DOSSIER SUR LE CLIMAT ACTUEL

Sommaire du dossier :	Les autres dossiers :
- le GIEC	- le système climatique
- les arguments des sceptiques	- quel climat futur ?
- les observations au niveau mondial	- quelles conséquences ?
- les observations au niveau de la France

Sources : bibliographie : David Pollack (Météo France) conférence sur le réchauffement climatique. Les supports illustratifs sont issus de Météo France, de l'ENM (Brigitte Dubuisson, Serge Planton, David Salas) ainsi que des rapports du GIEC. Les autres sources sont citées en légende des figures.

Le GIEC

La température sur terre demeure agréable grâce à l'effet de serre. Le rayonnement solaire réchauffe la planète le jour et une partie de ce rayonnement est réfléchi sous forme infrarouge la nuit. Cet équilibre isole la planète du vide spatial et maintient un climat tempéré. Malheureusement, depuis plusieurs décennies, le rayonnement réfléchi infrarouge est moins important et l'équilibre thermique s'en trouve modifié. La communauté scientifique parle de bilan radiatif déséquilibré au sommet de l'atmosphère. En bref, il y a plus d'énergie qui rentre que ce qui sort du système climatique entraînant une modification du climat (figure 1). Ce déséqulibre est en grande partie attribué aux gaz à effet de serre (GES) rejetés dans l'atmosphère par les activités humaines. L'effet de serre est donc comparable à une absorption du rayonnement et à une réémission isotrope vers le bas.

figure 1: bilan d'énergie au début du XXIe siècle (en jaune, le rayonnement visible et en rouge l'infrarouge)

En 1988, inquiets de ce déséquilibre radiatif, l'Organisation Météorologique Mondiale et le Programme des Nations Unies pour l'Environnement ont créé le Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat (GIEC ou IPCC en anglais). La mission du GIEC est double. Il doit d'abord évaluer le changement climatique aussi bien d'un point de vue scientifique que socio-économique, en dessiner les futurs impacts et proposer des solutions pour y remédier ou l'atténuer. Ensuite, il est en charge de produire sur demande des Nations Unies des avis scientifiques, techniques et socio-économiques.
Les travaux à l'intérieur du GIEC sont répartis en 3 groupes: le premier se charge des questions scientifiques sur le changement climatique, le second s'occupe des impacts et de l'adaptation et le dernier des solutions pour l'atténuer. Le bureau du GIEC s'lectionne les contributeurs et experts scientifiques proposés par les gouvernements ou associations internationales.

Les rapports complets ainsi que les résumés destinés aux décideurs sont publics et consultables sur Internet :
- rapport et résumé du groupe 1 en Français et rapport des 3 groupes et résumés en Anglais
- résumé pour décideurs en Français

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Les arguments des climato-sceptiques

Même si la très grande majorité de la communauté scientifique est persuadé du sérieux, du bien fondé et de la justesse des travaux du GIEC, il demeure quelques chercheurs ou associations qui réfutent tout ou partie des conclusions du GIEC. De plus, on trouve sur Internet, une multitude de blogs et sites plus ou moins sérieux, plus ou moins scientifiques qui contestent le changement climatique. Si on met de côté les fantaisistes et illuminés de toute sorte, il convient d'étudier sérieusement les arguments de tous et d'essayer de dégager des pistes de réflexion pour chacun d'entre-nous.
On retrouve 2 types de critiques à l'encontre du GIEC. Des arguments qui relèvent de la non-science du fait qu'ils émanent de théories ou de logiques non réfutables et donc non scientifiques si on s'en tient à la définition de la science adoptée par la communauté scientifique et élaborée par le philosophe Karl Popper : "une théorie qui n'est réfutable par aucun évènement qui puisse se concevoir est dépourvue de caractère scientifique". Ainsi, il faut être capable de faire la différence entre croyance et science. Les critiques de ce type à l'encontre du GIEC sont donc infondées.
D'autres arguments, par contre, sont de caractères scientifiques et méritent donc qu'on s'y arrête et qu'on y réfléchisse. Les climato-sceptiques auront au moins le mérite, par ce débat, de faire avancer la science en obligeant les chercheurs à se remettre en question. Cela évitera que certaines personnes exploitent les incertitudes soulevées par le débat climatique pour faire douter les décideurs et retarder la mise en place d'actions nécessaires.
Voyons plus en détail les critiques avancées par ceux qui doutent .

Les températures relevées sont-elles fiables ?

3 agences officielles (la Nasa et la NAOAA pour les USA et le Met Office pour le Royaume Uni) gèrent et exploitent les données provenant des stations météos du monde entier. Ce sont donc ces agences qui utilisent les séries de mesure afin de les harmoniser. Cela requiert des manipulations mathématiques et divers ajustements comme, par exemple, tenir compte de l'influence urbaine (ilôt de chaleur) sur la mesure de la température de bon nombre de stations. En effet, la situation actuelle de la station météo de Paris-Montsouris (en milieu urbain), par exemple, diffère totalement de celle qu'elle était il y a quelques décennies où la zone était très peu urbanisée. Comment pouvoir comparer alors des données d'époques différentes dans ces conditions ? De plus, toutes ces données ne sont pas toutes accessibles et certains se posaient des questions quant à leur manipulation dans le sens qui arrangeait le GIEC.
En 2010, le physicien Richard Muller, persuadé de la fausseté des données de température issues du GIEC, décida de mener sa propre étude. Avec une équipe de 15 personnes à l'université de Berkeley en Californie, dont le prix Nobel Saul Perlmutter, il conçut une méthode d'ajustement automatisée des données à l'aide de financement de fonds privés permettant de garantir l'indépendance de l'équipe (baptisée Best) vis à vis des agences officielles. Après 2 ans de travail, ils publièrent en 2012 les résultats de leurs travaux qui, à leur grande surprise, correspondaient en tout point à ceux du GIEC (figure ci-dessous). Depuis, cet argument a donc été abandonné par les climato-sceptiques.

figure 2 (source Science et Vie): série de données corrigées par les agences officielles et par l'indépendant R. Muller

La pause observée dans le réchauffement contredit les travaux du GIEC

Les modèles climatiques du GIEC ont donné dans les années 1990-2000 des résultats en hausse constante en terme de température moyenne. Or entre les années 2000 et 2015, le réchauffement a marqué une pause non prévue. Les modèles n'amplifient-ils pas l'anomalie positive de température ? Comment, alors, continuer à apporter de la crédibilité aux simulations actuelles ?
A ces critiques, le GIEC n'apporte pas de réponse tranchée et nette et reconnaît effectivement que les modèles passés n'ont pas vu cette pause. Pour autant, une période de 15 ans représente une broutille à l'échelle climatique et ne permet donc pas d'invalider tous les travaux en cours. Le GIEC avance plusieurs hypothèses quant à la pause dans l'augmentation des températures dont la variabilité naturelle du climat mal appréhendée par les modèles des années 90 (volcanisme, activité solaire ...) et le peu d'épisodes El Nino depuis 1998. En revanche, il craint que cette pause, même si elle n'a pas été prévue, ne soit que de courte durée et que le très fort phénomène El Nino de 2015 sonne la reprise tonitruante du réchauffement!

L'extension de la banquise antarctique

S'il est acquis que la banquise arctique se réduit comme peau de chagrin et les relevés le prouvent sans ambiguité (figure 3); il est cependant paradoxal de constater qu'il n'en est pas de même pour l'antarctique. Depuis 1979, les glaces au pôle sud n'ont cessé d'augmenter (figure 4). Cet état de fait embarrasse la communauté scientifique car cela va à l'encontre des projections des modèles climatiques. Ce mystère reste actuellement entier même si certains pensent que cette extension des glaces de l'hémisphère sud est peut être liée au trou de la couche d'ozone qui aurait modifier les régimes de vent.
Quoi qu'il en soit, l'augmentation de la banquise australe ne couvre pas les pertes de l' arctique; sur la planète, le bilan augmentation/diminution se traduit par une baisse globale de 35000km² par an. De plus, la quasi majorité des glaciers de la planète sont également en forte régression. Bref, même si ce phénomène doit conduire à s'interroger et à ne pas tout prendre pour argent comptant, il ne doit pas masquer le constat d'un recul net et global des glaces de la planète.

figure 3: évolution de la banquise arctique (sources: NSIDC)

figure 4: évolution de la banquise antarctique (sources: NSIDC)

Les effets du soleil

D'après le GIEC, l'influence de l'activité solaire sur le réchauffement serait 10 fois moindre que celle des gaz à effet de serre. Pourtant, des travaux scientifiques ont mis en évidence des liens entre l'activité solaire et certains aspects climatiques. De plus, le petit age glaciaire correspondait à une diminution de l'activité solaire directement corrélée à la baisse du nombre de tâches solaires. De là à en conclure que ce paramètre a été quelque peu négligé par les scientifiques du GIEC, il n'y a qu'un pas à franchir, ce que certains n'hésitent pas à faire. Il y a cependant un petit hic, c'est que l'activité solaire est globalement stable depuis 1950 et même en légère diminution. Pourtant, la hausse rapide du thermomètre n'est apparue que récemment en présence d'une activité solaire stable ou en baisse! La figure 5 ci-dessous qui retrace l'activité solaire depuis 1980 et la température globale semble, a priori, écarter une forte corrélation directe entre hausse des températures et irradiance solaire.

figure 5 (source Bard et Delaygue 2008): irradiance solaire et température globale

Les effets de l'océan

Lorsqu'on sait que l'océan absorbe près de 93% de l'énergie solaire, on comprend plus aisément qu'il joue certainement un rôle très important dans le climat. Maintenant, la question est de savoir si c'est lui qui commande le réchauffement climatique ou au contraire si c'est le réchauffement qui influence les différentes circulations océaniques. A cet égard, 2 thèses s'opposent. Un scientifique français, Vincent Courtillot a mis en évidence en 2013 une forte corrélation entre le rythme des oscillations océaniques (El Nino/El Nina et l'oscillation multidécennale dans le Pacifique) et l'évolution des températures du siècle dernier. Ces oscillations océaniques ayant de fortes implications sur le climat, Vincent Courtillot avance l'hypothèse que ce sont ces cycles océaniques qui dirigent le climat et qu'après une hausse du rythme de ces oscillations, nous dirigions vers un nouveau cycle de plusieurs décennies qui devrait conduire à une redescente des températures.
A contrario, le GIEC pense que c'est l'inverse qui se passe. C'est le réchauffement climatique qui augmente les températures de l'océan, celui-ci stocke donc de plus en plus d'énergie (figure 6), ce qui influence le rythme des oscillations océaniques et tend à amplifier le réchauffement lorsque l'océan libère le "trop plein" de chaleur. Le GIEC pense donc que les grands cycles océaniques ne font que faire osciller une courbe ascendante.

figure 6 (source Nuticelli et Al., 2012): évolution de l'énergie stockée dans les océans

Les réels effets du CO2

Il est incontestable que le CO2 influence le climat, par contre son chiffrage est très difficile à établir de manière certaine et ne fait preuve d'aucun consensus. Ce que les scientifiques essaient d'établir avec le moins d'incertitude possible, c'est le chiffrage de l'augmentation de température dûe au doublement de la concentration en CO2 (ce qui devrait être le cas en 2080 en extrapolant avec notre rythme d'émission). Ce chiffrage est très incertain car de multiples contre-réactions positives comme négatives entrent en jeu. Pour le GIEC, ce serait une incidence moyenne de 3°C avec une incertitude de 1,5°C ! D'autres climatologues sont plus optimistes comme l'Américain Richard Lindzen qui table sur 0,7°C en arguant que l'augmentation de l'évaporation devrait aboutir à l'augmentation des précipitations des nuages hauts et à leur diminution ce qui réduirait l'effet de serre. Cette hypothèse plausible n'a pas pu être reproduite jusqu'à maintenant par les modèles. L'effet du réchauffement sur les nuages est aujourd'hui la principale inconnue. Espérons que Richard Lindzen ait raison bien que la majorité de la communauté scientifique en doute!

Pour plus de rensignements, vous pouvez lire l'article de Science et Vie (Aout 2015, N°1175) qui présente en détail les arguments des climato-sceptiques.

bibiliographie : Science et Vie, N° 1175, Aout 2015

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Les observations actuelles au niveau mondial

L'évolution du climat au cours du dernier millénaire

Avant de jeter un coup d'oeil aux tendances actuelles climatiques, il est très instructif de regarder vers le passé pour suivre l'évolution du climat du dernier millénaire puis du dernier siècle. Pour reconstituer les climats des époques lointaines où il n'y avait que très peu ou pas d'obsevations chiffrées, les scientifiques ont recours à différentes méthodes. Les premières informations exploitables viennent des écrits en tout genre : la presse pour les décennies relativement récentes puis les livres, manuscrits et tout documents écrits générant des indices sur le temps comme par exemple les relevés de récoltes agricoles... Les autres informations proviennent en météo de ce qu'on appelle des proxis. Les proxis sont des indicateurs permettant de reconstituer des profils de température à partir d'observations sur des glaces, des pollens, des coraux... Les glaciers, par exemple, sont de fidèles témoins du climat, ils sont sensibles même aux faibles variations. Ainsi, des carottages de glace permettent par étude de leur composition (bulle d'air emprisonnée, CO2...) de recomposer le climat passé.
La figure 7 montre l'évolution du climat (anomalie de température) sur le dernier millénaire, la référence étant prise par rapport à la période 1500-1850. Ainsi, une année où l'anomalie de température vaut 0° est une année dans la moyenne 1500-1850. La courbe-surface grise représente la reconstitution du climat en tenant compte de l'incertitude qui peut quelquefois aller jusqu'à 1,5°C notamment au début du millénaire. Les courbes de couleur correspondent aux simulations réalisées par différents modèles climatiques (cette technique permet également de valider on non un modèle). Ce qu'il faut retenir en priorité est l'évolution de l'enveloppe grise, notamment en fin de millénaire.
La figure 8 réalise un zoom sur le dernier siècle où de nombreuses observations et mesures permettent un peu plus de précision. Sur le premier graphe, la courbe noire correspond aux observations et les courbes de couleur aux simulations des modèles. Le second graphe montre les évolutions par décennie avec les mêmes légendes, l'enveloppe grise correspondant à l'incertitude. On remarquera notamment que sur les 4 derni�res décennies la température augmente de 0,2°C par décennie.

figure 7: variabilité climatique du dernier millénaire (GIEC, 2013)

figure 8: variabilité climatique du dernier siècle (GIEC, 2013)

Evolution sur le dernier siècle

Intéressons nous maintenant à l'évolution mondiale des températures et des précipitations sur la planète. La figure 9 montre les anomalies de températures et de précipitations sur la période 1901-2012. Les échelles sont données sous chaque graphe, les zones blanches étant des zones où le manque de données empêche de dégager une tendance. Sur le 1er graphe, la quasi totalité du globe se réchauffe et notamment toute la région sibérienne ainsi que le centre de l'Amérique du sud. La seule zone qui semble se refroidir est le nord de l'atlantique nord, fait qui alimente beaucoup de fantasmes quant à un éventuel arrêt du Gulf Stream! En résumé, le réchauffement semble plus important sur les continents et aux hautes latitudes.
Sur le 2nd graphe, la tendance est moins nette mais il apparaît une intensification des précipitations aux hautes latitudes.

figure 9: tendances depuis le début du XXe siècle (GIEC, 2013)

D'autres paramètres sont également importants pour caractériser notre climat, comme la température des océans, la surface enneigée, la banquise, la concentration en CO2... Les figures 10 et 11 résument l'évolution de ces paramètres sur le dernier siècle. Les courbes noires correspondent aux observations, celles de couleur sont issues des modèles, l'enveloppe représentant l'incertitude.

figure 10: évolution dans l'océan et la cryosphère (GIEC, 2013)

figure 11: concentration de CO2 dans l'océan et l'atmosphère (GIEC, 2013)

Le constat est sans appel et l'augmentation des températures à l'échelle de la planète est incontestable. L'atmosphère et l'océan se réchauffent, la quantité de glace et de neige diminue et en parallèle, la concentration en CO2 ne cesse d'augmenter. Les concentrations en CO2 ont augmenté de 40% depuis la période préindustrielle. De plus, l'acidification des océans augmente (la figure 11, graphe du bas montre un PH en baisse), ce qui diminue leur capacité d'absorption du CO2 directement lié au PH.
Chacune des 3 dernières décennies a été plus chaude que toutes les décennies précédentes depuis 1850.

Les raisons de ce réchauffement

Comme évoqué en introduction, c'est le bilan radiatif qui semble être en cause. De façon plus simple, NOUS émettons trop de gaz à effet de serre (GES) et la communauté scientifique est persuadée que le réchauffement global de la planète est dû à ces émissions anthropiques (anthropiques = liées aux activités humaines). Parmi tous les GES émis, c'est le dioxyde de carbone (CO2) puis le méthane (CH4) qui sont envoyés dans l'atmosphère en plus grandes quantités.
Cette influence anthropique semble prépondérante par rapport aux facteurs de variabilité naturelle du climat sur le réchauffement. La figure 12 montre l'évolution de la température sur le globe en ne tenant compte que des forçages naturels (graphe de gauche) puis en tenant également des forçages anthropiques (graphe de droite). C'est seulement en tenant compte de l'activité humaine que les simulations (courbes de couleur) concordent avec les observations (courbe noire) ce qui semble bien accréditer l'hypothèse du rôle important de l'homme dans le r�chauffement.

figure 12: évolutions de la température moyenne en surface simulées et observées (GIEC, 2013)

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Les observations actuelles au niveau de la France

Les températures

La planète voit chaque année depuis les années 1980 sa température moyenne globale augmenter (fig.13). La décennie 2001-2010 est plus chaude de 0,22°C que la décennie précédente et 0,48° plus chaude que les normales de la période 1961-90 prises comme référence sur les 2 figures ci-dessous.
On retrouve ce même constat sur la France métropolitaine comme le montre la figure 14. L'année 2011 est la plus chaude en France depuis 1900 battant le précédent record de 2003. La très grande majorité des années les plus chaudes se situent dans les 3 dernières décennies.

figure 13: évolution de la température moyenne annuelle globale

figure 14: évolution de la température moyenne annuelle en France

Observons maintenant la répartition géographique de ce réchauffement. La figure 15 donne la tendance 1901-2000 des températures maximales et minimales région par région. La hausse des températures est plus marquée pour les minimales (graphe de gauche) et laisse apparaître un gradient est-ouest. Pour les maximales, la hausse est moins franche et le gradient de température s'établit cette fois-ci du nord au sud.

figure 15: anomalie de températures mini et maxi

Pour terminer ce balayage des températures, voyons comment se répartit ce réchauffement en fonction des saisons sur la figue 16. On remarque que le réchauffement est plus marqué au printemps avec +0,33°C par décennie et en été avec 0,42°C/dec. De même la figure 17 conforte ce réchauffement en montrant la baisse significative du nombre de gelées et l'augmentation du nombre de journées estivales (>25°C).

figure 16: anomalie de températures par saison et par décennie

figure 17: évolution du nombre de jours de gelée et de journées estivales

Les précipitations

En France, sur la période 1957-2000, l'évolution des cumuls annuels de précipitation est peu significative; certaines zones du territoire n'étant pas encore traitées. Néanmoins, la figure 18 semble dégager une tendance à l'augmentation des cumuls sur le nord et l'est et une diminution sur le sud est. Pour les précipitations neigeuses (fig. 19), l'évolution à la hausse des températures diminue la durée et d'enneigement et l'épaisseur du manteau neigeux. Au col de Porte, dans le massif de la Chartreuse (Isère), l'enneigement diminue en moyenne de 13 cm par décennie.

figure 18: évolution des cumuls annuels de précipitations (1957-2010)

figure 19: évolution de l'enneigement

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