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Académie des sciences de l'Institut

de France

23 Quai de Conti, 75006 Paris

16-18 septembre 2002

RÉSUMÉS / ABSTRACTS

EFFET DE SERRE, IMPACTS ET SOLUTIONS :

QUELLE CREDIBILITE ?

The Greenhouse Effect:

Impacts and Possible Solutions. Overall Credibility?

COLLOQUE INTERACADEMIQUE

Académie des sciences

Académie d'agriculture de France

Académie des technologies

GRANDE SALLE DES SEANCES

Académie des sciences - Institut de France

23 quai de Conti, Paris 6

ème

PROGRAMME

Lundi 16, Mardi 17 et Mercredi 18 septembre 2002

Académie des sciences, 16-18 septembre 2002

Effet de serre, impacts et solutions : Quelle crédibilité ? The Greenhouse Effect : Impacts and Possible Solutions. Overall Credibility

GRANDE SALLE DES SEANCES

Académie des sciences - Institut de France

23 quai de Conti, Paris 6

ème

RESUMES

Académie des sciences, 16-18 septembre 2002

Effet de serre, impacts et solutions : Quelle crédibilité ? The Greenhouse Effect : Impacts and Possible Solutions. Overall Credibility

Ce que l'on entend par crédibilité

Jean-Claude ANDRE

Académie des sciences et Académie des technologies La crédibilité du message relatif aux scénarios pour le changement climatique annoncé résultant de l'augmentation de la concentration atmosphérique des divers gaz à

effet de serre (GES) tient à la fois à la qualité scientifique du message émis et à l'aptitude

de son destinataire à le recevoir et à le prendre en compte. Du point de vue scientifique, la crédibilité est très dépendante des incertitudes qui affectent trois domaines principaux : - les incertitudes sur les tendances à long terme des émissions anthropiques des GES et du carbone piégeable naturellement ou artificiellement ; - les incertitudes sur la réponse du système climatique, liées à la complexité des nombreuses interactions et rétroactions entre ses divers sous-systèmes ; - les incertitudes sur l'évaluation des impacts de ce changement climatique, et sur leur transformation en dommages proprement dits, en particulier aux échelles régionales et locales. La crédibilité du message est aussi fonction de son adaptation aux caractéristiques des cibles auxquelles il s'adresse : - la communauté scientifique, et plus largement l'ensemble des publics scientifiquement avertis ; - le monde politique, sensible aux responsabilités qui l'engagent et aux décisions qu'il doit prendre, ou ne pas prendre, en contexte incertain ; - la société au sens large, tant dans les pays industrialisés que dans les pays en développement, qui doit quant à elle se convaincre que les actions correctrices sont à son niveau.

Académie des sciences, 16-18 septembre 2002

Effet de serre, impacts et solutions : Quelle crédibilité ? The Greenhouse Effect : Impacts and Possible Solutions. Overall Credibility Climat du passé (400 000 ans) : des temps géologiques

à la dérive actuelle

Jean JOUZEL

Institut Pierre Simon Laplace

Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement UMR CEA-CNRS 1572, DSM, CE Saclay, 91191 GIF SUR YVETTE, France Depuis une quinzaine d'années, l'étude du climat du passé a fourni nombre de résultats pertinents vis-à-vis de son évolution future. Les apports les plus importants concernent la mise en évidence d'une relation entre climat et effet de serre, la découverte de variations climatiques rapides et la reconstitution du climat du dernier millénaire.

L'objectif de cette présentation sera de faire le point sur ces différents aspects à la lumière

du troisième rapport du GIEC/IPCC (Groupe intergouvernemental sur l'évolution du

climat) paru en début d'année. Nous nous appuierons également sur des résultats récents

tels ceux obtenus à partir de l'étude du forage glaciaire de Vostok, qui permet de décrire l'évolution du climat de l'Antarctique et celle de la composition de l'atmosphère sur plus de 400 000 ans. Cette période est également de mieux en mieux documentée à partir d'enregistrements océaniques et continentaux. L'accent sera mis sur l'estimation des changements de température entre périodes glaciaire et interglaciaire et sur l'existence de déphasages entre chacun des hémisphères et entre climat et effet de serre. Enfin, nous

évoquerons les programmes en cours dans différents domaines liés à la variabilité passée

du climat et de l'environnement, et leur contribution potentielle au prochain rapport du GIEC.

Académie des sciences, 16-18 septembre 2002

Effet de serre, impacts et solutions : Quelle crédibilité ? The Greenhouse Effect : Impacts and Possible Solutions. Overall Credibility Les émissions de gaz à effet de serre et leurs conséquences climatiques

Hervé LE TREUT

CNRS, Laboratoire de météorologie dynamique, Université Pierre et Marie Curie, Paris L'augmentation de la teneur atmosphérique en gaz à effet de serre, appelée à se poursuivre et s'amplifier tout au long du XXI

ème

siècle, risque de provoquer un

réchauffement global de la planète, et un dérèglement du climat bien supérieur à tous

ceux que l'humanité a connu depuis plusieurs milliers d'années. S'il n'y a plus guère de controverses autour de la réalité de ce danger, si des indices concordants montrent même que le changement a très certainement déjà commencé, le débat reste ouvert autour de plusieurs points qui sont essentiels pour dimensionner les mesures qui devront être prises. En effet, si les progrès de la modélisation, notre compréhension beaucoup plus avancée des facteurs qui contrôlent le fonctionnement de la machine climatique, nous ont amené à un niveau de confiance élevé quant aux aspects qualitatifs des changements à venir, une quantification précise demeure impossible. Cela tient à la fois à des facteurs techniques (les modèles utilisés restent incomplets) et plus fondamentaux (le système climatique n'est pas entièrement prévisible). L'amplitude même du changement à venir reste incertaine. Le GIEC (Groupe Intergouvernemental pour l'Evolution du Climat) estime que le réchauffement global en

2100 se situera dans une fourchette allant de 2 à 6°C. Cette marge d'incertitude est liée

pour moitié environ à une difficulté d'appréciation des émissions de gaz à effet de serre

d'ici cette échéance, et pour moitié à la difficulté qu'ont les modèles à représenter certains

processus clef, tels que les nuages, l'évolution du manteau neigeux, ou le rôle de la

végétation dans les échanges sol-atmosphère. Plusieurs facteurs ont été omis dans cette

appréciation : la capacité de stockage de carbone de la végétation continentale ou des

océans peut être affectée par les conséquences d'un réchauffement, les émissions de

méthane qui pourraient résulter d'une fonte du permafrost restent impossibles à évaluer. La dimension régionale ou locale des changements climatiques reste aussi impossible à

prévoir avec précision : les modifications de la précipitation ou du régime hydrologique ne

peuvent être prédites que dans leurs grandes lignes - et montrent souvent une exposition majeure des pays du Sud. Les conséquences à plus long terme d'une évolution du climat constituent un autre facteur d'incertitude: s'il paraît peu probable que nous soyons confrontés dans les années

à venir à une fonte des grandes calottes polaires, ou à un arrêt de circulations océaniques

comme celles de l'Atlantique Nord, ces scénarios sont possibles à plus longue échéance, et

seraient alors la conséquence lointaine mais directe du comportement qui est le nôtre aujourd'hui. Cette double caractéristique (quasi-certitude sur la réalité du problème, difficulté

d'en apprécier l'ampleur) ne doit pas être interprétée comme un facteur d'inaction : s'il est

probable que c'est l'évolution même du climat qui permettra dans les années à venir de réduire les incertitudes de notre diagnostic ; il sera alors trop tard pour agir efficacement.

Académie des sciences, 16-18 septembre 2002

Effet de serre, impacts et solutions : Quelle crédibilité ? The Greenhouse Effect : Impacts and Possible Solutions. Overall Credibility A l'échelle des continents : le regard des modèles

Serge PLANTON

Météo-France, Centre National de Recherches Météorologiques

42 avenue G. Coriolis, 31 057 Toulouse

Les modèles globaux représentant le système climatique et ses couplages nous

donnent une première évaluation des réponses du climat aux émissions de gaz à effet de

serre aux échelles continentales et sous-continentales. Des simulations réalisées en respectant un protocole expérimental identique mais utilisant l'ensemble des modèles du système climatique, développés par les centres de recherche mondiaux, permettent de

donner une première idée de la dispersion des résultats à ces échelles. Il en ressort que

certaines régions soumises naturellement à de fortes variations dans l'espace et dans le temps, comme les régions de mousson, donnent lieu à une plus grande dispersion des scénarios climatiques futurs. L'Europe, avec les régions méditerranéennes, soumise, en particulier, à l'influence du rail des perturbations atlantiques, est aussi l'une des régions où la dispersion est importante. Il ressort cependant de l'analyse que certains traits des projections sont communs aux différentes simulations permettant ainsi d'y accorder une plus grande confiance. Cette dispersion des résultats des simulations s'interprète bien sûr par les incertitudes sur les conséquences climatiques des émissions de gaz à effet de serre dont elle n'est qu'un reflet partiel. Les sources d'incertitudes sont les mêmes que celles qui affectent les projections des changements climatiques à l'échelle planétaire, mais

différentes raisons peuvent être données pour expliquer l'amplification des incertitudes à

l'échelle d'une région particulière. La première est liée à la difficulté de représenter

certains mécanismes jouant un rôle particulièrement important sur les changements climatiques de la région concernée. Il peut par exemple s'agir du gradient horizontal de température atmosphérique au-dessus de l'Atlantique, intervenant sur la position du rail

des dépressions et plus particulièrement sur la fréquence et l'intensité des tempêtes qui

atteignent l'Europe occidentale. Une autre source d'incertitude est liée aux imprécisions

sur les scénarios d'émission des gaz à effet de serre et des particules restant en suspension

dans l'atmosphère (aérosols). Ces dernières ont des effets sur le climat dépendant fortement de la distribution géographique de leurs sources anthropiques qu'il est difficile d'évaluer sur le long terme. La réduction des incertitudes passe donc par une meilleure définition des scénarios d'émission anthropiques. Elle implique aussi une amélioration de la représentation des

processus qui déterminent la réponse du climat à l'échelle d'une région, en particulier

certaines rétroactions entre le climat et les processus biogéochimiques. Le développement de méthodes de régionalisation du climat est aussi une voie prometteuse. L'utilisation de

modèles à plus forte résolution, appelés modèles climatiques régionaux (MCRs), permet

une meilleure représentation des caractéristiques moyennes du climat et de sa variabilité en particulier liée aux événements extrêmes. Plusieurs études montrent que les MCRs apportent effectivement une valeur ajoutée aux études de changement climatique. Les premières études de détection des changements climatiques en France semblent aussi indiquer la capacité des MCRs à simuler certains aspects des changements climatiques récents observés à l'échelle du pays.

Académie des sciences, 16-18 septembre 2002

Effet de serre, impacts et solutions : Quelle crédibilité ? The Greenhouse Effect : Impacts and Possible Solutions. Overall Credibility

Les lacunes du savoir et de la perception

Claude LORIUS

Académie des sciences et Académie des technologies • L'impact des activités humaines sur notre environnement est illustré par de nombreux exemples. C'est en particulier le cas pour la teneur de l'atmosphère en gaz à effet de serre tels que le gaz carbonique et le méthane : les concentrations actuelles sont très nettement supérieures à celles qui ont accompagné la succession des glaciations et des périodes chaudes au cours des dernières centaines de milliers d'années.

• Là s'arrêtent les certitudes. Le rôle de ces gaz dans les variations passées et actuelles du

climat, l'évolution future des concentrations et les incertitudes concernant le fonctionnement du système climatique conduisent à une large dispersion des prévisions à l'échelle de notre siècle. • Le message sur l'importance du climat futur pour les conditions de vie de notre société peut paraître parfois brouillé. Mais ce thème est largement couvert par les médias qui ont sensibilisé le public. L'Education peine cependant à inclure l'environnement dans les horaires d'enseignement.

• Il y a encore un long chemin à parcourir après la " prise de conscience ». Et l'on attend

la mise en oeuvre des décisions prises à Rio par les gouvernements, il y a 10 ans déjà, de réduire les émissions de gaz à effet de serre. Manque de solutions technologiques, contraintes économiques et politiques et sans doute absence de conviction quant à l'urgence des mesures à prendre peuvent expliquer un tel comportement.

Académie des sciences, 16-18 septembre 2002

Effet de serre, impacts et solutions : Quelle crédibilité ? The Greenhouse Effect : Impacts and Possible Solutions. Overall Credibility Ecoulements de surface et ressources en eau continentale

Etienne LEBLOIS

Cemagref, Lyon

Les écoulements de surface présentent une forte variabilité temporelle. Ceci oriente l'hydrologue vers des caractérisations de ces écoulements de nature statistique, sous forme par exemple de distributions des volumes écoulés conditionnées à la saison. Cette approche s'appuie sur une hypothèse d'ergodicité selon laquelle chaque année hydrologique est une réalisation différente d'un même processus, l'hydrologie apparaissant comme un reflet du climat transformé par le bassin versant. Les écoulements de surface sont par ailleurs fortement structurés par les réseaux

hydrographiques, et une eau déjà utilisée (pour l'hydroélectricité par exemple) peut fort

bien être reprise en aval (pour de l'irrigation par exemple), tout en jouant entre temps divers rôles importants (écologique, de source d'eau potable, paysager, de dilution d'effluents, ... ). La caractérisation des écoulements de surface comme ressource est ainsi

très dépendante des usages concernés, et une caractérisation globale est fort délicate. La

difficulté est souvent écartée au prix d'une simplification abusive des indicateurs retenus.

On examinera dans quelle mesure de tels approches peuvent être employées à la caractérisation des écoulements et de la ressource en eau sous hypothèse d'une évolution du climat, en s'appuyant entre autres sur quelques résultats d'un projet de recherche en cours (GICC-Rhône). Les incertitudes dues à une insuffisante connaissance des réactions du système hydrologique sont réelles, mais paraissent moindres que celles liées à une insuffisante

connaissance de l'évolution du climat ou de la société. L'adoption de stratégies de gestion

de la ressource en eau de type patrimonial (prise en compte de la multiplicité des usages dans une perspective de développement durable) paraît dans l'attente et dès à présent hautement recommandable, ainsi qu'un rappel du caractère aléatoire des écoulements et

de la ressource qu'ils peuvent représenter, une des choses que notre société paraît avoir le

plus de mal à accepter.

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Effet de serre, impacts et solutions : Quelle crédibilité ? The Greenhouse Effect : Impacts and Possible Solutions. Overall Credibility Adaptations des écosystèmes marins et insulaires

Yvon LE MAHO

Académie des sciences

L'impact des changements climatiques sur les écosystèmes marins peut être mis en évidence de façon directe, d'après l'évolution des ressources marines. Il peut cependant aussi être abordé en étudiant les variations des populations de prédateurs marins qui se reproduisent à terre et des espèces terrestres, souvent endémiques, pour lesquelles les apports nutritifs sont essentiellement d'origine océanique. En complément de l'exposé présenté par Lucien Laubier sur les zones côtières, nous

nous intéresserons tout particulièrement aux écosystèmes pélagiques et aux systèmes

insulaires. L'impact le plus connu des changements climatiques sur les ressources marines et les prédateurs marins est bien sûr celui de l'effet ENSO (El Niño Southern Oscillation). Il se traduit notamment par une importante modification de la localisation des thons dans l'océan Pacifique et par l'incapacité de millions d'oiseaux marins de se reproduire. Cet effet se manifeste jusque dans l'océan austral, car il détermine " l'onde circumpolaire » qui affecte les écosystèmes subantarctiques dont dépendent de nombreuses espèces, non seulement subantarctiques, mais aussi antarctiques. Il se traduit par une augmentation considérable des distances qu'ont à parcourir les prédateurs marins

avec, par voie de conséquence, des répercussions sur le succès des espèces se reproduisant

à terre.

Mais l'impact des changements climatiques ne se limite pas à l'effet El Niño et de ses conséquences à l'échelle du globe. Le réchauffement observé dans certaines îles subantarctiques, qui va dans le sens de l'augmentation de l'effet de serre annoncée, permet en effet d'expliquer le succès de la colonisation par des insectes involontairement introduits par l'homme.

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Effet de serre, impacts et solutions : Quelle crédibilité ? The Greenhouse Effect : Impacts and Possible Solutions. Overall Credibility

Les zones côtières

Changement et vulnérabilité des peuplements marins côtiers

Lucien LAUBIER

Professeur à l'université de la Méditerranée, Marseille

Directeur de l'Institut Océanographique, Paris

Une consultation même limitée des très nombreux documents publiés depuis la prise de conscience du changement climatique global est révélatrice de l'intérêt actuellement accordé aux zones marines côtières : si l'on fait exception de la montée du niveau de la mer et de ses conséquences sur les côtes basses et du phénomène de blanchiement des Scléractiniaires hermatypiques qui forment les récifs coralliens des

régions tropicales, peu de travaux originaux ont été publiés sur ce sujet pourtant très

vaste : en effet, les données d'observation sur les milieux marins littoraux et leurs peuplements végétaux et animaux sont fort peu nombreuses, et ne couvrent pas des périodes de temps suffisantes. S'agissant de la flore et de la faune marines côtières, l'élévation du niveau de la mer, pour paradoxal ou provocateur que cela puisse paraître, n'aura qu'une très faible influence en termes de surface : les niveaux susceptibles d'être submergés d'ici un demi-siècle par une lame d'eau de 50 centimètres d'épaisseur sont le plus souvent en continuité géomorphologique et géologique directe avec les niveaux actuellement submergés. On peut donc s'attendre à voir s'y implanter les mêmes types de peuplements végétaux et animaux que ceux qui existent déjà, sous réserve que les conditions climatiques demeurent

constantes. Il faut souligner à ce sujet que les prévisions de l'élévation du niveau moyen

planétaire ont été progressivement réduites de + 3,50 à + 0,50 m, avec une valeur centrale

probable de 2,20 m en 1983 à une fourchette plus étroite de + 14 à + 80 cm, avec une valeur centrale probable de 44 cm, dans la dernière prévision du Groupe intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC ou IPCC pour le sigle anglais). La situation est bien différente pour les deux autres conséquences du réchauffement climatique global, qui sont en premier lieu l'élévation de la température moyenne des eaux et en second lieu l'accroissement de la teneur en dioxyde de carbone, pour lequel on ne dispose guère d'informations à ce jour. L'influence de la température sur la composition qualitative et quantitative des peuplements peut être mise en évidence, soit par l'effet d'une tendance centenaire, soit par l'effet d'une anomalie temporaire. L'élévation moyenne de la température des eaux de mer de surface depuis le début du 20

ème

siècle est d'environ 0,7°C, selon des enregistrements réguliers pratiqués dans l'Atlantique nord-est (Plymouth et Port Erin, en mer d'Irlande).

Cette élévation moyenne de la température de l'eau demeure inférieure à l'amplitude de la

variabilité interannuelle au cours de la même période. Néanmoins, cette élévation s'est

traduite sur les côtes anglaises par une modification de la composition et de l'abondance

des faunes littorales. En Méditerranée, outre l'installation facilitée de migrants lessepsiens

(tropicalisation de la Méditerranée orientale), on assiste dans le nord-ouest de la Méditerranée à une apparition d'espèces d'eaux plus chaudes (par exemple la girelle paon

Académie des sciences, 16-18 septembre 2002

Effet de serre, impacts et solutions : Quelle crédibilité ? The Greenhouse Effect : Impacts and Possible Solutions. Overall Credibility Thalassoma pavo, le barracuda Sphyraena zygaena) ou de formes juvéniles d'espèces qui n'étaient connues qu'à l'état adulte, car elles ne s'y reproduisaient pas (par exemple le mérou Epinephelus marginatus). Plus au large, de nombreux exemples montrent des modifications à grande échelle de l'abondance des certaines espèces, évaluée à partir des captures : c'est le cas de la sardine de Californie et de la sardine japonaise dans le Pacifique, dont les effondrements entre 1945 et 1980 sont corrélés avec l'indice de circulation atmosphérique. D'autres exemples mettent en évidence des changements de répartition, permanents ou durant les migrations de reproduction (par exemple le hareng Clupea harengus en mer de Norvège). Dans le cas des événements catastrophiques conduisant à la mort d'une très grandequotesdbs_dbs29.pdfusesText_35

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