Changement climatique : les réponses ne tombent pas du ciel

Des siècles d’investigation scientifique

Nos illustres et antiques penseurs grecs furent parmi les premiers à conceptualiser le climat comme un système au sein duquel interagissent plusieurs éléments : l’atmosphère, les océans, les surfaces terrestres, les glaces, etc. Le climat diffère de la météorologie. Il décrit un état moyen de l’atmosphère sur une région du globe plus ou moins grande, basé sur le temps long, tandis que la météorologie fait référence au temps qu’il fait aujourd’hui, et qu’il fera demain, c’est-à-dire sur une période beaucoup plus courte.

Le climat est en quelques sortes le résultat des interactions entre les courants océaniques, les courants atmosphériques, leurs températures, le relief de la Terre, son type de surface, la formation des nuages, les étendes englacées… en réaction à l’énergie solaire reçue.

La climatologie fait appel à un grand nombre de domaines scientifiques, notamment expérimentaux, pour mesurer toutes ces composantes. Le développement des premiers thermomètres, pluviomètres et baromètres fin XVIème / début XVIIème siècles (grâce aux travaux de Gallilée, Castelli et Tricelli entre autres) permet la construction des premières séries de données météorologiques longues un siècle plus tard.

Le premier exemple de la représentation du climat comme système global est la carte mondiale des vents dominants, construite par Halley en 1686 parallèlement aux besoins liés au développement du commerce maritime à la voile. La mise sur le papier des savoirs acquis lors de la découverte des zones inexplorées du globe et du développement des échanges commerciaux permet de construire une vision générale du monde et du système climatique. Dans la même veine, Humboldt établit une carte mondiale des températures, d’après des observations réalisées au cours d’un voyage en Amérique du Sud, notamment sur l’influence du relief sur les températures et les vents. Ces cartes sont de véritables illustrations des progrès scientifiques de l’époque et montrent que l’on commence à comprendre les relations d’une région à l’autre dans le climat global et comment certains facteurs, comme le relief, influencent les climats locaux.

Climatologue ou aventurier, pas besoin de choisir : la climatologie, déjà, dépasse les frontières. La communauté internationale le comprend et, poussée par le désir de sécuriser les échanges commerciaux maritimes dépendants des prévisions météo, l’Organisation Météorologique Internationale, parente de notre Organisation Météorologique Mondiale contemporaine, est fondée en 1873. Cela permet de réaliser des mesures météorologiques homogènes et comparables partout dans le monde.

Le niveau de connaissance évolue avec la description de l’effet de serre en 1827 par Joseph Fourier. En 1847, Louis Agassiz théorise l’existence de périodes glaciaires en étudiant les traces laissées par les anciens glaciers alpins, qui frappaient aux portes de Lyon durant la dernière période glaciaire. C’est à l’époque une véritable révolution conceptuelle, à contre-courant des mœurs créationnistes selon lesquelles un gros caillou se trouve au sommet de la colline de la Croix-Rousse parce qu’il a été posé là au tout début. Pour Agassiz, il provient des sommets alpins et à été transporté sur des centaines de kilomètres par des glaciers qui, disparus depuis longtemps, ont laissés des traces de leur passage, tout comme en laissent les glaciers que l’on observe aujourd’hui. Élément clé comprendre les causes du changement climatique actuel l’effet de serre est décrit pour la première fois en 1827 par Joseph Fourier et c’est en 1859 que l’on comprend qu’un changement de la composition de l’atmosphère pouvait modifier l’effet de serre, en identifiant notamment la vapeur d’eau comme gaz à effet de serre.

Il est impossible d’obtenir des mesures directes du climat à des dates antérieures à la création des premiers instruments de mesure. Mais grâce à sa curiosité scientifique sans limite, l’Homme a inventé de nombreuses méthodes pour reconstituer les évolutions passées du climat.

Elles font appel aux connaissances de géologues, astronomes et de physiciens qui développent les forages dans les sédiments marins et dans les glaces polaires, respectivement à la fin des années 1940 et des années 1970. Cela permet de déduire le climat passé en étudiant la composition des bulles d’air piégées il y a des milliers d’années dans les sédiments et les glaces. Il est ainsi possible depuis quelques années de retracer près des 800 000 ans d’histoire du climat. Les historiens ont également su lire l’évolution climatique dans les dates de vendanges ou les rendements agricoles, établissant le lien statistique entre ces marqueurs du climat et la variation des températures d’une année sur l’autre.

Développée en parallèle, la modélisation numérique du climat, conceptualisée dès 1922 par Richardson, permet de simuler le climat et son évolution en intégrant l’ensemble des connaissances liées aux interactions qui ont lieu dans le système (effet de serre, rayonnements, mécanique des fluides, évapotranspiration, etc.). Gourmande en puissance de calcul, la modélisation du climat s’est surtout développée à partir des années 1960 grâce aux premiers ordinateurs, notamment pour établir des prévisions météorologiques. Pour se faire une idée, les prévisions réalisées par Météo-France nécessitent un des ordinateurs les plus puissants de la planète. La modélisation est actuellement un instrument précieux pour construire des données climatiques homogènes sur toute la surface du globe, validées par les données de terrain. La modélisation permet de réaliser des simulations du climat futur d’après des hypothèses sur l’évolution des émissions de gaz à effet de serre par exemple.

La climatologie et l’étude du changement climatique sont donc profondément pluridisciplinaires, car elles nécessitent des connaissances scientifiques dans des domaines très variés (de la thermodynamique à la sociologie des acteurs en passant par la biologie), et internationales puisqu’elles concernent chaque centimètre cube de la planète, du fond des océans aux limites de l’atmosphère en passant par la surface terrestre et les organismes qui les occupent, à travers les millénaires. Il s’agit d’un formidable catalyseur de coopération internationale et donc d’un vecteur puissant, potentiellement, de paix.

Comment l’Homme influence les changements du climat

Le changement climatique que l’on observe aujourd’hui excite les controverses et fait bouillir la marmite scientifique. Il fait référence à l’augmentation brutale des températures que la planète connaît depuis le début du siècle dernier, parallèlement à d’autres phénomènes liés au climat comme la diminution de la couverture glaciaire du pôle nord ou la montée du niveau des mers.

Le cinquième rapport du Groupe d’experts Intergouvernmental sur l’Evolution du Climat (GIEC) compile à destination des décideurs et du grand public les derniers résultats scientifiques en matière d’étude du climat et d’impact du changement climatique.

Créé en 1988, sous l’égide du Programme des Nations Unies pour l’Environnement et de l’Organisation Météorologique Mondiale, le Groupe d’Experts Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat a pour but de valider et de porter à connaissance les avancées scientifiques sur le changement climatique et ses impacts. Collaboratif et intergouvernemental par essence, le GIEC valorise les contributions volontaires de milliers de chercheurs à travers le monde et constitue un matériau solide pour l’élaboration de recommandations à destination des décideurs. 195 pays sont aujourd’hui membres du GIEC.

Entre 1880 et 2012, les températures moyennes de la surface du globe ont augmenté de 0,85°C, les trente dernières années correspondant à la période trentenale la plus chaude depuis 14 siècles. Ce réchauffement s’est clairement accéléré au cours de la seconde moitié du 20ème siècle : +0,064°C tous les 10 ans en moyenne entre 1880 et 2012 alors qu’il est de +0,155°C tous les 10 ans entre 1979 et 2012. Il est inédit car sa rapidité est sans précédent et les activités humaines y jouent un rôle majeur. Svante Arrhenius a été le premier à quantifier le rôle du dioxyde de carbone dans l’effet de serre, dès 1896, et à montrer que la combustion d’énergie fossile en est une source significative dans l’atmosphère. De là à déduire l’influence des activités humaines sur le changement climatique actuel il n’y a qu’un pas.

Le GIEC considère en effet comme étant « extrêmement probable » que la moitié de l’augmentation des températures depuis 1951 soit imputable aux activités humaines, notamment les émissions de gaz à effet de serre, liées principalement à la croissance économique. Depuis le milieu du XVIIIème siècle, les émissions de gaz à effet de serre liées aux activités humaines (dioxyde de carbone, méthane et l’oxyde d’azote entres autres), n’ont cessé d’augmenter. Elles sont passées de moins de 5 milliards de tonnes en 1850 à plus de 35 milliards en 2010, la moitié des émissions totales ayant eu lieu durant les 40 dernières années. Ces émissions ont conduit les concentrations en gaz à effet de serre dans l’atmosphère à atteindre leur plus haut niveau depuis « au moins les dernières 800 000 années ». Il s’agit là d’une profonde révolution au sein du système Terre puisque c’est le principal facteur du changement climatique actuel.

Les activités humaines provoquent d’autres changements spectaculaires [15], notamment sur la couverture de la surface terrestre : 42 à 68% de la surface de la Terre ont été modifiés par l’espèce humaine sur la période 1700–2000. En cause : la déforestation, le pâturage et l’agriculture intensifs. Ces activités amplifient les quantités de vapeur d’eau et de dioxyde de carbone émises et absorbées par les plantes ainsi que la capacité de la surface terrestre à absorber ou réfléchir l’énergie solaire en modifiant sa couverture. Bien que ces phénomènes contribuent plutôt à un refroidissement des températures moyennes — par exemple une surface nue réfléchie plus d’énergie solaire vers l’espace qu’une zone forestière et stocke donc moins d’énergie — de fortes incertitudes sont liées à leur hétérogénéité et surtout à la complexité des interactions Homme/végétation/climat qui ne peuvent se résumer à une simple relation de cause à effet.

Des facteurs naturels sont également susceptibles d’influencer le climat terrestre comme la variabilité de l’activité solaire, qui fut très faible durant le petit âge glaciaire, ou les irruptions volcaniques qui ont projeté de grandes quantités de gaz dans l’atmosphère. Leur influence est cependant quasiment nulle sur l’évolution des températures entre 1951 et 2010, en tout cas sans commune mesure avec les facteurs liés aux activités humaines.

L’impact combiné des différents facteurs pouvant influencer le climat mondial est sans équivoque : les émissions de gaz à effet de serre liées aux activités humaines sont la principale cause de l’augmentation de 0,65°C des températures entre 1951 et 2010. Les autres facteurs anthropiques (occupation du sol, etc.) contribuent à tempérer ce phénomène mais avec une forte incertitude. Les facteurs naturels ont une contribution proche de 0 sur cette période, les activités humaines s’imposant comme le principal facteur explicatif du changement climatique dans toutes les régions du monde, excepté l’Antarctique.

Prévisions à la hausse

Comment connaître l’état du climat dans les décennies, voire les siècles à venir ? Cette question repose sur deux piliers :

1. La connaissance du système climatique et des interactions qui le constituent permettant de la modéliser ;
2. La construction de scénarios pour évaluer l’influence de différents facteurs, naturels comme anthropiques (hypothèses sur les futures émissions de gaz à effet de serre par exemple).

La modélisation du système climatique et de son évolution consiste à découper le Globe en « cubes », en décrivant de la façon la plus précise chacun de ces cubes et les échanges qui ont lieu entre eux (flux de chaleur, circulation océanique, effet de serre, etc.).

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Les différentes simulations de climat sont très similaires dans les projections des températures moyennes du surface dans les 3 prochaines décennies et divergent ensuite avec une augmentation des températures globales d’1°C à 3,7°C à l’horizon 2081–2100 par rapport à la période 1986–2005. Si les températures maximales moyennes de Paris augmentaient de 2,5°C, elles correspondraient à celle de Valence.

Cette tendance est moins marquée sur les océans et l’Antarctique mais accentuée sur les continents et surtout l’Arctique. Ce réchauffement global est accompagné par une augmentation du niveau des océans de 40 à 63 cm. Je renvoie au rapport de synthèse du GIEC d’où proviennent ces éléments pour plus de détails, d’explications et de sources scientifiques. En se projetant à plus long terme (2081–2300), les scénarios intégrant des réductions des émissions de gaz à effet de serre simulent une stabilisation des températures globales moyennes de surface. Les scénarios les plus pessimistes simulent quant à eux une augmentation de 7,8°C, avec une incertitude grandissante en se projetant à plus long terme.

Cela correspond en 3 siècles à une différence de température comparable à celle qui sépare l’Holocène du Würm, soit plus de 15 000 ans d’Histoire, dont on a parlé au début de cet article. Il faut avoir en tête que durant le Würm, les glaciers alpins descendaient à hauteur de Lyon, que l’on pouvait traverser la Manche à pied et que la calotte polaire recouvrait une bonne partie de la Scandinavie. Cela donne une idée de l’ampleur des changements occasionnés.

Quelles sont les conséquences pour la santé, pour les écosystèmes et pour l’économie ?

Ces évolutions brusques ne vont pas sans conséquences pour les sociétés et les écosystèmes. Le GIEC les résume en 4 point synthétiques :

1. « Risques sur la santé et sur les moyens de subsistance dus à la hausse de la fréquence des orages, à la montée du niveau de la mer et aux inondations côtières ; aux inondations ; aux périodes de canicule ;
2. Risques systémiques sur les infrastructures et réseaux et sur les services de base dus aux vagues de chaleur extrêmes ;
3. Risque d’inondation et d’insécurité liée à l’eau et de perte des moyens de subsistance et de revenus, en particulier pour les populations les plus pauvres ;
4. Risque de perte d’écosystèmes, biodiversité et de services écosystémiques » (bienfaits des écosystèmes dont bénéficient les sociétés humaines. Ils peuvent être matériels : nourriture, eau comme immatériels : récréation, spiritualité,…)

Les conséquences du changement climatique diffèrent encore une fois en fonction des régions considérées et impactent en premier lieu les sociétés désavantagées d’un point de vue socio-économique (précarité du logement ou dans l’accès à la nourriture par exemple). Les sociétés en développement ont une faible capacité à faire face à ces changements (que l’on appelle la résilience) du fait de leur précarité. Logée dans un habitat précaire, avec un accès aux services de transport et à un système d’assurance limité et des faibles capacités financières limitées pour la reconstruction, une communauté en développement connaît une situation précaire face à un ouragan. On peut penser aux quartiers d’habitat informels, souvent construits hors des plans d’aménagement, en zone inondable par exemple. Sans réseau d’assainissement, sans ramassage des ordures on imagine facilement les conséquences en termes de santé publique que provoquerait l’ouragan.

A l’échelle régionale, l’Afrique, souffrirait plus d’un manque d’eau chronique, d’une diminution de la productivité agricole et d’une augmentation des maladies liées à l’eau. L’Océanie souffrirait plutôt d’une diminution des prises de pêche et d’une dégradation des écosystèmes marins avec des conséquences économiques et sanitaires importantes sans parler de la montée du niveau de la mer. Ce phénomène global, mais qui a une intensité différente selon les régions, touchera également la France, et, tout aussi préoccupant, de nombreuses villes géantes situées sur les côtes de tous les continents. Les conséquences du changement climatique posent également question au droit international et à la géopolitique. La notion de « réfugiés climatiques » émerge, décrivant toute personne dont les conditions de vie sont à ce point dégradées et les capacités d’adaptation à court terme si inexistantes que la solution envisagée est la migration.

Au-delà de l’inventaire des impacts pour chaque région du monde, il faut avoir en tête que chaque domaine impacté est susceptible d’interagir avec d’autres, propageant les effets négatifs. Par exemple, la hausse des températures de surface de l’océan contribue dans certaines régions à la diminution des stocks de poissons et donc des revenus issus des pêcheries pour les communautés concernées, voire pour le marché mondial. Un tel phénomène peut également conduire dans d’autres régions du globe à une augmentation de la fréquence et de l’intensité des ouragans, mettant d’avantage à l’épreuve la capacité de résistance et d’adaptation des infrastructures et des communautés côtières. On parle de rétroactions. De nombreuses rétroactions sont susceptibles d’amplifier ou d’atténuer le réchauffement climatique mais leur complexité entraîne de nombreuses incertitudes pour leur prise en compte dans les modèles de climat.

De la problématique à la « résolutique »

Des enjeux globaux de cette ampleur appellent à une coopération internationale en intégrant une concertation aux échelles locales. Le triptyque changement climatique — pollutions — exploitation des ressources remet en question le modèle socio-économique de développement des nations, basé sur une croissance et une exploitation des ressources sans limites. Or ce modèle est défini dans un environnement où les ressources sont limitées et où leur utilisation provoque des émissions de gaz à effet de serre. Éviter les coûts que font et feront porter ces problématiques sur les sociétés passe par un retournement de ce modèle qui devra être porté par des politiques à la fois locales et internationales, dont les effets se font attendre, malgré des efforts récurrents. Il faudrait pour cela adopter une ligne d’actions proactives, c’est-à-dire de mettre les mains dans le cambouis, inventer et surtout mettre en œuvre des solutions pour résoudre les problèmes identifiés depuis des décennies. Il devient urgent de passer de la problématique à la résolutique.