Climat et effet de serre

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Climat et effet de serre

Le climat est naturellement variable comme en témoigne l'irrégularité des saisons d'une année sur l'autre.
Cette variabilité est normale, et tient aux fluctuations des courants océaniques, aux éruptions volcaniques, au rayonnement solaire et à d'autres composantes du système climatique encore partiellement incomprises. De plus, notre climat aussi a ses extrêmes (comme les inondations, sécheresses, grêle, tornades et ouragans), qui peuvent devenir dévastateurs.

Historique

En 1824, Joseph FOURIER, physicien français, surnomme "effet de serre" le phénomène démontré par Horace Bénédict DE SAUSSURE à la fin du 18ème siècle : la température sur Terre est accrue par l'atmosphère qui piège une partie du rayonnement infrarouge émis par la Terre.

Svante ARRHENIUS annoncait dès 1896, qu'en brûlant le charbon, les hommes allaient réchauffer la planète via un effet de serre renforcé et fût donc le premier à mettre en évidence le risque de réchauffement climatique.

Il indiquait déjà avec beaucoup de clairvoyance que le doublement de la concentration en dioxyde de carbone dans l'atmosphère devrait entraîner l'augmentation de la température de 4°C à 6°C.
En 1958, Charles David KEELING commence à mesurer les concentrations de CO2 sur le volcan Mauna Loa à Hawaï : elles sont alors de 315 ppm puis de 330 ppm en 1974 : preuve locale d'une augmentation de la concentration en CO2.

En 1979, l'Académie nationale des sciences américaine lance la première étude rigoureuse sur le réchauffement de la planète. Le comité Charney qui en eu la charge concluait déjà que " si les émissions de dioxyde de carbone continuent d'augmenter, le groupe d'étude ne voit aucune raison de douter que des changements climatiques en résulteront, et aucune raison de penser que ces changements seront négligeables ".

Au début des années 80, le glaciologue grenoblois Claude LORIUS entreprit une coopération avec ses collègues soviétiques de la station Vostok, installée au coeur de l'Antarctique.

En 1985, les foreurs russes parviennent à extraire des carottes de glace jusqu'à un kilomètre de profondeur.

Publiées en 1987, leur analyse réalisée à Grenoble et à Saclay par les équipes de Dominique RAYNAUD et Jean JOUZEL, démontre que, depuis cent mille ans, il existe une corrélation étroite entre températures moyennes et teneurs en gaz à effet de serre.

En 1999, la démonstration s'est étendue aux 400 000 dernières années. Sur cette période, jamais la teneur en gaz à effet de serre n'a atteint les valeurs actuelles.

Enfin, en 2008 confirmation a été apportée sur une période de 800 000 ans....

Depuis 1988, plusieurs milliers de chercheurs internationaux se sont réunis sous l'égide des Nations Unies pour constituer le Groupe Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat (GIEC) ou IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) afin de travailler sur ce bouleversement global (planétaire) et rapide.

Source : Planète Info

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Comprendre l'effet de serre

L'effet de serre est un phénomène naturel, indispensable à la vie sur Terre et qui assure une température moyenne de 15°C environ au lieu de -19 °C. En fait, une température de -19°C ferait geler les océans, ce qui augmenterait considérablement leur pouvoir réflecteur faisant chuter les températures autour de -100°C...

La Terre reçoit la majeure partie de son énergie du soleil (principalement sous forme de lumière visible), une partie est directement réfléchie, une autre absorbée et une dernière rayonnée sous forme d'infrarouges (rayonnement thermique) par notre planète.

Le rayonnement infrarouge émis par la Terre est en partie intercepté par les gaz à effet de serre de l'atmosphère terrestre tandis que le reste est diffusé vers l'espace.

Un gaz à effet de serre est donc relativement transparent à la lumière du soleil mais capable d'absorber une partie du rayonnement thermique de la Terre. La Terre équilibre le rayonnement solaire entrant par l'émission de rayonnement thermique. La présence de substances à effet de serre limite le rafraîchissement par rayonnement thermique et amène donc à un certain réchauffement (Richard Lindzen).

Ainsi, la vapeur d'eau, le méthane, le dioxyde de carbone et le protoxyde d'azote, qui sont les principaux gaz à effet de serre (GES) contribuent à piéger l'énergie renvoyée, augmentant la température moyenne de la Terre.

En effet, ce sont les gaz à structure polyatomique (au moins 3 atomes) qui retiennent le rayonnement infrarouge au contraire des molécules diatomiques (99% de l'atmosphère) qui ont une structure trop simple.

Notons le double rôle des nuages dans l'effet de serre : vis-à-vis du rayonnement solaire, les nuages agissent principalement comme un parasol qui renvoie vers l’espace une grande partie des rayons du Soleil. Le pouvoir réfléchissant, ou albédo, des nuages épais à basse altitude, est ainsi très élevé, de l'ordre de 80%. Par contre, les cirrus qui sont des nuages d'altitude constitués de cristaux de glace, ont un effet parasol très faible puisqu’ils sont transparents mais participent fortement à l'effet de serre.

Source : Planète Info

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Changement climatique : un constat alarmant

La hausse des températures moyennes à la surface du globe est la première conséquence attendue et constatée des émissions massives de gaz à effet de serre. Or, les relévés météo enregistrent des anomalies positives de températures qui se confirment d'années en années par rapport aux températures enregistrées depuis le milieu du XIXème siècle...

De plus, les paléoclimatologues soulignent, dans le rapport 2007 du GIEC, que la température actuelle moyenne de l'hémisphère Nord est la plus élevée depuis 500 ans et probablement depuis plus de 1 300 ans !

Depuis le début du XXe siècle (1906-2005), la température moyenne à la surface du globe a augmenté de 0,74°C, mais cette progression n'a pas été continue puisque depuis 1976, la hausse s'est nettement accélérée, atteignant 0,19°C par décennie en accord avec les prédictions des modèles.

La période 1997-2006 est marquée par une anomalie positive moyenne de 0,53°C dans l'hémisphère Nord et de 0,27°C dans l'hémisphère Sud, toujours par rapport à la normale calculée pour 1961-1990 (OMM, 12/2006). Ceci alors même qu'il a été enregistré une baisse de l'activité solaire.



Les dix années les plus chaudes jamais observées sont toutes postérieures à 1997. Ainsi, l'année 2010 est la plus chaude, suivie de près par 1998 et 2005. De plus, la décennie 2001-2010 a connu la température la plus élevée jamais enregistrée sur une décennie depuis le début des relevés instrumentaux.
La température des eaux tropicales a augmenté de 1,2°C au cours du XXè siècle (contre 0,5°C en moyenne pour les océans), entraînant un blanchiment des récifs coralliens apparu en 1997. En 1998, le réchauffement prolongé de l'eau a détruit la moitié des récifs de corail de l'Océan Indien.

De plus, la température dans les zones tropicales des cinq bassins océaniques, où se forment les cyclones, a augmenté de 0,5 degré Celsius de 1970 à 2004, or de puissants cyclones sont apparus dans l'Atlantique Nord en 2005 (Katrina, Rita, Wilma), tandis qu'ils étaient plus nombreux dans les autres parties du monde.

Source : Planète Info

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La hausse du niveau des océans

Le niveau moyen des océans s'est élevé de 17 cm depuis 1880 à cause de la fonte des glaciers mais aussi avec la dilatation thermique de l'eau - on parle de contribution stérique -, qui, plus chaude, augmente son volume.

Au XXème siècle, le niveau des mers a augmenté d'environ 2 mm par an. De 1990 à 2003, il a atteint le rythme relativement constant de près 3 mm par an (A. Cazenave, La Recherche, 07/2006). Durant cette période, la moitié de la hausse provenait de la dilatation thermique des eaux océaniques et l'autre moitié des pertes pertes de masse des calottes polaires et des glaciers de montagne.

Depuis 2003, on constate toujours une hausse assez rapide (environ 3,27 mm/an) du niveau marin, mais la dilatation thermique voit sa contribution diminuer (0,4 mm/an) alors que la fonte des calottes polaires et des glaciers continentaux s'accélère.

D'ici à 100 ans, les scientifiques prévoient une élévation d'environ 1 m du niveau des océans : 1/3 de cette hausse proviendra de la dilatation des eaux, 1/3 de la fonte des glaciers de montagne qui devraient avoir tous disparu et le dernier tiers de la fonte partielle des deux inlandsis (l'inlandsis du Groenland et l'inlandsis à l'ouest de l'Antarctique).

Des évaluations récentes révisées avant la tenue du Sommet de Copenhague en décembre 2010 montrent qu'en 2100 le niveau de la mer dans le monde entier pourrait être au moins deux fois plus élevé que les estimations du 1er groupe de travail, spécifiées dans le 4ème rapport d'évaluation du GIEC : si les émissions non pas été modifiées il pourrait bien dépasser 1 mètre.

La limite supérieure a été estimée comme - une élévation du niveau de la mer de 2 mètres dès 2100. Une fois que les températures mondiales se seront stabilisées, le niveau de la mer continuera à s'élever pendant des siècles et des élévations du niveau de la mer de plusieurs mètres sont prévues au cours des prochains siècles.

Source : Planète Info

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La fonte des glaciers et des glaces

La fonte des glaciers continentaux

Les mesures effectuées par satellite et sur la glace prouvent actuellement que les nappes de glace du Groenland et celles de l'Antarctique perdent de leur masse à une vitesse croissante. La fonte des glaciers et des calottes glaciaires dans les autres parties du monde s'est aussi accélérée depuis 1990 (Résumé exécutif pour le sommet de Copenhague, 12/2009).

Depuis la fin des années 1960, la couverture neigeuse mondiale a diminué d'environ 10 à 15%. Les vagues de froid hivernales dans une grande moitié septentrionale de l'hémisphère nord durent deux semaines de moins qu'il y a 100 ans.

Pour autant, les glaciers de montagne, bien qu'en régression un peu partout dans le monde, sont sujets à de fortes variations pluri-temporelles qui rendent les prévisions sur ce point difficiles selon certains spécialistes.

Les glaciers polaires comme ceux du Spitzberg (à une centaine de km du pôle Nord) reculent depuis 1880, libérant de grandes quantités d'eau (Laboratoire de Géodynamique des milieux naturels et anthropisés, Clermont-Ferrand, 01/2004).

La fonte de la glace de mer

L'Arctique perd environ 10% de sa couche de glace permanente tous les dix ans depuis 1980 (NASA, 2003). Dans cette région, les températures moyennes ont augmenté à une vitesse deux fois plus rapide qu'ailleurs dans le monde durant les dernières décennies (ACIA, 11/2004).

La fonte de la banquise arctique se traduit par une perte de 15% de sa superficie et de 40% de son épaisseur depuis 1979.

De plus, la banquise atteint des records en terme de perte de superficie : en août 2007, la banquise ne représentait plus que 5,26 millions de km², pour 7,5 millions de km² en 1978 (National Snow and Ice Data Center, 08/2007).

Tous les modèles prédisent la disparition de la banquise arctique en été d'ici quelques décennies, ce qui ne sera pas sans conséquence sur le climat en Europe. La fonte d'été de la glace de mer arctique s'est accélérée bien au-delà des prévisions des modèles climatiques.

Dans la plus grande partie de l'Alaska, le pergélisol a gagné 1,6°C depuis le début des années 1980 et jusqu'à 3,3°C dans certaines zones. Conséquences : des trous, appelés thermokarst, apparaissent subitement.

Source : Planète Info

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La multiplication des phénomènes extrêmes et des anomalies climatiques

A l'échelle de l'humanité, une moyenne de 200 millions de personnes sont touchées chaque année par les catastrophes naturelles et environ 70 000 périssent.

En effet, comme en témoignent quelques exemples de catastrophes et anomalies climatiques, nous assistons à des signes avant-coureurs significatifs :

Août 2003, une canicule sans précédent touche l'Europe et principalement la France sinistrée avec 20 000 morts.

L'année 2000 fût marquée par des précipitations et des inondations sans précédent dans de nombreuses régions du globe :
l'Italie, la Suisse et l'Angleterre des mois d'octobre à décembre, l'Indochine avec les crues du Mékong les plus importantes en quarante ans, à Nagoya, au Japon, les pluies de septembre, ont atteint un niveau jamais enregistré depuis 1891, le Texas a enregistré durant l'été, 66 jours sans pluie, du jamais vu depuis les observations de 1898.

La saison cyclonique 2005 dans l'Atlantique Nord a battu des records à la fois en nombre de tempêtes et en puissance des cyclones.

La saison cyclonique 2005 dans l'Atlantique Nord a battu des records à la fois en nombre de tempêtes et en puissance des cyclones.

"Des sécheresses plus sévères et plus longues ont été observées sur des larges étendues depuis 1970, particulièrement dans les régions tropicales et subtropicales " (GIEC, 2007).

L'intensité de la circulation océanique profonde et lente qui redistribue l'énergie dans les océans diminue sensiblement depuis 5 ans, bien que les prévisions sur ce sujet soient encore très incertaines.

Juillet 2006, des canicules touchent une partie de l'Europe et de l'Amérique du Nord entraînant notamment une tension sur l'énergie. L'été 2007 sera également celui de feux de forêts importants et de records de températures dans la zone méditerranéenne de l'Europe.

Soulignons cependant que ces observations sont dépendantes des systèmes de relevés météorologiques qui n'existent que dans un nombre assez limité de pays avec des statistiques qui remontent rarement au-delà d'un siècle ou un siècle et demi.

De surcroît, les scientifiques peinent à représenter les variations climatiques des deux derniers milliers d'années qui pourraient servir de référence dans les projections.

C'est pourquoi, il faut nuancer quelque peu le caractère exceptionnel de ces informations. En effet, il est encore difficile de connaître les périodes de retour des catastrophes climatiques dans une région donnée. Mais sur le dernier siècle, force est de constater l'emballement du système climatique.

Source : Planète Info

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Un immense bloc de glace de deux fois la superficie de Paris ou Manhattan s'est détaché d'un glacier du Groenland, selon des images satellite de la Nasa révélant le dernier signe du réchauffement climatique.

Les images dévoilées mercredi montrent l'énorme morceau de glace se détachant du glacier de Petermann situé sur la côte nord-ouest du Groenland. Une île de glace deux fois plus grande en 2010 s'était détaché de ce glacier, selon le processus de désagrégation des glaciers et de création des icebergs appelé "vêlage".

Selon la Nasa, la fissure était visible depuis 2011 et le satellite Aqua mis sur orbite polaire a détecté une fracture entre le 16 et le 17 juillet.

L'océanographe Andreas Muenchow, de l'université du Delaware, précise que si les icebergs vêlés semblent immenses, l'essentiel de la fonte des glaces se passe à 600 mètres sous le niveau de la mer, là où le glacier est en contact avec le substrat rocheux et où l'eau de mer est beaucoup plus chaude qu'à la surface.

"La plus grande partie de la fonte est causée par l'océan, dans les eaux. Ce phénomène majeur n'est pas visible, il n'est pas possible de le détecter à l'oeil nu" écrit-il sur son blog icyseas.org.

"Par contre, contrairement à ce que l'on pourrait penser, le détachement de ces morceaux de glace n'aura que peu d'effet direct sur le niveau de l'océan, la plaque de glace de 100 à 150 mètres d'épaisseur étant déjà plongée dans des eaux océaniques proche du point de congélation", ajoute-t-il.

Selon Andreas Muenchow, les eaux de l'Atlantique responsables de la fonte du glacier seraient de plus en plus chaudes, selon des chiffres datant de 2003.



Sciences et Avenir 19/07/2012

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La naissance de ce morceau de glace est, pour les experts, le signe que des changements cruciaux s'opèrent sur le plateau glaciaire.

'est un iceberg gros comme deux fois la presqu'île de Manhattan qui s'est détaché du glacier Petermann, dans le nord du Groenland. Les images provenant d'un satellite de la Nasa montrent une langue de glace qui se brise à l'extrémité du glacier. Déjà, en 2010, une véritable île de glace mesurant 250 km2 s'en était détachée.

Le glacier Petermann, possible menace pour les plates-formes pétrolières, est très surveillé, surtout à cette période de l'année. Certes, comme d'autres, il laisse régulièrement s'échapper de nouveaux icebergs. Mais l'ampleur de ses modifications récentes a surpris les experts. "Ce n'est pas une catastrophe, mais c'est un événement important", tempère Eric Rignot, de la Nasa, dans un communiqué.

D'autres sont plus angoissés, comme l'a confié Andreas Muenchow, de l'université du Delaware, à l'agence Associated Press : "C'est dramatique. C'est inquiétant. Nous avons analysé les données disponibles pour les cent cinquante dernières années, et nous réalisons que nous assistons aujourd'hui à des changements que nous n'avions jamais vus auparavant."


La naissance de cet iceberg ne devrait pas, cette fois, avoir d'impact sur le niveau des mers, puisque la glace qui s'est détachée flottait déjà sur les eaux. Il reste toutefois indispensable de garder un oeil sur les blocs de glace qui se détachent du Petermann. Selon le Service canadien des glaces cité par la BBC, ceux-ci peuvent parfois atteindre les côtes de Terre-Neuve au Canada, posant alors des problèmes de navigation.

Le plateau glaciaire du Groenland est d'ailleurs dans son ensemble sous haute surveillance : les experts s'accordent à dire qu'il s'est bien éclairci ces dernières années, sous l'effet de températures de plus en plus chaudes. Leurs inquiétudes ne sont pas près de s'apaiser.


LE POINT.FR 19/07/2012