Climatologie – Présentation sommaire des aspects historiques. Le

Climatologie – Présentation sommaire des aspects historiques.
Le passé a toujours intrigué, et la connaissance de ce passé hypothétique a toujours nourri de
nombreuses études ainsi que de nombreux questionnement. Le climat du passé fait partie de ces
grandes énigmes que nous propose la Terre… Les plus grands penseurs depuis la haute antiquité se
sont penchés sur ces indices laissés dans les roches et qui demeuraient au mieux mystérieux, au pire
des objets de perversion et interdits… Léonard de Vinci lui-même s’est intéressé à ces illogismes
naturels, que faisaient des mollusques marins dans des régions où il n’y a plus d’océan (voir « Les
coquillages de Léonard » De Stephen Jay Gould .Seuil).
Le dogmatisme religieux réduit à néant les quelques tentatives de compréhension des
phénomènes naturels de grande ampleur (avec notamment la limite temporelle de la Terre qui ne
dépasse pas quelques milliers d’années).
L’uniformitarisme de James Hutton proposé dès les années 1750-1760, popularisé par
Charles Lyell dans les années 1830 avec ses « principes de géologie », permet de donner une
nouvelle dimension à l’histoire géologique avec un temps qui devient long . En montrant que les
propriétés observées actuellement étaient valables dans un lointain passé, il devient alors possible de
reconstituer les conditions et les climats du passé…
L’étude des variations des paramètres physico-chimiques associés à la météorologie
(température, pluviométrie…) , mais sur des périodes longues (au-delà de la décennie), ne prend un
réel essor qu’à partir du XVIIIème siècle. C’est à cette époque que les 1ers grands travaux sur la
stratigraphie et sur la sédimentologie montrent que les conditions environnementales ont été
fluctuantes. Les découvertes de nombreux organismes typiques (faune et flore) des zones chaudes
actuelles dans les dépôts sédimentaires anciens de l’Europe du nord et de l’Amérique du nord sont
des preuves de ces variations à grande échelle. Dès le XIX ème siècle, les physiciens mettent en
place les fondements de la recherche climatologique moderne ; le français Joseph Fourier baptise
« effet de serre » le phénomène démontré par Horace B de Saussure à la fin du XVIIIème siècle.
L’étude des moraines et des blocs « erratiques » font l’objet d’études de plus en plus
nombreuses et valident l’alternance de climats variés voire extrêmes au sein d’une même région au
cours des temps géologiques.
Les apports du XXème siècle.
1940-1980.
Dans les années 1940, seules 4 grandes glaciations sont acceptées par la communauté scientifique.
Ce qui reste en contradiction avec les propositions de Milutin Milankovitch ; géophysicien serbe, qui
propose une théorie astronomique du climat (1941) qui attribue aux variations périodiques de
l’orbite terrestre autour du Soleil les modifications du climat. L’orbite terrestre a un cycle de
modification de forme de 100 000 ans. De plus, l’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre varie
de + ou – 1.5° autour de sa valeur actuelle selon une période de 41000 ans. Enfin, l’axe des pôles
suit un mouvement de précession, ce qui engendre une variation de la distance entre le Soleil et la
Terre pour une saison donnée, dont la période est proche de 21000 ans.
La guerre froide voit une compétition pour la suprématie des océans, ce qui a une conséquence
inattendue pour l’étude des climats passés, avec l’exploration systématique des fonds marins et
l’analyse des carottages. Il est alors possible d’étudier avec une extrême précision les climats
« vieux » de plusieurs centaines de millénaires.

Une nouvelle étape est franchie dans les années 1970-1980 avec les paléoclimatologues John
Imbrie et Nilva Kipp (Université de Providence Rhode Island USA).qui développent l’analyse des
carottes sédimentaires contenant des foraminifères en mesurant le rapport des isotopes 18 et 16 de
l’oxygène (18O/16O). Ils mettent ainsi en évidence des fluctuations majeures des températures
correspondant aux grandes glaciations, et des dizaines de fluctuations mineures de moindre
amplitude au cours du dernier million d’années.
Milutin Milankovitch triomphe enfin, les résultats de J.Imbrie et de N.Kipp confirment les
prédictions théoriques de la théorie astronomique.
Reconstitution des variations du niveau marin au cours du dernier million d’années.
1980- 2000.
Au début des années 80, l’histoire climatique de la planète Terre est globalement connue.
Cependant, le rôle de la circulation océanique est encore largement méconnu, et surtout, l’évolution
de cette circulation demeure une inconnue.
Les études de la circulation océanique se développent, l’imagerie des satellites permet de donner une
nouvelle envergure aux modélisations. Ainsi, dans les années 90, la compréhension de la circulation
globale océanique actuelle et passée est bien établie et la circulation thermohaline s’impose
comme un élément essentiel dans la genèse et la variation du climat mondial passé et actuel. Le
couplage rétroactif entre l’océan mondial et le climat permet de comprendre l’extrême sensibilité et
les variations des paléoclimats.
D’autres causes internes à l’origine de ces variations du climat sont mieux comprises durant
cette double décennie, c’est le cas notamment de l’impact des éruptions volcaniques ; avec les
fortes libérations de CO2 et d’acide sulfurique sous forme de gouttelettes par exemple. Ces
projections peuvent avoir des conséquences régionales voire mondiales.
En 1450 av. JC, l’éruption volcanique de Santorin en mer Egée va mettre en suspension de telles quantités de poussières
que durant l’été qui suit en Europe et au Proche Orient, le ciel reste voilé et la température baisse d’environ 0,5°C.
Récemment, l'éruption du Pinatubo philippin en 1991 a entraîné des projections jusqu'à 35 km d'altitude. Deux mois
après l'explosion, plus de 40% d'une bande intertropicale entre 30°N et 20°S était recouverte par les aérosols,
entraînant une baisse moyenne de la température de la planète entre 0,1 et 1°C. Les volcans indonésiens Krakatoa
(1883), Augun (1963), le mont Saint Helens (1980) aux Etats-unis et le volcan mexicain El Chichòn (1982) eurent les
mêmes effets (G. JACQUES, H. LE TREUT, 2004).
Variations de l’activité volcanique depuis 400 ans.

Les années 90 et 2000 donnent une nouvelle dimension à l’impact des causes externes sur les
fluctuations climatiques, telles que la périodicité de l’activité solaire (un cycle de 11 ans associés à
des périodicités plus importantes de 200-300 ans).
Constante solaire et variations des températures (NESMES-RIBES, 2000).
L’impact météoritique apparaît comme un nouveau paramètre indiscutable depuis la
popularisation de la « crise biologique » de la fin du crétacé (-65 millions d’années) par W.Alvarez.
Un contact avec un objet céleste massif pouvant entraîner un « hiver » d’impact et avoir des
conséquences sur le climat général de la planète, et donc la faune et la flore.
La fin du XXème siècle est caractérisé par une sorte de « tout climatique » ou de
déterminisme climatique dans l’histoire de l’humanité (cas bien connu de l’est side story
d’Y.Coppens). Certains historiens développent des théories concernant des relations étroites entre le
climat et les sociétés humaines, théories parfois douteuses entre le climat et le caractère voire
l’intelligence des individus. Il est apparaît aujourd’hui que le climat n’est pas l’élément déterminant
des modifications historiques, mais qu’il reste cependant un élément important.
Le climat devenant une préoccupation majeure au niveau géopolitique, la compréhension des
mécanismes climatiques et la sensibilisation du plus grand nombre aux problèmes météorologiques
et climatologiques sont indispensables pour s’inscrire dans une éducation efficace au développement
durable.
Il demeure de nombreuses questions d’une part sur le fonctionnement actuel climatique (telle
que la redistribution calorifique solaire entre les régions de latitude différentes lorsque l’insolation
varie) et surtout, les climats d’un passé lointain sont encore mal connus, alors que de très grandes
variations climatiques ont certainement eu lieu (Existence d’une calotte polaire mondiale vers -600
millions d’années, extrême chaleur au cours du secondaire…). La compréhension des mécanismes
de modifications climatiques à ces époques lointaines permettraient de mieux appréhender le climat
chaud de notre siècle et du siècle prochain.
Ainsi, les études de ce début de nouveau siècle intègrent les données, nombreuses, issues des
campagnes océaniques depuis 60 ans, les données météorologiques disponibles depuis des siècles et
intègrent les paramètres physico-chimiques issus des activités humaines afin de mettre en
perspective les modèles proposés précédemment. La nouvelle climatologie s’inscrit désormais dans
une logique de prévision, de simulation et de prévention ; dès 1988 le IPCC (intergovernmental
Panel on Climate Change) sous l’égide de l’OMM (Organisation Météorologique mondiale) produit
des rapports qui font autorité et qui proposent des scénarios prévisionnels sur l’ampleur des
changements climatiques (voir annexe).
M.Rajade (04.2006).

ANNEXE.
Les principales conséquences des changements climatiques
"Les changements climatiques prévus auront des effets bénéfiques et néfastes sur les systèmes
environnementaux et socio-économiques, mais plus l'ampleur et le rythme de ces changements
seront important, plus les effets néfastes prédomineront." (GIEC, 2001)
Il est encore très difficile de prévoir avec exactitude les conséquences climatiques pour chaque
région du globe. Ce qui semble acquis, c'est le caractère répétitif d'événements alors exceptionnels.
Ensuite, des zones à des échelles régionales devraient subir des modifications plus spécifiques en
fonction de leur situation géographique.
Les deux principales conséquences attendues sont un déplacement vers les pôles des zones
climatiques tropicales (d'environ 100 km par degré d'élévation de température) et l'accentuation de la
dynamique et des contrastes climatiques (A. Nicolas, 06/2004).
 D'une façon générale, les écarts thermiques entre les saisons et les continents seront
moins marqués, l'élévation de température sera plus forte aux pôles qu'à l'équateur, sur les
continents que sur les océans, la nuit que le jour et plus élevée en hiver qu'en été. Le régime
hydrologique sera modifié par l'accélération du cycle évaporation-précipitation.
 Pour les conséquences les plus souvent évoquées, les glaciers continueront leur régression
généralisée tandis que la superficie et l'épaisseur de la couverture neigeuse et de la glace
marine diminueront.
"Le niveau de la mer et les inlandsis devraient continuer de réagir au réchauffement pendant
des siècles après la stabilisation des concentrations de gaz à effet de serre" (GIEC, 2001).
Notons que selon le GIEC, "il n'existe pas de changements prouvés pour ce qui est de la
superficie générale de la glace marine antarctique pour la période entre 1978 et 2000"
contrairement à la banquise arctique qui a perdu 15% de sa superficie et 40% de son
épaisseur depuis 1979.
La fonte de la banquise arctique affectera la circulation thermohaline en introduisant de l'eau
douce qui pourrait atténuer l'enfoncement des eaux salées et denses qui participent ensuite au
réchauffement de l'hémisphère Nord (L.Fortier, 08/2005).
 L’élévation du niveau des mers pourrait atteindre près d'un mètre ! Et ce, de façon
irréversible à moyen terme dorénavant. En effet, le réchauffement de l’atmosphère met des
dizaines d’années avant d’atteindre le fond des océans. Il se crée donc un phénomène
thermique capable d’entretenir la montée du niveau des océans pendant plusieurs centaines
d’années.
Niveau des mers depuis 1880
Crédit : notre-planete.info

 Un réchauffement supplémentaire de 4 à 7 degrés est attendu en Arctique dans les cent
prochaines années avec des répercussions planétaires : inondations des zones côtières, hausse
du niveau des océans, modification des trajets de migration, ralentissement des échanges
océaniques... (ACIA, 11/2004)
 Le pergélisol des régions polaires, subpolaires et montagneuses devrait continuer de
fondre, avec des glissements de terrain qui affecteront les infrastructures, les cours d'eau et
les écosystèmes des zones humides.
 La fréquence, l'intensité et la durée des phénomènes extrêmes (canicules, inondations,
sécheresses, cyclones...) seront accentuées, bien qu'il n'est pas encore possible de l'affirmer
pour les orages, les tornades ou le grêle par exemple.
 Selon le GIEC, la qualité de l'eau douce pourrait être altérée, bien que ceci puisse être
compensé par des débits plus importants dans certaines régions.
 D'ores et déjà, le vivant est affecté par le changement climatique puisque des mouvements
de milliers d'espèces sont enregistrés sur tous les continents. Ainsi, trente neuf espèces de
papillons européens et nord-américains ont progressé jusqu'à 200 km vers le nord en 23 ans
(Science & Vie, 2003). Modification des cycles de vie, accroissement du risque d'extinction
de certaines espèces vulnérables, déplacement des aires de répartition et réorganisation des
interactions entre les espèces (fragmentation, compétition) en sont les principales
conséquences.
Selon les biologistes, un réchauffement de 1°C se traduit par un déplacement vers le nord de
180 km (et de 150 m en altitude), en moyenne, des aires de répartition des espèces (Science
& Vie, 2003).
 Le réchauffement global pourrait affaiblir le Gulf Stream, courant chaud qui adoucit le
climat de l'Europe occidentale entraînant pour le coup un refroidissement important sur
l'Europe du Nord et la côte est des Etats-Unis de -5°C (hypothèse estimée plausible à 5%).
 Tous les secteurs socio-économiques subiraient les conséquences de stress
supplémentaires imposés à l'infrastructure physique et sociale, allant d'une modification des
pratiques de construction à une adaptation des systèmes de soins de santé et à des
changements des modes de vie de subsistance reposant sur les connaissances traditionnelles.
 Les taux de récolte dans les secteurs de l'agriculture, de la foresterie et des pêches sont
sensibles au climat. Ainsi, l'enrichissement de l'air en CO2 favorise le développement de la
biomasse (+30% selon l'INRA en 2004) et l'élévation de la température augmenterait la
saison de pâture en France.
Par contre, l'adaptation de ces secteurs aux catastrophes naturelles devra être importante
comme en témoignent le déclin économique du marché français du bois après les tempêtes de
1999.
 Sur la santé humaine : les conséquences seront très certainement largement négatives.
Ces incidences pourront être directes (comme l'exposition à de nouveaux stress thermiques et
à de nouveaux types de phénomènes extrêmes) ou indirectes (accroissement de la présence
de certains pollens, moisissures ou polluants atmosphériques, malnutrition, risque accru de
maladies transmises par vecteurs ou dues à la contamination de l'eau, surcharge du système
de soins de santé).
En effet, l'extension géographique de plusieurs maladies majeures comme la malaria (1
milliard de personnes infectées), la dengue, la leishmaniose... Dépend de la hausse des
températures.
 Les constructions et les centres urbains doivent s'adapter à la multiplication des
catastrophes naturelles, ce qui n'est manifestement pas encore le cas (comme en témoigne