Réchauffement climatique - Définition

Observations liées au réchauffement climatique actuel

Plusieurs changements ont été observés dans le monde qui ont conduit à conclure à l'existence d'un réchauffement climatique planétaire. En France c'est l'ONERC, organisme créé en 2001, qui coordonne les observations.

L'évolution des températures

Température moyenne de surface entre 1856 et 2008

Les mesures terrestres de température réalisées au cours du XX^e siècle montrent une élévation de la température moyenne. Ce réchauffement se serait déroulé en deux phases, la première de 1910 à 1945, la seconde de 1976 à aujourd'hui. Ces deux phases sont séparées par une période de léger refroidissement. Ce réchauffement planétaire semble de plus corrélé avec une forte augmentation dans l'atmosphère de la concentration de plusieurs gaz à effet de serre, dont le dioxyde de carbone, le méthane et le protoxyde d'azote.

L'élévation de la température moyenne du globe entre 1906 et 2005 est estimée à 0,74 °C (à plus ou moins 0,18 °C près), dont une élévation de 0,65 °C durant la seule période 1956-2006.

L’analyse du GISS montre que la moyenne mondiale de la température de l’air de surface entre 1997 et 2008 est de 0,44 °C au-dessus de la moyenne mondiale établie entre 1951 et 1980..

Parmi les dix années les plus chaudes depuis un siècle, huit sont postérieures à l'an 2000.

Le quatrième rapport du Giec estime comme très probable le fait que les températures moyennes dans l’hémisphère nord aient été plus élevées pendant la seconde moitié du XXe siècle que durant n’importe quelle autre période de cinquante ans au cours des cinq derniers siècles, et probable le fait qu’elles aient été les plus élevées depuis 1 300 ans au moins.

Les précipitations

Selon le quatrième rapport du Giec, la répartition des précipitations s'est modifiée au cours du XX^e siècle. En particulier, les précipitations auraient fortement augmenté dans l’est de l’Amérique du Nord et du Sud, dans le nord de l’Europe et dans le nord et le centre de l’Asie, tandis qu’elles diminuaient au Sahel, en Méditerranée, en Afrique australe et dans une partie de l’Asie du Sud. D'autres experts estiment toutefois les données actuelles trop rares et incomplètes pour qu'une tendance à la hausse ou à la baisse des précipitations puisse se dégager sur des zones de cette ampleur. On observe également depuis 1988 une diminution notable de la couverture neigeuse printanière aux latitudes moyennes de l'hémisphère nord. Cette diminution est préoccupante car cette couverture neigeuse contribue à l'humidité des sols et aux ressources en eau.

La fonte de la banquise

En 2005 et 2007 ont été atteints les records de minimum de l'étendue de la banquise arctique.

Plusieurs études indiquent que les banquises sont en train de se réduire. Le satellite spécialisé CryoSat-2, qui sera mis en orbite en 2010 après l'échec du premier satellite CryoSat en 2005, fournira des informations plus précises sur les quantités de glace polaire.

En Arctique

Des observations par satellite montrent que ces banquises perdent de la superficie dans l'océan Arctique. Par ailleurs, un amincissement de ces banquises, en particulier autour du pôle nord, a été observé. L'âge moyen des glaces sur la période 1988-2005, est passé de plus de six ans à moins de trois ans. La réduction de l'étendue moyenne de la banquise arctique depuis 1978 est de l'ordre de 2,7 % par décennie (plus ou moins 0,6 %), son étendue minimale en fin d'été diminuant de 7,4 % par décennie (plus ou moins 2,4 %). Le réchauffement dans cette région est de l'ordre de 2,5 °C (au lieu de 0,7 °C en moyenne sur la planète), et l'épaisseur moyenne des glaces a perdu 40 % de sa valeur entre les périodes 1958-1976 et 1993-1997. 2007 marque un minimum de la banquise en été. Cette année-là, les observations satellitaires constatent une accélération de la fonte de la banquise arctique, avec une perte de 20 % de la surface de la banquise d'été en un an. Les observations menées pendant l'expédition Tara dirigée sous l'égide du programme européen Damoclès (Developping Arctic Modelling and Observing Capabillities for Long-term Environmental Studies) de septembre 2006 à décembre 2007 indiquent que les modifications entamées dans l'océan Arctique sont profondes et irréversibles. Par ailleurs, le Groenland a vu ses glaciers se réduire de 230 à 80 milliards de tonnes par an de 2003 à 2005, ce qui contribuerait à 10 % des 3 mm actuels d'élévation annuelle du niveau des mers.

Une étude récente montre une anticorrélation et un basculement bipolaire entre les températures des pôles : quand un pôle se réchauffe, l'autre se refroidit, et les phases de réchauffement/refroidissement se succèdent par cycles de quelques dizaines d'années. Le lien entre les deux pôles serait l'Océan Atlantique. Selon les auteurs, « l'accélération récente du réchauffement de l'Artique résulte d'un renforcement positif de la tendance au réchauffement (due à l'accroissement des gaz à effet de serre et à d'autres forçages possibles) par la phase de réchauffement due à la variabilité climatique multidécennale (due aux fluctuations de la circulation de l'Océan Atlantique ». Ils font cependant remarquer que le réchauffement général compense la phase de refroidissement normale de l'Antarctique, « conduisant à une variation de température non significative depuis les années 1970 » au lieu du refroidissement attendu.

En Antarctique

En Antarctique, les mesures par satellites, faites depuis 1979 ne montrent pas actuellement de diminution de surface, contrairement à la banquise Arctique. Cependant, on observe un certain nombre de phénomènes exceptionnels. Ainsi, 3 500 km² de la banquise Larsen B, (l'équivalent en surface des deux tiers d'un département français), se sont fragmentés en mars 2002, les premières crevasses étant apparues en 1987. Cette banquise était considérée comme stable depuis 10 000 ans. Au mois d'avril 2009, la plaque Wilkins, dont la superficie était naguère de 16 000 km² s'est également détachée.

La fonte du pergélisol

On observe un réchauffement et une fonte partielle du pergélisol arctique. Entre un tiers et la moitié du pergélisol alaskien n'est plus qu'à un degré de la température de dégel. En Sibérie, des lacs issus de la fonte du pergélisol se forment, provoquant des dégagements importants de méthane. Le dégagement de méthane est de l'ordre de 14 à 35 millions de tonnes par an sur l'ensemble des lacs arctiques. L'analyse au carbone 14 de ce méthane prouve que celui-ci était gelé depuis des milliers d'années.

Le recul des glaciers de montagne

Une carte du changement dans l'épaisseur de glaciers de montagne depuis 1970. Diminution en orange et rouge, épaississement en bleu.

À quelques exceptions près, la plupart des glaciers montagnards étudiés sont en phase de recul.

De nombreux travaux documentent ce recul et cherchent à l'expliquer. Un tel recul semble tout à fait cohérent avec un réchauffement du climat. Cependant, cette hypothèse n'est pas certaine, certains glaciers ayant commencé à reculer au milieu du XIX^e siècle, après la fin du petit âge glaciaire. L'avancée ou le recul des glaciers sont récurrents et liés à de nombreux facteurs, parmi lesquels les précipitations ou le phénomène El Niño jouent un rôle important. Par exemple le recul actuel de la mer de Glace à Chamonix découvre des vestiges humains du Moyen Âge, preuve que le glacier a déjà reculé davantage que de nos jours à une période historiquement proche.

Changement de l'accumulation des neiges au sommet du Kilimandjaro : première photo prise le 17 février 1993, seconde le 21 février 2000. Le Kilimandjaro a perdu 82 % de son glacier durant le XX^e siècle et celui-ci devrait disparaitre en 2020. Le recul des glaciers de montagne, notamment à l'ouest de l'Amérique du Nord, en Asie, dans les Alpes, en Indonésie, en Afrique (dont le Kilimandjaro), et dans des régions tropicales et subtropicales d'Amérique du Sud, a été utilisé comme preuve qualitative de l'élévation des températures globales depuis la fin du XIX^e siècle par le Giec dans son rapport de 2001.. Le cas particulier des glaces du Kilimandjaro, qui est controversé, a été remis en question dans le rapport du Giec de 2007 et est un bon exemple de la complexité du réchauffement climatique et de la circonspection nécessaire dans l'analyse des données.

Les causes du recul du glacier du Kilimandjaro en Afrique sont débattues. Pour certains climatologues, ce recul est dû une diminution des chutes de neige depuis le XIX^e siècle. Pour d'autres, le réchauffement climatique est en cause, du fait que les glaciers tropicaux sont en phase de régression partout sur la planète et que les glaces du Kilimandjaro ont résisté à une longue sécheresse il y a 4000 ans.

En ce qui concerne les glaciers himalayens, il faut souligner le nombre limité de données. Par exemple, des données fiables n'existent que pour 50 glaciers indiens, sur plus de 9 500. Selon un rapport du ministère Indien de l'environnement, les glaciers de l'Himalaya qui constituent les sources des plus grandes rivières d'Asie — Gange, Indus, Brahmapoutre, Yangtze, Mekong, Salween et Huang He — sont en recul. Cependant ce rapport reste prudent dans ces conclusions :

« Il est prématuré d'affirmer que les glaciers Himalayens reculent anormalement à cause du réchauffement climatique. Un glacier est influencé par tout un ensemble de facteurs physiques et par une interconnexion complexe des facteurs climatiques. »

Une augmentation du ruissellement saisonnier des glaciers de l'Himalaya a mené à une augmentation de la production agricole en Inde du nord au cours du XXe siècle. Les températures dans cette région ont crû de 0,15 °C à 0,6 °C tous les 10 ans au cours des 30 dernières années.

Les pratiques agricoles

Le climat, et en particulier les températures, ont un effet sur la date des récoltes agricoles. Dans de nombreux cas, les dates de vendanges sont régulièrement avancées, comme en Bourgogne. De plus ces phénomènes peuvent être décrits sur plusieurs décennies car ces dates de vendanges ont été consignées dans le passé et archivées. De tels documents sont utilisés pour déterminer les températures à des périodes où les thermomètres n'existaient pas ou manquaient de précision. Un réchauffement climatique depuis le XX^e siècle est clairement établi par l'étude de ces archives (ainsi, la date de début des vendanges à Châteauneuf-du-Pape a avancé d'un mois en cinquante ans).

Faune et flore

Plusieurs équipes de chercheurs ont observé une modification de l'aire de répartition de différentes espèces animales et végétales. Dans certains cas, en particulier lorsque cette aire se déplace vers le nord ou vers de plus hautes altitudes, le réchauffement climatique planétaire est parfois proposé comme cause de ces modifications. Par exemple, l'extension actuelle de l'aire de répartition de la chenille processionnaire du pin, qui a atteint Orléans en 1992 et Fontainebleau en 2005, pourrait être due au réchauffement climatique.

Le Muséum national d'histoire naturelle a mis en place depuis plusieurs années des systèmes de suivi des espèces. Le suivi temporel des oiseaux communs (STOC) montre par exemple qu'en vingt ans, les communautés d'oiseaux en France se sont globalement déplacées de 100 km vers le nord.

Cyclones tropicaux

Anomalie climatique, le cyclone Catarina fut le premier observé au-dessus de l'Atlantique dans l'hémisphère sud.

Le consensus scientifique dans le dernier rapport AR4 du Giec est que l'intensité des cyclones tropicaux va probablement augmenter (avec une probabilité supérieure à 66%).

Une étude publiée en 2005, remise en question depuis par une seconde étude, indique une augmentation globale de l'intensité des cyclones entre 1970 et 2004, le nombre total de cyclones étant en diminution pendant la même période. Selon cette étude, il est possible que cette augmentation d'intensité soit liée au réchauffement climatique, mais la période d'observation est trop courte et le rôle des cyclones dans les flux atmosphériques et océaniques n'est pas suffisamment connu pour que cette relation puisse être établie avec certitude. La seconde étude publiée un an plus tard ne montre pas d'augmentation significative de l'intensité des cyclones depuis 1986. Ryan Maue, de l'université de Floride, dans un article intitulé "Northern Hemisphere tropical cyclone activity", observe pour sa part une baisse marquée de l'activité cyclonique depuis 2006 dans l'hémisphère nord par rapport aux trente dernières années. Il ajoute que la baisse est probablement plus marquée, les mesures datant de trente ans ne détectant pas les activités les plus faibles, ce que permettent les mesures d'aujourd'hui. Pour Maue, c'est possiblement un plus bas depuis cinquante ans que l'on observe en termes d'activité cyclonique.

Par ailleurs, les simulations informatiques ne permettent pas dans l'état actuel des connaissances de prévoir d'évolution significative du nombre de cyclones lié à un réchauffement climatique.

Le réchauffement des océans et l'élévation du niveau de la mer

Élévation du niveau de la mer.

On observe un réchauffement des océans, qui diminue avec la profondeur. L'élévation de température depuis 1960 est estimée à 0,6 °C pour les eaux de surface, et à 0,04 °C pour l'océan dans son ensemble.

On estime que les océans ont absorbé à ce jour 80 à 90% de la chaleur ajoutée au système climatique. Ce réchauffement contribue pour 30% à une montée du niveau de la mer par dilatation thermique des océans, 60% de cette montée étant due à la fonte des glaces continentales (dont la moitié provient de la fonte des calottes polaires) et 10% à un flux des eaux continentales vers les océans. Les données proviennent des marégraphes mis en place depuis la fin du XIX^e siècle, secondés à partir des années 1990 par des satellites altimétriques. Leur analyse suggère que le niveau de la mer s'est élevé au cours du XX^e siècle de quelques dizaines de centimètres, et qu'il continue à s'élever régulièrement. On estime que le niveau de la mer s'est élevé de 1,8 mm par an entre 1961 et 2003 et de 3,4 mm par an depuis 1993. Cette élévation du niveau de la mer peut aussi être observée indirectement par ses conséquences sur l'environnement, comme c'est le cas au Nouveau-Brunswick.

Dans le cadre du "système ARGO", 3000 balises automatiques ont été réparties dans tous les océans en 2007 et permettront de suivre la température et la salinité des océans jusqu'à 2000 mètres de profondeur. En Atlantique Nord, des chercheurs de l'Ifremer Brest ont confirmé les tendances au réchauffement dans les couches de surface.

La courbe de la quantité de chaleur estimée dans les océans est mise à jour régulièrement par l'organisme américain de météorologie NOAA