DOSSIER DÉBAT : RÉCHAUFFEMENT OU PAS ?

Ça débat sec sur le net entre les tenants du réchauffement et ceux du refroidissement. C’est extrêmement important pour l’humanité dans les dizaines d’années à venir, c’est à dire demain. Les conséquences de ces changements sont graves : Érosion des côtes et inondations des parties au niveau de la mer actuel, réfugiés climatiques, adaptation obligée de l’agriculture, déplacement de la faune et de la flore, ressource en eau, météo perturbée,…

La climatologie est tellement complexe et intègre tellement de paramètres que les modèles futurs sont difficiles à établir. Par contre sur le passé, on a des courbes…Alors, réchauffement ou non ? Le réchauffement pourrait-il, via les courants océaniques, provoquer un refroidissement de certaines régions ? Pour vous aider à comprendre, voici deux articles plutôt argumentés compréhensibles et bien illustrés qui répondent à ces questions. Ainsi, vous pourrez mieux juger de l’objectivité des articles que vous lisez sans vous laisser piéger par des titres accrocheurs et sans réels fondements, (dans un sens comme dans l’autre).

(Rappel :  le rapport du Giec, a rassemblé et fait la synthèse de 9 200 études scientifiques internationales existantes)

La pause du réchauffement climatique : décryptage d’une légende tenace

La « pause du réchauffement climatique » est au climato-sceptique ce que le poumon est au Malade imaginaire. Que vous vous intéressiez ou non au climat, vous avez nécessairement entendu parler de cette énigmatique « pause du réchauffement » : depuis quinze ans, la température moyenne mondiale n’augmente plus, en dépit de la quantité toujours plus importante de gaz à effet de serre accumulés dans l’atmosphère. Certains audacieux exégètes de la science climatique assurent même que le thermomètre baisserait… Le réchauffement, donc, c’est fini !

Que penser de cette affirmation, qui tourne en boucle dans la blogosphère et chez certains confrères ? En réalité, le réchauffement ne s’est nullement « arrêté » au cours des quinze dernières années et ceux qui affirment le contraire se trompent (ou vous trompent). Démonstration en cinq points.

1) Ce que l’on appelle communément « réchauffement climatique » ou « réchauffement global » (global warming, en anglais) est causé par l’introduction, dans la machine climatique, d’un surplus d’énergie lié à l’accumulation de gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Dans son dernier rapport, le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) estime (à partir de la littérature scientifique) cette énergie excédentaire à environ 271×10²¹ joules (ou zettajoules) pour la période 1971-2010. Ce qui représente, grosso modo, l’énergie de trois bombes d’Hiroshima dissipée chaque seconde dans le système climatique au cours des quarante dernières années. Si l’on se penche sur la période 1993-2010, ce taux est plus élevé encore et se situe environ à un peu plus de quatre Little Boy par seconde…

Intuitivement, on peut penser que cette énergie est essentiellement convertie en élévation de température de la basse atmosphère. Mais la réalité est parfaitement contraire à l’intuition. Seule une toute petite fraction de cette énergie – environ 1 % seulement – réchauffe l’atmosphère. La fraction qui réchauffe le sol et fait fondre les glaces (banquise, calottes du Groenland et de l’ouest de l’Antarctique, glaciers d’altitude) est six fois plus importante. Tout le reste de l’énergie excédentaire – soit 93 % ! – réchauffe les océans.

En conclusion de ce premier point, nous pouvons dire que « réchauffement climatique » ne se réduit pas à « réchauffement de l’atmosphère » – le second ne comptant que pour un centième du premier.

2) Le « réchauffement de l’atmosphère » (soit 1 % du « réchauffement climatique ») marque-t-il le pas si l’on prend comme période de référence les quinze dernières années ? La réponse est oui. Ce sujet a d’ailleurs été, à de nombreuses reprises (et de longue date), abordé dans Le Monde. Le GIEC l’affirme de manière très claire dans son dernier rapport : la tendance au réchauffement de la basse atmosphère entre 1951 et 2012 à été d’environ 0,12°C par décennie tandis qu’entre 1998 et 2012, elle n’a été que de 0,05°C. Soit plus de deux fois inférieure à la tendance depuis le milieu du XX^e siècle. Attention cependant. Prendre 1998 comme année de départ introduit un biais important : cette année a été marquée par un phénomène El Niño d’une intensité exceptionnelle.

Pour comprendre le biais introduit par les climato-sceptiques de choisir 1998 comme année de référence, cherchons à évaluer la tendance sur 1999-2012 par exemple. Une régression linéaire à partir des données de la NASA donne 0,10°C par décennie (deux fois les 0,05°C de 1998-2012 !). Continuons. 1993-2012 ? 0,15°C par décennie ! 1999-2010 ? 0,15°C par décennie ! 1996-2010 ? 0,15°C par décennie ! Ainsi, on observe qu’en ajustant, simplement à quelques années près, les dates de début et de fin de la période choisie, la tendance varie du simple au triple…

Le biais introduit par le choix de 1998 comme année de référence est particulièrement clair sur la figure ci-dessous, montrant l’élévation de la température moyenne terrestre : on distingue clairement le « pic » de 1998 et l’apparente stagnation qui s’ensuit. Mais si on calcule la température moyenne de chacune des quatre dernières décennies (1970s, 1980s, 1990s, 2000s), on constate une progression d’une remarquable régularité.

Par ailleurs, la figure ci-dessus montre également une évidence : des paliers, des pauses et des ralentissements de l’élévation des températures de l’atmosphère ne sont pas étonnants ou inhabituels. On voit ainsi un palier entre les années 1950 et les années 1970, en dépit de l’accumulation ininterrompue de gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Cette « pause » n’a pas empêché la tendance haussière de reprendre brutalement à partir des années 1980.

En conclusion de ce deuxième point, nous pouvons dire que le fameux ralentissement du réchauffement de l’atmosphère dépend essentiellement du choix des années de début et de fin de la période considérée. Il est réel si on ne tient compte que des quinze dernières années, mais le premier point nous permet de dire que ce ralentissement ne concerne que le réchauffement de l’atmosphère, c’est à dire 1 % du « réchauffement climatique » au sens large.

3) Ce deuxième point mérite cependant une petite explication. A quoi sont dues ces fluctuations naturelles d’une année (ou d’une décennie) sur l’autre, fluctuations suffisamment importantes pour occulter, partiellement et momentanément, le réchauffement produit par les activités humaines ? Le premier élément de réponse tient en un acronyme : ENSO (pour El Niño Southern Oscillation). C’est le principal élément de variabilité du climat mondial : la phase chaude (dite El Niño) de cette oscillation climatique  fait grimper le thermomètre mondial. A l’inverse, la phase froide (dite La Niña) fait baisser ce même thermomètre. Pour une raison que les scientifiques ne s’expliquent pas – qui est peut-être (et peut-être pas) due à la phase négative d’une autre oscillation climatique appelée Pacific Decadal Oscillation (PDO) – la dernière décennie a été pauvre en événements El Niño et riche en événements La Niña (dont certaines très intenses).

D’autres éléments de variabilité naturelle interviennent : les aérosols volcaniques (refroidissants) et les variations cycliques du Soleil. En tenant compte de ces trois facteurs et en « nettoyant » la température moyenne mondiale de leurs effets, les climatologues Grant Foster et Stefan Rahmstorf ont établi cette courbe, publiée en décembre 2011 dans Environmental Research Letters :

Les deux chercheurs ont appliqué leurs corrections de variabilité naturelle aux différents jeux de données établis indépendamment par plusieurs laboratoires à partir de mesures au sol (GISS, NCDC, CRU) ou de mesures satellites (RSS, UAH). Surprise : une fois prise en compte la variabilité naturelle (restreinte à seulement trois facteurs !), la fameuse « pause » ne saute plus guère aux yeux…

En conclusion de ce troisième point, nous pouvons dire qu’une fois pris en compte les trois principaux facteurs de variabilité naturelle, la « pause du réchauffement de l’atmosphère »… disparaît.

4) Voilà qui ne résout pas tout. Car la « variabilité naturelle » pose aux scientifiques une question épineuse et difficile : lorsque de l’énergie est introduite en grande quantité dans la machine climatique et qu’elle ne se traduit pas immédiatement par un réchauffement de l’atmosphère, que devient-elle ? Certains chercheurs pensent que cette « énergie manquante » (cette expression est débattue dans la communauté scientifique, certains ne la trouvent pas pertinente) se cache dans l’océan profond. C’est notamment la thèse de Magdalena Balmaseda, Kevin Trenberth et Erland Källén qui ont ré-analysé l’ensemble des données disponibles sur la quantité de chaleur stockée par l’océan. Selon leurs travaux, publiés en 2012 dans Geophysical Research Letters, environ 30 % de l’énergie introduite dans l’océan l’a été dans l’océan profond, sous 700 mètres de profondeur, comme le montre un graphique de leur article :

On voit que depuis l’an 2000, la quantité de chaleur globale stockée a fortement augmenté. Là encore, la fameuse « pause » n’est pas absolument évidente.

En conclusion de ce quatrième point, nous pouvons dire que les principales questions posées par cette vraie-fausse pause concernent surtout la manière dont le système climatique – notamment par le truchement de la circulation atmosphérique, des courants marins – ventile et répartit l’excédent d’énergie qu’il reçoit (dans l’atmosphère, dans l’océan, les glaces, etc.) en fonction de ses « cycles » naturels.

5) Si vous avez entendu parler de ce fantasmatique « arrêt du réchauffement », il est très probable que vous ayez également entendu dire que le GIEC « n’avait pas prévu la pause actuelle ». La réalité est que, jusqu’à présent, le GIEC n’a jamais rien prévu pour la décennie en cours, la capacité des modèles numériques à simuler les fluctuations climatiques à horizon de dix ou vingt ans étant sujette à caution. Cette faiblesse est par ailleurs reconnue par les modélisateurs eux-mêmes (le cinquième rapport du GIEC procède à cet exercice de prévision décennale, mais le résultat n’a pas convaincu l’ensemble de la communauté scientifique).

Voici le graphique qui représente les variations mesurées de températures, par rapport aux résultats simulés par les modèles en fonction des quatre scénarios de développement (du plus sobre au plus émetteur de gaz à effet de serre) :

On voit clairement (par exemple au début des années 1990 mais aussi entre 2005 et 2010) les difficultés qu’ont les modèles à reproduire fidèlement les fluctuations de court terme. Cela, disent les experts, n’a pas de conséquences sur les tendances de long terme (d’ici à la fin du siècle). En clair : ce n’est pas parce que les températures mesurées nous semblent actuellement dans la fourchette basse dans les simulations numériques qu’elles le resteront jusqu’à la fin du siècle.

Par ailleurs, il serait tout à fait faux de penser que les modèles numériques donnent systématiquement des résultats exagérés par rapport à la réalité. Il suffit pour s’en convaincre de regarder les simulations de l’évolution de la glace de mer (banquise) arctique, par rapport aux mesures :

On voit que le trait rouge (les mesures), s’il continue sur sa lancée, touchera l’axe des abscisses (c’est-à-dire la disparition de la banquise arctique à la fin de l’été) bien avant 2080, la date la plus pessimiste donnée par les modèles utilisés dans le précédent rapport de 2007, sous le pire scénario de développement… De même, si l’on observe l’élévation moyenne du niveau de la mer (provoquée par la fonte des glaciers d’altitude, la fonte des calottes glaciaires et la dilatation thermique due au stockage de chaleur), on voit qu’il n’y a nulle « pause » depuis quinze ans :

En conclusion de ce dernier point (et des autres), nous pouvons donc dire que le réchauffement ne s’est pas arrêté depuis quinze ans. La fonte des glaces est plus rapide que jamais, les océans continuent à monter, de plus en plus de chaleur est stockée dans les océans. Ainsi, en l’état des connaissances, il faut plutôt s’attendre, dans les prochaines années, à une reprise à la hausse des températures de l’atmosphère, lorsque la variabilité naturelle du climat aura cessé d’amortir le phénomène.

Bien sûr, les incertitudes sont nombreuses et aucun scientifique ne s’aventure à jurer qu’aucune surprise n’est à attendre dans les prochaines décennies. Comme le note un climatologue qui n’a pas participé aux travaux du GIEC, un franc refroidissement n’est pas, à court terme, exclu. « Il suffirait d’une grande éruption volcanique, comme celle du Pinatubo en 1991 pour que la pause actuelle se transforme en refroidissement temporaire, fait-il valoir. Les méga-éruptions ne sont pas périodiques mais il y en eu une environ tous les vingt ans sur les derniers siècles et il faut donc s’attendre à une prochaine. On entendra alors certains répéter que les climatologues n’ont pas su prévoir cette baisse éventuelle. »

Stéphane Foucart

Source : http://ecologie.blog.lemonde.fr

L’effet du réchauffement climatique sur les mers

1) Niveau de la mer

2) Modification des courants marins

La circulation océanique influence beaucoup le climat de la Terre. D’une part, elle entraîne les eaux tropicales chaudes vers le Nord. Cela permet de réchauffer les régions froides et de leu procurer des hivers doux. D’autre part, elle évite le réchauffement excessif des eaux tropicales en les refroidissant.
Mais l’augmentation des températures a un effet important sur les océans, en particuliers sur les courants océaniques.
En effet, si, au cours des prochaines décennies, le réchauffement continue sur les zones arctiques, il y aura probablement une fonte importante des eaux de banquises ce qui entraînera une augmentation de la pluviométrie sur l’Atlantique Nord donc un déversement important d’eaux douces en provenance du nord.
L’eau froide plonge en profondeur car elle est plus dense, alors que l’eau chaude qui est moins dense à tendance à circuler en hauteur. C’est ce que l’on observe à plus grande échelle dans l’océan Atlantique entre l’Equateur et le Pôle Nord par exemple. L’eau de surface chaude et salée provenant de l’Equateur circule vers le Nord. Près des pôles, elle se refroidit. De plus, lors de la formation de glace de mer, le sel s’accumule dans l’eau. Cette eau froide et salée devient alors très dense, donc plonge encore plus. Elle retourne alors vers l’Equateur, en profondeur et ainsi de suite
C’est le phénomène de la circulation thermohaline (« thermo » : température et « haline » : salinité).

 

 

 

 

 

 

 

  En effet si la densité des eaux arctiques diminue, la différence de densité entre les eaux chaudes circulant dans le courant nord du Gulf Stream, le courant de Norvège, et les eaux arctiques se réduirait.
Ceci pourrait mener à une diminution globale de la température de l’océan atlantique nord, en d’autres termes, l’Europe de l’Ouest devra faire face à un froid hivernale, et ainsi qu’une interruption du Gulf Stream, car si les glaces de mer du pôle Nord commencent  à fondre,  Cela constituerait un apport d’eau douce qui baisse la salinité de l’eau de mer, ce qui signifie une baisse de sa densité. L’eau froide moins dense plongerait alors moins. La circulation thermohaline s’affaiblirait et les côtes européennes seraient alors moins réchauffées par les courants chauds.

 

 

 

Voici une expérience qui schématise la circulation thermohaline :

 

 

 

 

 

 

On prend deux bouteilles en plastique reliées par deux pailles à des hauteurs différentes. Une bouteille est remplie avec de l’eau chaude colorée en rouge (1) et l’autre avec de l’eau froide colorée en bleue (2). Au moment du remplissage les pailles sont bloquées par des pinces à linge. Une fois les bouteilles remplies, les épingles sont sorties et on observe les flux d’eau. L’eau chaude circule dans la paille du haut (3′) et se déverse en haut de la bouteille remplie d’eau froide (4′), tandis que l’eau froide circule dans la paille du bas (3) et se déverse en bas de la bouteille remplie d’eau chaude (4).

 

 Cette circulation a déjà commencé à ralentir et atteindra des niveaux de conséquences désastreuses.
En effet, le flux du Gulf Stream a déjà diminué de 20% au niveau des îles Féroé. Et ci cette anomalie continue, on retournera d’ici quelques siècles, à une ère glacière.

 

On estime donc la montée des océans de 10 à 25 cm en un siècle et de plus, les scientifiques constatent que depuis la dernière période glacière il y a 13000 ans, la Terre s’est réchauffée de 4°C. La fonte des glaces est donc en grande partie due à l’augmentation de la température à cause de l’effet de serre, qui elle-même entraîne la dilatation de l’eau mais également les modifications des courant marins.

De plus celle-ci entraîne aussi la libération des gaz à effet de serre prisonniers de la glace, ce qui augmente encore plus le niveau de CO2 et autres GES responsables de la hausse des températures.

 

Le réchauffement climatique a donc belle et bien des effets sur les mers. Voyons maintenant quelles sont les conséquences de ces effets sur les êtres vivants et le climat.

 

 

SUITE ET ARTICLE COMPLET SUR :

Partie 1

http://tpe-climat.e-monsite.com/pages/developpement/i-l-effet-du-rechauffement-climatique-sur-les-mers.html

Partie 2

http://tpe-climat.e-monsite.com/pages/developpement/ii-les-consequences-de-cet-effet.html

CARTE EUROPÉENNE DE LA MONTÉE DES EAUX :