Changement climatique

Le philosophe grec Théophraste, dans son ouvrage Des vents[5], écrit que sur les monts crétois, on pouvait déjà voir des ruines d'anciennes cités, sites abandonnés, autrefois terrains habités ou cultivés, dépeuplés depuis longtemps pour des raisons climatiques.

Un autre philosophe grec, Platon, décrit l'effet d'un changement climatique local en Attique dans son Critias :

« Telle était l’excellence et la fécondité du sol de l’Attique. Qui le croirait, et notre pays d’aujourd’hui peut-il donner quelque idée de l’ancien ? Toute l’Attique se détache en quelque sorte du continent, et s’avance au loin dans la mer, semblable à un promontoire. La mer qui lui sert de ceinture est partout très-profonde. Or, dans les terribles inondations qui, durant les neuf mille ans écoulés jusqu’à ce jour, causèrent de vastes bouleversements, la terre, détachée des hauteurs par le cours des eaux, n’exhaussa point le sol comme en d’autres lieux, mais, en se roulant autour du rivage, alla se perdre dans les flots. Aussi, comme il arrive dans les longues maladies, notre pays, auprès de ce qu’il était autrefois, est devenu semblable à un corps malade tout décharné ; et la terre, se fondant de toutes parts, de grasse et de puissante qu’elle était, ne présente plus qu’un squelette aride. Avant que le territoire fût ainsi dégénéré, nos montagnes d’aujourd’hui n’étaient que des collines élevées : les plaines que nous appelons les champs de Phellée avaient une terre grasse et fertile ; et les monts étaient couronnés de forêts dont on peut reconnaître des traces manifestes. Le temps n’est pas encore bien éloigné que, sur ces montagnes qui ne servent aujourd’hui qu’à nourrir des abeilles, on trouvait des arbres de haute futaie très-propres à être employés dans de grandes constructions dont il subsiste plus d’un débris. Il y avait d’ailleurs beaucoup de grands arbres à fruits ; les troupeaux avaient de vastes pâturages. Les pluies que Jupiter accordait chaque année ne laissaient pas comme à présent ces campagnes arides pour aller se perdre dans la mer ; mais la terre, les conservant en abondance et les recueillant dans son sein, les répandait dans les couches d’argile propres à les contenir, et, les faisant descendre des hauteurs, les distribuait dans tous les bassins, et faisait paraître en foule des sources et des fleuves : les monuments sacrés qui subsistent encore auprès de leurs lits desséchés, attestent la fidélité de ce récit. Voilà ce que la nature avait fait pour nos campagnes : elles étaient aussi cultivées par de véritables laboureurs, uniquement occupés de leur art, amis du beau et de l’honnête, jouissant d’un sol fertile arrosé d’eaux abondantes, et du climat le plus tempéré. »

L'idée de variations climatiques redevient un thème scientifique important au XVIII^e siècle, notamment grâce aux progrès de la paléontologie, mais c'est seulement à partir de l'entre-deux-guerres que la climatologie se constitue comme science véritable.

Température globale moyenne au cours des 540 derniers millions d'années.

Graphe de températures des 2 derniers millénaires mettant en évidence l'optimum climatique médiéval, le petit âge glaciaire, auquel succède la rupture du réchauffement climatique contemporain.

... Les phases antérieures à la Préhistoire relèvent de la paléoclimatologie. Elle permet de suivre, au fil de la dérive des continents et des périodes de glaciations successives, les variations liées aux changements climatiques ayant affecté les sols et les espèces.

... Les diverses successions de périodes glacières et interglaciaires durant la Préhistoire, selon les cycles de Milanković.

+ jusque 450 000 ans en arrière : Interglaciaire de Waal

- jusque 400 000 ans en arrière : Glaciation de Günz ou Nébraskien

+ jusque 350 000 ans en arrière : Interglaciaire de Cromer ou Aftonien

- jusque 320 000 ans en arrière : Glaciation de Mindel, Elster ou Kansien

+ jusque 270 000 ans en arrière : Interglaciaire de Holstein ou Yamouthien

- jusque 200 000 ans en arrière : Glaciation de Riss, Saal, ou de l'Illinoien

+ jusque 125 000 ans en arrière : Interglaciaire de Eem, Sangamonien ou Eémien

- jusque 70 000 ans en arrière : Glaciation de Würm, glaciation Weichselien ou Wisconsinien

+ jusque 11 625 ans en arrière : Interglaciaire de l'Holocène, (Holocene climatic optimum (en)) parfois désigné comme « le nouveau réchauffement » de l'Holocène

... Début de l'histoire humaine écrite et constatation des variations climatiques par les chroniqueurs.

- Changement climatique de 535-536 constaté par le byzantin Procope de Césarée.

+ Du X^e siècle au XIV^e siècle, l'optimum climatique du Moyen Âge est un réchauffement localisé à l'Europe et à l'Amérique du Nord.

- Des années 1550 aux années 1850 subsiste le petit âge glaciaire.

+ La dernière phase est contemporaine et s'attache à décrire les multiples effets du réchauffement climatique. Elle est à séparer du reste compte tenu de la constante ingérence anthropique sur les équilibres climatiques depuis l'avènement de la révolution industrielle et le contrôle des énergies polluantes par l'Humanité (voir Recul des glaciers depuis 1850).

Le réchauffement planétaire a d'abord été évoqué par plusieurs auteurs, puis modélisé par Svante Arrhenius en 1896[6]. L'expression anglaise d'origine, global warming, a été inventée par le climatologue Wallace Broecker (en)(en) dans la revue Science le 8 août 1975[7]. Depuis, le GIEC affirme^{[réf. souhaitée]} que ce réchauffement tend à s'emballer et que les cycles et processus de régulation climatique classiques sont dépassés depuis 1950^{[réf. souhaitée]}, avec notamment le dégel du pergélisol contenant du méthane (CH₄), dont l'action sur l'effet de serre est de 25 fois supérieure au dioxyde de carbone (CO₂) et la fonte des glaces polaires et des glaciers augmente l'absorption par les sols et les océans des rayonnements solaires. Durant les canicules plus fréquentes^{[réf. souhaitée]}, la végétation ralentit sa croissance et donc sa capacité à extraire le carbone de l'atmosphère. Il s'agirait d'un basculement vers un déséquilibre climatique de forte ampleur, sans déjà savoir si un point de non-retour est atteint^{[réf. souhaitée]}.

Le GIEC ne mène pas de recherche en son propre nom mais a pour mission d’évaluer les informations d’ordre scientifique, technique et socio-économique qui sont nécessaires pour mieux comprendre les fondements scientifiques des risques liés au changement climatique d’origine humaine, cerner les conséquences possibles de ce changement et envisager d’éventuelles stratégies d’adaptation et d’atténuation[8].

Les dix années les plus chaudes depuis 1850 sont toutes postérieures à 1998[9].

Zones vulnérables à la désertification.

Les phénomènes de sécheresse, salinisation et désertification peuvent être aggravés par les modifications du climat, notamment dans le Sahel et le désert de Gobi. La désertification peut elle-même contribuer à des modifications locales et globales du climat, exemple en favorisant les incendies de savanes ou steppes, en étant une source importante de poussières (aérosols qui peuvent influer sur la pluviométrie) et par leur albédo (plus importante qu'un milieu végétalisé).

Les variations de différents paramètres et celles de la température.

Cette théorie proposée par Milutin Milanković entre 1911 et 1941, confirmée par l'étude de l'oxygène 18, et largement approuvée par la communauté scientifique explique les cycles climatiques glaciaires / interglaciaires par les variations d'excentricité, d'obliquité et de précession terrestre. Selon cette théorie, sans forçage anthropique la planète devrait entrer dans une nouvelle ère de refroidissement, ou entrer dans une phase interglaciaire exceptionnellement longue et stable (encore 50 000 ans)[11].

Une autre théorie, compatible avec les autres, est celle des cycles solaires, développée par l'Allemand Heinrich Schwabe vers 1840, puis par l'Américain George Hale en 1906. Elle explique les faibles variations climatologiques qui ont lieu tous les 11 ans, cycle correspondant à celui des taches solaires qui ont une périodicité de 11 ans ; lorsque le nombre de taches solaires est important, le Soleil émet plus d'énergie (la Terre en reçoit donc plus) et donc un changement de température a lieu. Ce rayonnement influe de manière complexe sur la nébulosité (Cf. principe physique de la chambre à brouillard) et donc à la fois sur l'albédo planétaire et l'effet de serre dû aux nuages et à la vapeur d'eau. Ces taches sont plus froides (4 500 K) que la surface du Soleil (5 800 K environ), mais elles correspondent à une augmentation du rayonnement en rayons X qui peut augmenter de 1 000 fois pour 1 % dans la lumière visible dans les périodes d'intense activité. La petite période glaciaire observée entre les années 1645 à 1715, est une illustration de la théorie de l'influence des variations de température dues au cycle des taches solaires. Un nombre inhabituellement faible de taches solaires y ont été observées (minimum de Maunder).

Le milieu interstellaire comporte des zones de densité variable en hydrogène et en poussières. Lors du passage dans un milieu interstellaire dense en hydrogène, l'héliosphère rétrécit et l'accrétion d'hydrogène par les planètes comme par le Soleil s'accroît. L'hydrogène accrété par le Soleil augmente légèrement sa luminosité, tandis que celui accrété par la Terre réagit avec l'oxygène présent dans la haute atmosphère, ce qui pourrait accroître la formation de nuages dans la mésosphère, réduisant l'énergie solaire reçue à la surface de la planète, notamment dans les régions polaires[12].

Pour comprendre l'influence des déplacements des continents, il faut d'abord savoir que les courants océaniques ont une influence très importante sur les changements climatiques, les continents n'ont en réalité pas d'influence directe sur le climat, mais ils permettent en se déplaçant la formation ou l'arrêt des courants marins.

L'exemple de l'Antarctique : avant la dislocation du supercontinent Gondwana, le climat antarctique était chaud et humide ; dès que l'Australie, l'Afrique et l'Amérique du Sud ont migré vers le nord, les divers détroits se sont ouverts et un courant océanique circulaire (appelé courant circumpolaire) commença. En quelque temps, le climat se modifia pour atteindre celui actuel avec une énorme calotte glaciaire qui se mit en place sur le continent antarctique, malgré son aridité (c'est la zone la plus aride du monde), mais toute la neige s'accumule au sol, car à −45 °C de moyenne, la pression de sublimation est négligeable ; la cause d'ablation est d'origine éolienne et sur les côtes, le vêlage des glaciers. D'autre part, le « tapis roulant » océanique tourne en environ 2000 ans. Si la circulation thermohaline venait à être interrompue, le climat serait très nettement perturbé.

Les deux modèles informatiques de climats (américain et européen) donnent des résultats assez semblables, mais sont très largement dépendants des facteurs anthropiques.

Éruption du Pinatubo en 1991.

Les émissions gazeuses des volcans ont 2 effets inverses : les aérosols (émissions de SO₂ et poussières) obscurcissent l'atmosphère, augmentent la pluviométrie et refroidissent le climat ; dans un second temps, les grandes quantités de gaz à effet de serre émis provoquent un effet de serre additionnel. L'effet de serre a pour conséquence, à l'instar du climat dans une serre, d'amplifier les différences de températures : s'il y a du soleil, la chaleur est conservée et réfléchie, s'il n'y a pas de soleil, la chaleur rentre plus difficilement et par conséquent il fait plus froid. La majorité des extinctions des espèces du passé semble due à une variation climatique brutale.

La chute de la météorite du Chicxulub au Mexique est souvent évoquée comme cause initiale de l'effondrement de la biodiversité à la fin du Crétacé. Selon Courtillot en 2004, les éruptions volcaniques (induites ou indépendantes de chocs météoritiques) qui ont déposé des quantités gigantesques de trapps dans le Deccan en Inde à la fin du Crétacé seraient responsables de la perturbation du climat, intervenue durant des centaines d'années, à une vitesse dépassant la cadence des adaptations évolutives possibles des espèces.

De même, la crise des trapps de Sibérie serait associée à l'hécatombe de la fin du Permien.

À une échelle infiniment moindre, des perturbations mesurables ont suivi l'éruption du Pinatubo en 1991 et, en 1783-1784, celle des Lakagígar (éruption islandaise dont le nuage a laissé une trace dans les registres de mortalité d'Europe (Courtillot, 2005)). En 1815, l'éruption du Tambora a également eu des conséquences climatiques mondiales, avec de fortes perturbations en 1816 qui sont restées dans les annales climatiques comme « l'année sans été ».

Cet effet n'est pas à proprement parler un facteur des changements climatiques mais un amplificateur. L'albédo est la proportion (en pourcentage) de rayonnement solaire arrivant au sol réfléchie vers l'espace. Les surfaces enneigées et glacées ont un fort albédo. Les surfaces sombres (terre) ont un faible albédo. Plus l'albédo est élevé, plus le rayonnement est réfléchi et moins il réchauffe le sol puis l'atmosphère subjacente. En effet, lorsque la Terre rentre dans une ère glaciaire, la surface occupée par les glaces augmente et donc l'albédo augmente, ce qui diminue le réchauffement du sol et de l'atmosphère subjacente et renforce ainsi l'ère glaciaire. Et inversement lorsque la Terre est en période interglaciaire.

Un hiver nucléaire est un phénomène climatique hypothétique, de baisse globale des températures de surface, prédit comme pouvant être le résultat d'une guerre nucléaire massive. Il serait analogue à l'hiver volcanique ou à l'hiver d'impact.

• Amy Dahan et Stefan Aykut, Gouverner le climat ? 10 ans de négociations climatiques, Presses de Sciences Po, 2015, 752 pages.
• Jean-François Mouhot, Des esclaves énergétiques. Réflexions sur le changement climatique, Champ Vallon, 2011
• Helga-Jane Scarwell, Isabelle Roussel, Le changement climatique. Quand le climat nous pousse à changer d'ère, Presses Universitaires du Septentrion, 2010

Changements et cycles climatiques

• Cycle du carbone
• Gaz à effet de serre
• Changement climatique brutal
• Mitigation climatique
• Ministère de l'Écologie (France)

Phénomène contemporain

• Réchauffement climatique
• Empreinte écologique (concept visant à la réduction des causes anthropiques)
• Effets du réchauffement climatique (aspects géopolitiques et économiques)
• Migrations environnementales et climatiques
• Théories sur les risques d'effondrement de la civilisation industrielle
• Réchauffement climatique au Royaume-Uni

Instances internationales

• Sommet de la Terre
• Protocole de Kyoto
• Horloge de la fin du monde
• Rapport Stern

• Ministère de l'Écologie, de l'Énergie, du Développement durable et de la Mer, chargé des Technologies vertes et des Négociations sur le climat
• Les informations des services publics sur le thème du changement climatique sur le portail Toutsurlenvironnement.fr Causes du changement climatique, impacts environnementaux, adaptation au changement climatique, actions et solutions, politiques publiques
• Le premier observatoire francophone du changement climatique ; par Universcience, site de vulgarisation sur le changement climatique (observations, projections, et explication).
• (en)UNFCCC (2013), Glossary of Climate Change Acronyms , United Nations Framework Conventin on Climate Change

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