[PDF] Variations climatiques sur Terre

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Pour préparer la COP 21 : comprendre les

variations climatiques à travers les temps géologiques

Pierre Thomas, ENS-OSU Lyon Lyon, Fête de la Science 2015

D'ici 1 heure, on va aboutir à des contradictions apparentes avec ce que tout le monde dit, du genre " on est dans une période de refroidissement climatique, et le CO 2 n'a jamais été aussi bas que maintenant ». C'est vrai, mais c'est une question d'échelle d'observation.

Pour une abeille née le

1 er mai et mourant le 20 juin, on est évidement en période de réchauffement climatique. À la " dimension

» de sa vie, elle a raison.

Pour un éphémère qui " naît » le 1

er juin à 18h et qui meurt ce même 1 er juin à 24h, on est bien sûr en période de refroidissement climatique.

À la

" dimension » de sa vie, il a raison, et ce n'est qu'apparemment contradictoire avec ce que constate l'abeille.

Un préambule nécessaire :

la relativité des échelles de temps.

Sarkozy

Donc, attention messieurs

-dames les non -géologues/astronomes : nous allons jongler avec les différentes échelles de temps !

L'échelle de 150 ans

Il y a plusieurs " échelles de temps ». On va d'abord parler de l'évolution du climat à l'échelle de temps d'une famille (siècle). Dans les 90 minutes qui suivent, on va parler à l'échelle de

1 000 ans, de 700 000 ans, de 600 000 000

d'années, de 4 500 000 000 d'années. On a parfois du mal à se représenter à quoi cela correspond!

1860 1900 1950 2000

H. Les variations historiques (post 1860) du climat : la première courbe qui fait peur !

0,8°

Variation de la température moyenne mondiale. On ne peut bien le faire qu'à partir de 1860. Avant, la couverture de stations météo était très insuffisante. 14,2 14,4 14,6 14 13 ,8 13,6 13,4 Les variations historiques (post 1860) du climat : la première courbe qui fait peur ! Variation de la température moyenne mondiale. On ne peut bien le faire qu'à partir de 1860. Avant, la couverture de stations météo était très insuffisante. 14,2 14,4 14 ,6 14 13,8 13,6 13,4

0,8°

Comparaison

avec la moyenne française.

L'augmentation

est le double de la moyenne mondiale

0,8°

1,6

Moyenne française

Moyenne mondiale

Ça ne se voit pas qu'avec des courbes de température. Voici la Saône à Lyon, le 13 février 2012 La moyenne de février augmente ; les épisodes de grands froids avec gel de la Saône se raréfient.

Ça ne se voit pas

qu'avec des courbes de température.

Les espèces du Sud

migrent vers le Nord.

Les chenilles processionnaires

Cartes de cette migration vers le

Nord et vers les

montagnes. Paris est atteint en 2015 !

Date du début

des vendanges

à Chateauneuf

du Pape

Date du début

des vendanges dans la région de Tavel Ça se voit avec la date des récoltes et des vendanges Ça se voit aussi dans la hauteur et la durée de l'enneigement, ici au Col de Porte, près de Grenoble.

2005 1980

Ça se voit aussi dans le récent recul des glaciers alpins, qui lissent les irrégularités annuelles. Image Google Earth du Mont-Blanc et du glacier des Bossons

Voici un

coloriage » montrant son recul entre mai

2003 et octobre

2007.
Cette variation climatique se voit aussi à l'équateur. Ici, le Kilimandjaro. Dans ce cas, ce serait plus des variations de précipitations que de températures qui seraient à l'origine du recul des glaciers

Février 1993

Février 2000

Les neiges et

glaciers du

Kilimandjaro

disparaissent progressivement. C'est la taille de la banquise estivale qu'on va voir évoluer d'années en années dans la diapo suivante :

La réduction de

la banquise estivale nord depuis 1991

2010/09/09

http:// arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere /

De septembre 1979 (début des données)

à septembre 2012

Ça se voit aussi dans la diminution de surface de la banquise boréale d'été. La tendance globale (flèche bleu et rouge) montre une diminution moyenne de 1.500.000 km 2 (3 fois la surface de la France) en 30 ans.

été

1980

Surface minimale de la

banquise boréale d'été (en million de km 2 5 4 3

été

1990 été

2000 été

2010
2007
D'après : University of Illinois, The Cryosphere Today

Cela se voit aussi les calottes

glaciaires continentales (groenlandaise et antarctique)

En 18 ans, le Groenland a perdu 400 km

3 de glace 22 km
3 / an

Et l'Antarctique 200 km

3

14,5 km

3 /an Parfois, un glacier continental " déborde » sur la mer, et forme une plate -forme de glace (ice shelf) 50 km

Voici 17 ans d'histoire de la plate-forme Wilkins

Janvier 1992

50 km

Janvier 2008

Janvier 2008

En 16 ans, le fragment de plateforme reliant le

continent à l'île Charcot a presque disparu.

En avril 2009, 17 ans après la 1

ère

photo, la plateforme ne rejoint plus l'île Charcot. 50 km

Avril 2009

Autre donnée : la dilatation

thermique des mers. L'eau de mer, comme tous les liquides, se dilate quand sa température augmente. Elle se dilate de 0,026% quand sa température augmente de 1

°C. Ce n'est pas beaucoup.

Mais si les +0,8°

d'augmentation depuis 1 siècle s'appliquent sur 1 km d'épaisseur, cela fait une augmentation théorique du niveau de la mer de 16 cm. Et il faut rajouter l'eau venant de la fonte des glaciers. Les mesures vérifient la théorie ! La mer est montée de 20 cm depuis le début de la 3

ème

République.

Un des " mis en examen » possible : le gaz

carbonique (CO 2 ) qui cause un effet de serre supplémentaire.

Pourquoi accuse

-t-on, entre autres, le CO 2

La physique de

l'effet de serre est bien » connue depuis

Svante Arrhenius

(1859 -1927)

Et dès la fin du 19

ème

siècle, on se disait que le CO 2 atmosphérique et d'autres gaz

à effet de serre devait

" naturellement » rendre la

Terre plus chaude qu'elle ne le

serait sans cet effet de serre

La physique de

l'effet de serre est bien » connue depuis

Svante Arrhenius

(1859 -1927)

Et dès la fin du 19

ème

siècle, on se disait que le CO 2 atmosphérique et d'autres gaz

à effet de serre devait

" naturellement » rendre la

Terre plus chaude qu'elle ne le

serait sans cet effet de serre

L'effet de serre naturel sur Terre

L'atmosphère de la

Terre comprend

78% de diazote,

21% de dioxygène,

mais 1% d'autres gaz, dont la vapeur d'eau, le méthane et le CO 2 , gaz à effet de serre (dits GES).

La Terre est une

serre naturelle !

Cet effet de serre naturel sur Terre rajoute

155 W/m

2 aux 342 W/m 2 du rayonnement solaire moyen arrivant au sol. Avec 342 W/m 2 , la température moyenne serait de -18° C.

Avec 342 + 155 = 497 W/m

2 , la température moyenne est de + 14

°C, soit 32° de plus.

Merci l'effet de serre naturel !

Le principal accusé du réchauffement

actuel : un excès anthropique de GES Cinq gaz rejetés par les activités humaines, surtout le CO 2 , augmentent l'effet de serre naturel de 2,8 W/m 2

Depuis 150 ans, aux 497 W/m

2 " ordinaires », les activités humaines rajoutent

2,8 W/m

2

Les variations

du CO 2 atmosphérique

Depuis 150 ans, le CO

2 augmente (charbon, pétrole ...) et la température " suit », comme prévu ! CO 2 20% Other gases 10% Ozone troposphérique 13% Les principaux accusés : des GES supplémentaires

Ces variations climatiques pourraient-elles

venir du Soleil ? L'activité du Soleil varie. Elle augmente et diminue tout les 11 ans. Et il y a une augmentation moyenne de 0,12 W/m 2 en 120 ans, bien réelle, mais bien trop faible pour expliquer tout ce qu'on vient de voir. 342
341

0,12 W/m

2 1860
Les pourcentages des différents " acteurs ». La variation solaire compte 10 à 15 fois moins que la variation du CO 2

Chiffres du dernier GIEC

Le forçage purement

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