Les modèles climatiques sont des simulations numériques complexes reposant sur des lois physiques fondamentales comme la thermodynamique et la mécanique des fluides.
L'atmosphère et les océans sont divisés en mailles tridimensionnelles. Plus la résolution du maillage est fine, plus les prévisions sont précises, bien que cela nécessite une puissance de calcul extrêmement élevée.
Ces modèles sont testés en essayant de reproduire les climats passés (archives paléoclimatiques comme les carottes de glace ou les sédiments marins) pour garantir leur fiabilité avant d'être utilisés par le GIEC pour des projections futures.
II. Activités humaines et climat
A. Impact de l'activité humaine
L'augmentation de la température mondiale est directement corrélée à la concentration des gaz à effet de serre (GES). Ces gaz absorbent le rayonnement infrarouge thermique émis par la surface terrestre, piégeant ainsi l'énergie dans l'atmosphère.
Dioxyde de carbone ($CO_{2}$) : Principalement issu de la combustion du charbon, du pétrole et du gaz naturel, ainsi que de la production de ciment et de la déforestation (réduction des puits de carbone).
Méthane ($CH_{4}$) : Émis par les activités agricoles (fermentation entérique des ruminants, rizières), les décharges et les fuites lors de l'extraction de gaz naturel.
B. Scénarios des modèles climatiques
Le GIEC définit plusieurs scénarios basés sur les trajectoires socio-économiques mondiales.
Les projections indiquent une hausse de la température moyenne de (2∘C) à (5∘C) d'ici l'horizon (2100).
Conséquences physiques majeures :
Montée du niveau moyen des océans due à la dilatation thermique de l'eau et à la fonte des glaces continentales.
Acidification des océans due à l'absorption massive de $CO_{2}$, perturbant les écosystèmes marins.
III. Bilan énergétique mondial
A. Ressources d'énergie
L'humanité dépend encore à plus de (80%) des énergies fossiles, qui sont des stocks limités en cours d'épuisement.
Les énergies renouvelables (solaire, éolien, hydraulique) progressent mais nécessitent des infrastructures de stockage pour compenser leur intermittence.
B. Consommation d'énergie
La consommation mondiale a été multipliée par (5) en (50) ans.
Elle est inégalement répartie : les populations les plus riches consomment la plus grande part de l'énergie finale pour le transport, l'industrie et le chauffage des bâtiments.
IV. Indicateurs et impacts écologiques
A. Combustion et santé
La combustion libère des particules fines (PM2.5) et des polluants atmosphériques affectant la qualité de l'air, provoquant des maladies respiratoires et cardiovasculaires graves.
B. Empreinte carbone
L'empreinte carbone mesure les émissions totales (directes et indirectes) de gaz à effet de serre. Un comportement éco-responsable vise à réduire cette empreinte par la sobriété énergétique et la consommation locale.
C. Cycle du carbone et rétroactions
Rétroaction positive : Le réchauffement entraîne la fonte du permafrost, libérant du $CH_{4}$ qui amplifie à son tour l'effet de serre.
Adaptation et atténuation : La transition écologique nécessite à la fois de limiter les émissions (atténuation) et de s'adapter aux changements inévitables (infrastructures résilientes).