le rchauement climatique pourrait trefavorable au dveloppement de la vgtation, qui estun puits de carbone, ce qui contribuerait limiterl'augmentation des gaz eets de serre ; or un articled'une quipe dcologues forestiers nerlandais, pa-ru lundi 15 dcembre 2014 dansNature Geo-science,annonce quils nobservent aucune croissance acc-lre des arbres tropicaux depuis cent cinquanteans, ce qui suggre que cette rtroaction ngativen'existerait pas[198] ;

le rle de la vapeur d'eau : le rchauement cli-matique pourrait augmenter la formation de nuagescontribuant rchir davantage les rayons solaires.Cependant, la vapeur d'eau est elle-mme un gaz eet de serre et le bilan nal d'une augmentation devapeur d'eau dans l'atmosphre est assez dicile prvoir.

20 5 CONSQUENCES ENVIRONNEMENTALES PRVUES

5.10 Consquences du rchauement cli-matique sur l'homme et la biosphre

Au-del des consquences directes, physiques et cli-matiques, du rchauement plantaire, celui-ci inue-ra sur les cosystmes, en particulier en modiant labiodiversit.Les scientiques commencent proposer des projectionsjuges relativement ables du devenir de la biodiversitsur la base de 5 facteurs dterminants : la dgradation etla destruction des habitats, le changement climatique, ladisponibilit des lments nutritifs, la surexploitation desressources biologiques et les espces invasives.La convention sur la diversit biologique (CDB) a en2010 propos des scnarios de rponses de la biodiver-sit face au changement global. Ces outils prospectifsissus de modles statistiques, d'exprimentations et destendances observes visent aider le dialogue. par-tir des travaux publis dans des journaux scientiquesvalus par les pairs, la CDB (via DIVERSITAS, lePNUE-WCMC) a produit ces scnarios de biodiversi-t avec la participation d'environ quarante experts, donthuit franais[199],[200].En France, la fondation biodiversit (FRB), dans le cadredu programme phare modlisation et scnarios de bio-diversit a traduit en franais ce cahier technique[201].Dans le monde, selon le GIEC, la capacit de nombreuxcosystmes sadapter naturellement sera probablementdpasse par la combinaison[202] sans prcdent des :

bouleversements climatiques : inondations,incendies de forts, scheresses, insectes,acidication des ocans ;

changements mondiaux : changements d'aectationdes sols (dforestation, barrages), pollution, sur-exploitation des ressources.

Le dsquilibre naturel qui sensuivra pourrait entra-ner la disparition de plusieurs espces animales et vg-tales. C'est une proccupation dont les tats, comme laFrance[203], commencent tenir compte. Pour l'ensembledes populations humaines, ces eets physiques et cologiques auront de fortes rpercussions. La trsgrande complexit des systmes cologiques, cono-miques et sociaux aects par le rchauement clima-tique ne permet pas de faire des prvisions chirescomme pour la modlisation physique de la Terre.Au niveau biologique et cologique, un consensus scien-tique a t atteint sur les points suivants :

Le bilan global du rchauement climatique entermes de biodiversit sera ngatif selon un certainnombre d'tudes[204],[205],[206] et selon le consensusdu quatrime rapport du Giec qui envisage la dispa-rition de 40 70 % des espces values[a 8] ; cer-taines espces verront peut-tre (et ventuellement

provisoirement) leur population et leur aire de r-partition augmenter (par exemple pour la marmotte ventre jaune[207]).

certains systmes naturels seront plus aects qued'autres par le rchauement plantaire. Les sys-tmes les plus sensibles seraient : les glaciers, lesrcifs coralliens, les mangroves, les forts boraleset tropicales, les cosystmes polaires et alpins, lesprairies humides. Le blanchissement des rcifs co-ralliens a t observ pour la premire fois ds1979 dans les Antilles[208]. Ce phnomne sest d-velopp rgulirement dans l'espace et le temps des chelles toujours plus grandes, par exemple l'chelle de l'ocan Indien en 1998[209]. Si le r-chauement continue au rythme actuel, on craintune extinction de masse des rcifs coralliens l'chelle plantaire partir de 2015 / 2020 ;

les dommages causs aux systmes naturels, que cesoit par leur ampleur gographique ou leur intensit,seront proportionnels lintensit et la rapidit durchauement plantaire.

Consquences ngatives pour l'humanit

Le Giec prvoit des consquences ngatives majeurespour l'humanit au XXIe sicle :

une baisse des rendements agricoles potentiels dansla plupart des zones tropicales et subtropicales ;

une diminution des ressources en eau dans la plupartdes rgions sches tropicales et subtropicales ;

une diminution du dbit des sources d'eau issues dela fonte des glaces et des neiges, la suite de la dis-parition de ces glaces et de ces neiges.

une augmentation des phnomnes mtorolo-giques extrmes comme les pluies torrentielles, lestemptes et les scheresses, ainsi qu'une augmenta-tion de l'impact de ces phnomnes sur l'agriculture ;

une augmentation des feux de fort durant des tsplus chauds ;

l'extension des zones infestes par des mal