Cours 14

Le changement climatique est une crise globale qui a son propre objectif de développement durable (ODD 13).
C'est une crise qui impacte tous les aspects du monde, y compris :
- Systèmes environnementaux
- Systèmes socio-économiques
- Gouvernance

Climat : Conditions atmosphériques moyennes d’une région donnée sur une longue période (généralement $30$ ans ou plus).
Différence entre climat et météo :
- Météo : Évolution des conditions atmosphériques à court terme (minutes à semaines).
- Climat : Modifications observées sur des périodes longues (ex. $1900-2025$ ).
Méthode d'explication :
- Personnalité : Le climat peut être comparé à la personnalité d'une personne (traits constants).
- Météo : À l’humeur quotidienne (état fluctuant et immédiat).
Impact d'une augmentation de quelques degrés sur le climat vs. la météo : alors qu'une variation de $2^\circ C$ est banale pour la météo d'une journée, elle est catastrophique pour la moyenne globale du climat.

Le système de Köppen est basé sur l'idée que la végétation naturelle est la meilleure expression du climat. Il classe les climats selon les températures et les précipitations.
Les 5 groupes principaux (Première lettre) :
1. A : Climat Tropical
- Caractérisé par des températures élevées toute l'année. La température moyenne du mois le plus froid est $\ge 18^\circ C$ .
1. B : Climat Sec (Aride)
- Défini par un déficit de précipitations par rapport à l'évapotranspiration potentielle. Inclut les déserts et les steppes.
1. C : Climat Tempéré
- Température du mois le plus froid comprise entre $-3^\circ C$ et $18^\circ C$ . Les étés sont chauds et les hivers sont doux.
1. D : Climat Continental
- Température du mois le plus froid $\le -3^\circ C$ et au moins un mois avec une moyenne $\ge 10^\circ C$ . Présente de grands contrastes thermiques saisonniers.
1. E : Climat Polaire
- La température moyenne du mois le plus chaud est toujours < 10^\circ C. Ce climat ne permet pas la croissance des arbres.
Classification par lettres additionnelles :
- Deuxième lettre (Pluviométrie) :
- f : humide (pas de saison sèche)
- s : saison sèche en été
- w : saison sèche en hiver
- m : climat de mousson (pour le groupe A)
- Troisième lettre (Température) :
- a : été chaud
- b : été tempéré
- c : été court et frais

Exemple de Climat Tempéré en Europe

Zone Cfb (Europe de l'Ouest) :
- Climat tempéré humide à été tempéré.
- Conditions : Hivers doux, étés moins chauds, précipitations réparties sur toute l'année avec des pics en automne et hiver.

Apport d'énergie du soleil et sa distribution complexe à travers les différentes sphères du système terrestre.
Sphères concernées :
- Atmosphère : enveloppe gazeuse (air).
- Hydrosphère : eau liquide (océans, rivières).
- Biosphère : ensemble des êtres vivants.
- Lithosphère : croûte terrestre (sol).
- Cryosphère : eau à l'état solide (glaciers, banquise).

L'albédo

Capacité d'une surface à réfléchir l'énergie solaire incidente.
Mesuré sur une échelle de $0$ (absorption totale) à $1$ (réflexion totale).
Exemples d'albédo :
- Calottes polaires : très élevé ( $0.8$ à $0.9$ ) car la neige réfléchit la lumière.
- Océans : très faible ( $0.06$ ) car l'eau absorbe l'énergie.
- Forêts : faible ( $0.1$ à $0.2$ ).

Mécanismes principaux :
1. Océans : Circulation thermo-haline régie par les différences de température et de salinité.
2. Atmosphère : Circulation atmosphérique (cellules de Hadley, vents dominants) transportant la chaleur de l'équateur vers les pôles.

Effets Locaux et Localisation

Les conditions climatiques varient selon :
- L'altitude : la température diminue d'environ $0.65^\circ C$ tous les $100$ mètres.
- La continentalité : éloignement par rapport aux masses d'eau régulatrices.

Changements naturels : Variations historiques dues aux cycles astronomiques (glaciations) ou aux mouvements tectoniques modifiant la position des continents.
Théorie Astronomique du Climat (Paramètres de Milankovitch) :
1. Excentricité : variation de l'orbite terrestre (plus ou moins elliptique).
2. Obliquité : inclinaison de l'axe de la Terre ( $22.1^\circ$ à $24.5^\circ$ ).
3. Précession : orientation de l'axe d'inclinaison.

État Actuel et Risques

Augmentation rapide des températures moyennes mondiales sans précédent historique récent.
Risques de trajectoires climatiques atteignant $+4^\circ C$ d'ici la fin du siècle si aucune mesure n'est prise.
Réchauffement actuel causé quasi exclusivement par l'augmentation forcée de l'effet de serre anthropique.

Fonctionnement :
- Le soleil émet des rayonnements de courte longueur d'onde.
- La Terre réémet une partie de cette énergie sous forme d'infrarouges (longueurs d'onde longues).
- Ces infrarouges sont absorbés par les Gaz à Effet de Serre (GES).
Rôle vital : Sans effet de serre naturel, la température moyenne sur Terre serait de $-18^\circ C$ au lieu de $+15^\circ C$ .

Gaz à Effet de Serre (GES)

CO2 (Dioxyde de carbone) : principal contributeur dû aux énergies fossiles.
CH4 (Méthane) : pouvoir de réchauffement bien plus élevé que le CO2 mais durée de vie plus courte.
PRG (Pouvoir de Réchauffement Global) : indice permettant de comparer l'impact de chaque gaz sur le climat par rapport au CO2.

Cycle du Carbone (réservoirs) :
- Atmosphère : $750$ gigatonnes.
- Biosphère : $2000$ gigatonnes.
- Océan : $39000$ gigatonnes.
- Sols/Lithosphère : jusqu'à $1000000$ de tonnes.
Émissions anthropiques : provenant principalement de la combustion du charbon, du pétrole, du gaz, de la déforestation et de l'agriculture intensive (méthane des ruminants).

Impacts Sociaux

Réfugiés climatiques : migrations forcées dues à la montée des eaux ou à la désertification.
Santé : expansion géographique des vecteurs de maladies (ex. moustiques tropicaux en zone tempérée).
Infrastructures : vulnérabilité accrue face aux événements météo extrêmes.

Nécessité d'une atténuation radicale (réduction des émissions) et d'une adaptation aux impacts déjà irréversibles.
L'action internationale et la gouvernance globale sont cruciales pour limiter le réchauffement sous la barre des $2^\circ C$ .