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Sommaire
La compréhension de la machine climatique et sa modélisation
Le rôle des activités humaines dans le changement climatique
Les conséquences des changements climatiques
L’existence du changement climatique récent
La différence entre climatologie et météorologie
Le GIEC
Rapport de l'Académie
des Sciences sur le Climat
La compréhension de la machine climatique et sa modélisation
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«La climatologie est une science neuve encore balbutiante».
Non, la climatologie n’est pas une science neuve, contrairement à
certaines affirmations. Elle fait appel à des phénomènes physiques et
chimiques tout à fait classiques. Les facteurs déterminant la température
de notre planète sont connus depuis Joseph Fourier (1824) et n’ont pas été
remis en question depuis lors. Ils sont présentés dans le paragraphe
suivant. Le Programme mondial de recherche sur le climat (en anglais
WCRP)
a été créé conjointement par l’OMM)
et l’ICSU)
en 1980, à la suite du
Programme mondial de recherche atmosphérique (en anglais GARP)
entrepris
en 1967. Fédérés par ces programmes, des milliers de chercheurs dans tous
les pays travaillent depuis lors sur la compréhension des phénomènes
météorologiques et climatiques et confrontent leurs résultats.
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«Les facteurs qui influencent la température moyenne
d'une planète restent largement inconnus».
La température moyenne d’une planète s’ajuste à une valeur qui lui
permette d’envoyer dans l’espace, sous forme de rayonnement infrarouge,
une quantité d’énergie égale à l’énergie solaire qu’elle absorbe. Le
rayonnement infrarouge rayonné dans l’espace dépend du rayonnement de la
surface de la planète, donc de sa température, mais aussi de l’absorption par
l’atmosphère dont la composition réagit donc sur la température moyenne de
la surface. C’est ainsi que pour Vénus, la présence d’une atmosphère dense
composée essentiellement de CO2 joue un rôle clé dans
l’explication de la température d’environ 450°C qui y règne.
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«Les modèles climatiques prédisent l’avenir à partir des observations du passé».
En fait, les modèles climatiques partent des processus physiques bien connus qui régissent la dynamique et la thermodynamique des fluides (océan et atmosphère) et les échanges d’énergie entre le rayonnement infrarouge et les molécules de certains gaz (des expériences en laboratoire et la mécanique quantique ont permis de déterminer avec précision les spectres d’absorption correspondants). Les ordinateurs sont des auxiliaires indispensables à la simulation de phénomènes complexes décrits par des équations non-linéaires dans un milieu inhomogène horizontalement et verticalement et à l’analyse des divers facteurs affectant le climat. L’utilisation d’ordinateurs est parfois considérée comme introduisant un doute sous l’argument fallacieux que certaines modélisations numériques, dans d’autres domaines, ont conduit à des résultats démentis par l’expérience. Or dans tous les cas, ce n’est pas l’ordinateur qui est responsable des succès et des échecs. Ce qui importe, c’est la bonne connaissance des phénomènes qu’on se propose de reproduire numériquement. Les résultats des modélisations du climat sont cependant affectées d’incertitudes, liées pour l’essentiel à l’impossibilité pratique de simuler, dans des temps de calcul réalistes, les phénomènes de faible échelle spatiale (inférieure à 100km) On est donc conduit à introduire des paramètres les décrivant de façon empirique. L’incertitude sur les résultats est évaluée en comparant la sortie des modèles pour les diverses paramétrisations
envisageables. C’est ainsi que l’augmentation de la température moyenne
mondiale provoquée par un doublement de la concentration des gaz à effet
de serre est estimée comme étant dans la fourchette 1,5° à 4,5°. La
validation des modèles climatiques repose sur leur capacité à reproduire
les évolutions passées du climat et ses grandes structures actuelles,
déduites des observations météorologiques,
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«Le rôle de la vapeur d’eau est ignoré alors qu'il est essentiel».
Il est vrai que la vapeur d’eau est le plus efficace des gaz à effet de
serre présents dans l’atmosphère. Son action est responsable de 60% de «
l’effet de serre » naturel sans lequel la Terre connaîtrait une
température d’une trentaine de degrés inférieure à ce qu’elle est. Par
contre, l’injection de vapeur d’eau dans l’atmosphère est sans effet
durable sur la concentration de la vapeur d’eau dans l’atmosphère, dans la
mesure où sa durée de résidence dans l’atmosphère n’est que de une à deux
semaines. Cette injection ne modifie donc pas le climat. Par contre, la
durée de vie atmosphérique du CO2 est supérieure à un siècle et
sa concentration dans l’atmosphère est modifiée durablement par les rejets
humains qui peuvent donc induire une évolution du climat. Si la vapeur
d’eau n’est pas directement responsable du changement climatique, elle y
joue cependant un rôle : l’augmentation de la température provoque un
accroissement de sa concentration dans l’atmosphère qui provoque un
réchauffement complémentaire et crée une boucle de réaction amplificatrice
que les modèles prennent en compte.
Le rôle des activités humaines dans le changement climatique
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«L’évolution observée du climat n’est que le prolongement des variations observées dans le passé et l’Homme n’y est pour
rien».
L’évolution du climat dépend à l’évidence de phénomènes naturels comme
l’énergie émise par le soleil ou la présence dans l’atmosphère de fines
particules émises par les événements volcaniques majeurs. En outre, la
façon dont la Terre reçoit le rayonnement du soleil, est affectée par les
variations périodiques des paramètres qui décrivent son orbite et
l’inclinaison de son axe de rotation. C’est à ce dernier phénomène qu’on
attribue, de manière aujourd’hui incontestée, les grandes alternances de
périodes glaciaires et de périodes d’optimum climatique qui ont affecté
notre planète depuis un million d’années avec une périodicité principale
de 100 000 ans et continueront de l’affecter, la prochaine glaciation
étant prévue dans quelques dizaines de milliers d’années. Les
modélisations des climatologues tiennent compte de ces phénomènes naturels
tout comme des effets liés aux activités humaines. Ces dernières ont
changé récemment la concentration dans l’atmosphère de gaz absorbant le
rayonnement infrarouge, comme en attestent des mesures systématiques
incontestées et aucun modèle ne permet de reproduire les observations de
température observées depuis quelques décennies, si on ignore ce phénomène
nouveau dans l’histoire de la Terre.
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«Des changements de composition de l’ordre de
quelques millièmes de % ne peuvent changer le climat de la planète».
Cette affirmation n’a aucun fondement scientifique : les gaz en question
sont certes minoritaires, mais ils sont les seuls qui absorbent le
rayonnement infrarouge émis par la Terre. Ce qui compte, c’est cet effet
et ses variations. Rappelons que, sans cet effet, la Terre serait plus
froide d’une trentaine de degrés.
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«Rien ne prouve que les changements de composition observés soient d’origine humaine».
Les arguments existent. La croissance de la concentration des gaz à, effet
de serre a débuté avec l’ère industrielle. L’augmentation annuelle de la
concentration de CO2 observée n’est que la moitié du rejet
annuel dans l’atmosphère du CO2 produit par l’utilisation des
combustibles fossiles. On observe effectivement une faible décroissance de
l’oxygène dans l’atmosphère qui correspond à ce qui est nécessaire à la
combustion du charbon, du pétrole et du gaz naturel utilisés. Enfin,
l'évolution observée de la composition isotopique du carbone des molécules
du CO2 atmosphérique reflète très précisément les origines
naturelles et fossiles des sources de carbone atmosphérique.
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«Les variations du rayonnement solaire jouent un rôle plus important que celui de la composition atmosphérique».
Les variations observées par satellite du rayonnement solaire total sont
insuffisantes pour expliquer le réchauffement observé et les proposants de
cette thèse sont contraints de postuler des phénomènes d’amplification qui
restent à évaluer. Pour l’instant, les objections à cette thèse sont
triples. Premièrement, l’effet de serre lié au changement de la
composition de l’atmosphère suffit à expliquer quantitativement les
observations climatiques et un effet plus important du soleil devrait
conduire à un réchauffement plus important que celui qui prévaut.
Deuxièmement, le cycle de 11 ans du soleil est beaucoup plus important que
ses variations à l’échelle de quelques décennies et devrait donc se
traduire par une périodicité marquée de 11ans dans les variations du
climat. Enfin, l’accroissement de la température observé diminue avec
l’altitude et fait même place à une diminution au niveau de la
stratosphère. Cette variation avec l’altitude ne peut être expliquée par
une variation du rayonnement solaire, alors qu’elle est prédite par les
modèles qui simulent la modification du transfert de rayonnement provoquée
par l’augmentation de la concentration des gaz absorbant le rayonnement
infrarouge. En particulier, dans la basse stratosphère, la température
croît avec l’altitude à cause de l’absorption par l’ozone du rayonnement
ultraviolet du soleil et le rayonnement du CO2 devient
essentiellement une perte locale d'énergie. Il est donc normal que l'accroissement de la teneur en
gaz à effet de serre se traduise par une diminution de la température dans
la stratosphère, puisque les pertes d'énergie qu'y provoque cet
accroissement augmentent sans que l'apport d'énergie soit modifié de façon
significative
Les conséquences des changements climatiques
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«La montée du niveau de la mer n’a rien de dramatique».
La valeur actuelle observée de 3 mm par an est présentée comme
insignifiante, ne se traduisant que par 30 cm en un siècle. Le dernier
rapport du GIEC mentionnait l’importance récemment mise en évidence d’une
fonte des calottes continentales polaires plus rapide que prévu, sans que
l’évolution future du phénomène puisse être évaluée précisément. Le
phénomène qui était précédemment sous-estimé est la fonte des contreforts
de glace continentale en bordure de la mer et le glissement plus rapide
vers la mer des glaciers qu’entraîne la disparition de ces contreforts.
Des travaux récemment publiés à ce sujet conduisent à redouter que
l’augmentation du niveau de la mer atteigne un mètre à la fin du siècle.
En tout état de cause, toute élévation du niveau de la mer est lourde de
conséquences en de nombreuses régions du globe, en particulier les petites
îles et les deltas très peuplés du Nil et d’Asie.
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«La fonte des glaces ne fait pas monter le niveau de la mer» ?
La fonte des glaces de mer ne contribue effectivement pas à l’élévation du
niveau de la mer en vertu du principe d’Archimède : la partie immergée
correspond exactement au volume de l’eau résultant de la fonte de la glace
moins dense dont une partie sort de l’eau. La montée du niveau de la mer
est par contre affectée par la fonte des glaces situées sur la terre ferme
: glaciers de montagne et calottes continentales polaires.
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«La Terre a connu dans le passé des températures beaucoup plus élevées, sans dommages majeurs».
L’existence de changements climatiques au cours des âges
géologiques n’est en rien incompatible avec celle d’un réchauffement
actuel provoqué par les activités humaines et susceptible d’affecter
sérieusement l’humanité du XXIème siècle. Certes, la planète Terre a connu
des climats plus chauds et son existence n’est pas menacée par le
changement climatique anthropique. Par contre, les 7 à 9 milliards
d’individus qui l’habitent en verront leur existence perturbée. L’analyse
des cycles climatiques du dernier million d’années confirme qu’une
augmentation de température provoque une augmentation de la concentration
atmosphérique en CO2, notamment par suite du dégazage d’un
océan plus chaud. Ce phénomène coexiste avec l’effet de serre, ce qui
provoque une boucle de réaction amplificatrice et les phénomènes naturels
ont tendance à amplifier le changement climatique et non à l’atténuer,
comme certains optimismes infondés pourraient le laisser espérer.
L’existence du changement climatique récent
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«La notion de température moyenne n’a aucun sens».
La température moyenne mondiale (en anglais "global temperature") ne peut être obtenue qu’en composant
l’ensemble des observations ponctuelles de la température locale,
disponibles sur l’ensemble du globe terrestre. Elle n’est pas directement
mesurable et ne doit être considérée que comme une moyenne de valeurs
locales ; comme toute moyenne, elle ne présente qu’un aspect de la
réalité. La difficulté principale rencontrée dans sa détermination est
l’absence de mesures de température dans certaines régions du maillage
mondial mis en place. Les divers auteurs traitent ce problème de façon
différente, ce qui explique de petites variations dans les résultats
obtenus. Certains ne tiennent pas compte de ces régions, ce qui revient à
leur attribuer une valeur égale à la moyenne mondiale. D’autres pensent
plus représentatif de la réalité d’attribuer à ces régions la moyenne des
régions adjacentes, en faisant remarquer qu’il existe généralement une
corrélation forte entre les variations de régions voisines. Les résultats
obtenus sont peu différents, mais peuvent conduire à des modifications de
détail du classement des années par ordre de température croissante. Le
record absolu peut ainsi être attribué soit à 1998 soit à 2005. Par
contre, à condition de conserver la même méthode de traitement des
observations, chacune de ces approximations d’une vraie moyenne mondiale
est un paramètre dont l’évolution traduit l’ensemble des observations
mondiales de façon synthétique. Elle constitue cependant une
sous-estimation de l’augmentation de température observée en moyenne sur
les continents qui se réchauffent plus vite que les océans.
Bien d’autres indicateurs que la température globale confirment le
réchauffement mondial : mesures locales de la température faisant toutes
apparaître une augmentation, fonte des glaciers sur tous les
continents et à toutes les latitudes, diminution de l’enneigement dans
l’hémisphère nord, mesure de l’élévation du niveau de la mer (3mm par an)
due pour partie à la dilatation de l’eau dont la température augmente et
pour partie à la fonte des glaces continentales, changements observés de
systèmes physiques et biologiques cohérents avec les augmentations locales
de température.
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«La température a cessé de croître depuis le début du siècle».
Comme on vient de le voir, certains classements indiquent que le record
absolu a été atteint en 1998, et que les températures moyennes annuelles
ont été moins élevées depuis lors. Outre le fait que d’autres méthodes de
calcul de la température moyenne attribuent le record à 2005, les
variations aléatoires d’une année à la suivante interdisent toute
conclusion basée sur une année seulement et seules les moyennes sur
plusieurs années ont un sens. L’étude de l’évolution de la température la
plus récente, publiée en janvier 2010 par la NASA, conclut que la dernière
décennie a été la plus chaude jamais enregistrée, la dernière année 2009
se classant au 3ème rang après 2005 et 1998.
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«Certaines reconstitutions des températures du passé montrent des valeurs plus fortes que celles d’aujourd’hui et les climatologues distordent ces données à leur convenance».
Nous ne possédons évidemment pas d’archives sur des mesures fiables de la
température au-delà d’une centaine d’années. Une méthode célèbre et
unanimement prisée consiste à analyser la composition de bulles d’air
emprisonnées jadis dans les calottes polaires et que l’on récupère grâce à
des carottages d’autant plus profonds qu’on veut remonter loin dans le
temps. On fait également appel à l’analyse de l’extension des glaciers et
à un certain nombre d’indicateurs reliés à la température : cernes des
troncs d’arbre, plancton des sédiments lacustres et océaniques, analyse
des pollens. Ces indicateurs sont sensibles à d’autres paramètres que la
température et leur interprétation fait donc l’objet de discussions entre
spécialistes et est nécessairement entachée d’incertitudes. La cohérence
entre les résultats obtenus par les diverses méthodes est le principal
facteur de crédibilité de la reconstitution. En aucun cas, une mesure
locale isolée ne peut être considérée comme représentative d’une évolution
mondiale.
La différence entre climatologie et météorologie
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«Il est illusoire de prévoir le climat dans un siècle, alors qu’on est incapable de
faire des prévisions météorologiques pour le mois suivant».
La météorologie est l’étude du temps caractérisé par un ensemble de
paramètres : température, pression atmosphérique, humidité,
précipitations, vent, nébulosité. Les prévisions météorologiques ne sont
possibles avec une fiabilité raisonnable quant aux tendances générales
qu’à une échéance d’une semaine. La climatologie est l’étude du temps
météorologique moyen sur une période suffisamment longue pour éliminer les
fluctuations aléatoires et dégager des tendances significatives. Une
trentaine d’années est généralement considérée comme un bon ordre de
grandeur. Si des écarts de température de quelques degrés sont monnaie
courante en météorologie, de tels écarts sont importants en climatologie.
Par exemple, 5 à 6° seulement séparent la température moyenne mondiale
que nous connaissons actuellement de celle de la dernière période
glaciaire au cours de laquelle l’Europe du nord était recouverte d’une
couche de glace épaisse de 3 km. Il est impossible de prévoir avec
précision le temps qu’il fera à long terme parce que des variations
infimes des conditions initiales engendrent des évolutions très
différentes à longue échéance dans la réalité comme dans les modèles
numériques. Par contre, il est possible de modéliser l’évolution du climat
et on peut constater, en répétant plusieurs fois cette modélisation, que
les résultats obtenus sont cohérents en ce qui concerne les moyennes, bien
que les valeurs pour une année donnée varient de façon aléatoire.
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«Comment peut-on croire au réchauffement climatique, alors que l’hiver a été rigoureux et long ?».
Interpréter un événement météorologique limité dans le temps et dans
l’espace comme une preuve de l’existence ou au contraire de l’inexistence
du changement climatique n’a aucun sens. Une vague de froid quelque part
dans le monde (par exemple, l’hiver dernier en France plus rigoureux que
les précédents, mais bien loin des records historiques) ne prouve pas que
le réchauffement anthropique n’existe pas, pas plus que la douceur qui a
perturbé le début des jeux olympiques d’hiver à Vancouver n’est la
conséquence de ce dernier. La variation du climat est un changement de la moyenne sur
une longue période des paramètres décrivant le temps : température,
précipitations, vent, …, les variations aléatoires du temps qu’il fait
interdisant toute interprétation causale d’un événement isolé. Cette
variabilité a toujours existé et continuera à exister : la vue simpliste
d’une canicule perpétuelle n’est évidemment pas celle des spécialistes.
Le GIEC
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«Le consensus scientifique des rapports du GIEC n’a aucun sens».
Les rapports du GIEC ont pour unique objet de faire l’état des
connaissances scientifiques, en exposant les points de vue
contradictoires, à chaque fois qu’ils existent. Le consensus dont ils font
l’objet ne porte donc pas sur une sorte de vérité scientifique moyenne qui
effectivement n’a aucun sens, mais sur une présentation de la totalité des
résultats obtenus et de leurs divergences éventuelles. En ce sens, ils
présentent une certaine similitude avec les communications de synthèse (review
papers) qui sont couramment au programme de colloques scientifiques. Ils
en diffèrent sur un point : ils sont destinés à des non-spécialistes,
décideurs et grand public. Le règlement intérieur du GIEC interdit
formellement que ces rapports contiennent des recommandations d’action,
quelles qu’elles soient. Cette règle est scrupuleusement respectée, ce qui
n’empêche pas que les partisans comme les adversaires des mesures de lutte
contre le changement climatique de parler à tort des recommandations du
GIEC.
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«Le GIEC est un repère de fonctionnaires internationaux grassement payés».
La structure permanente du GIEC ne comprend qu’une dizaine de personnes
remplissant des fonctions administratives. Les rapports sont rédigés
bénévolement par des scientifiques qui acceptent de consacrer une partie de
leur activité à cet exercice. Ils restent impliqués dans la recherche et
mettent en jeu leur crédibilité de chercheur, en étant nommément désignés
comme auteurs de leur chapitre. Il existe un renouvellement important dans
la liste des auteurs d’un rapport au rapport suivant.
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«Le GIEC est un lobby fermé».
Les rapports font l’objet de deux versions préliminaires successives,
chacune étant soumise à une expertise impliquant tous les scientifiques
qui le souhaitent et se font désigner soit par un gouvernement soit par
une organisation non gouvernementale ayant un statut d’observateur (il en
existe de toute tendance). Les auteurs sont tenus de répondre à toutes les
remarques reçues. Le succès du GIEC repose essentiellement sur le fait que
la communauté scientifique concernée reconnaît dans son immense majorité
que ses rapports constituent une bonne synthèse des travaux connus et que
les politiques suivent tout le processus et reçoivent tous les
éclaircissements qu’ils souhaitent sur les interprétations possibles des
résultats obtenus par les scientifiques.
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«Comment croire à la crédibilité scientifique de rapports adoptés par des politiques ?»
L’assemblée générale du GIEC est composée de représentants des états
membres, elle approuve mot à mot le sommaire à l’attention des décideurs
qui résume en une quinzaine de pages le contenu de chaque rapport.
Néanmoins, les scientifiques conservent un rôle essentiel : lorsqu’une
proposition d’amendement rencontre l’opposition des auteurs concernés qui
estiment qu’elle n’est pas conforme aux résultats scientifiques, elle est
considérée comme non recevable. Les différents chapitres du rapport ne
font pas l’objet d’un examen en séance et sont approuvés globalement, avec
quelques modifications éventuelles à la marge pour les rendre cohérents
avec le résumé. Le processus d’approbation ne conduit donc pas à altérer
le message des auteurs. Il est remarquable que les deux derniers rapports
aient été approuvés à l’unanimité et aient donc reçu l’aval de pays
notoirement opposés à la réduction de l’utilisation des combustibles
fossiles.
Rapport de l'Académie des Sciences
En avril 2010, suite à l'Appel
signé par plus de 600 chercheurs appartenant à de la communauté
scientifique, la ministre de la Recherche demandait à l'Académie des
sciences d'organiser un débat sur sur le sujet. Il s'est tenu le 20
septembre 2010 et à donné lieu à la publication d'un rapport le 26
octobre : Le
changement climatique
Ce texte est une synthèse des interventions et
discussions qui ont eu lieu lors du débat, des contributions écrites qui
l'ont précédé ainsi que des commentaires qui l'ont suivi.
Voici les conclusions de ce rapport :
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Plusieurs indicateurs indépendants montrent une
augmentation du réchauffement climatique de 1975 à 2003.
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Cette augmentation est principalement due à
l'augmentation de la concentration du CO2 dans l'atmosphère.
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L'augmentation de CO2 et, à un moindre
degré, des autres gaz à effet de serre, est incontestablement due à
l'activité humaine.
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Elle constitue une menace pour le climat et, de
surcroît, pour les océans en raison du processus d'acidification
qu'elle provoque.
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Cette augmentation entraîne des rétroactions du
système climatique global, dont la complexité implique le recours aux
modèles et aux tests permettant de les valider.
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Les mécanismes pouvant jouer un rôle dans la
transmission et l’amplification du forçage solaire et, en particulier,
de l’activité solaire ne sont pas encore bien compris. L’activité
solaire, qui a légèrement décru en moyenne depuis 1975, ne peut être
dominante dans le réchauffement observé sur cette période.
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Des incertitudes importantes demeurent sur la
modélisation des nuages, l’évolution des glaces marines et des
calottes polaires, le couplage océan- atmosphère, l’évolution de la
biosphère et la dynamique du cycle du carbone.
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Les projections de l’évolution climatique sur 30 à 50
ans sont peu affectées par les incertitudes sur la modélisation des
procesus à évolution lente. Ces projections sont particulièrement
utiles pour répondr aux préoccupations sociétales actuelles, aggravées
par l’accroissement prévisible des populations.
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L’évolution du climat ne peut être analysée que par de
longues séries de données, à grande échelle, homogènes et continues.
Les grands programmes d’observations internationaux, terrestres et
spatiaux, doivent être maintenus et développés, et leurs résultats mis
à la libre disposition de la communauté scientifique internationale.
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Le caractère interdisciplinaire des problèmes
rencontrés impose d’impliquer davantage encore les diverses
communautés scientifiques pour poursuivre les avancées déjà réalisées
dans le domaine de la climatologie et pour ouvrir de nouvelles pistes
aux recherches futures.
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