Fondements scientifiques du Changement Climatique

Module 1
Mai 2015
Fondements scientifiques du
Changement Climatique
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Contenu
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La machine climatique
L’effet de serre
Changements observés dans le climat et dans d’autres indicateurs
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Les Causes des changements observés dans le climat
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Raisons de l’augmentation des concentrations de gaz à effet de serre
Contributions de l’être humain au changement climatique
Débats concernant les facteurs naturels et anthropiques du changement
climatique
Le concept de forçage radiatif
Causes de l’élévation récente du niveau de la mer
Les émissions de GES
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Augmentation des concentrations de gaz à effet de serre
Hausse des températures
Glaciers, calottes polaires et autres indicateurs
Élévation du niveau de la mer
Au niveau international
Au niveau national (Maroc)
Etude de cas
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« Le réchauffement du système climatique
est sans équivoque et, depuis les années
1950, beaucoup de changements observés
sont sans précédent depuis des décennies
voire des millénaires. L'atmosphère et
l'océan se sont réchauffés, la couverture
de neige et de glace a diminué, le niveau
des mers s'est élevé et les concentrations
des gaz à effet de serre ont augmenté. »
(5e rapport du GIEC, novembre 2014)
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La machine climatique
 La machine climatique est très complexe et dépend de
plusieurs paramètres et processus qui, en se combinant
font varier le climat.
 Parmi ces paramètres:
Rayons
du
soleil
L’effet de
serre
Neige:
réflexion
Eau:
L’albédo
Absorption
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L’effet de serre
Le rayonnement
solaire alimente le
système
climatique
Quelques radiations
sont réfléchies par la
terre et l’atmosphère
La moitié des radiations
solaires est absorbée par la
surface de la terre et la
réchauffe.
Quelques radiations
infrarouges traversent
l’atmosphère mais la plupart
sont absorbées et réémises
dans toutes les directions par
les molécules de GES et les
nuages. Ceci a pour effet de
réchauffer la surface de la
terre et les couches
inférieures de l’atmosphère.
Les radiations
infrarouges sont
émises par la surface
de la terre.
Source:WWF/IPCC (http://wwf.panda.org/about_our_earth/aboutcc/how_cc_works/)
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Les principaux gaz à effet de serre
CO2
CH4
N2O
HFC,
PFC et
SF6
• Généré par la combustion des combustibles fossiles , par certains
procédés industriels, la déforestation.
• Les secteurs émetteurs: transports, bâtiments et la consommation des
ménages, la production d’énergie et l’industrie.
• Emis par l’élevage des bovins , les déjections animales et les cultures
agricoles (riz), par la mise en décharges des déchets organiques.
• Son pouvoir sur l’effet de serre est de 21 fois celui du CO2.
• Résultat de pratiques agricoles intensives (engrais, déjections) et peut
être émis par les procédés industriels, principalement par es industries
des engrais.
• Son pouvoir sur l’effet de serre est de 310 fois celui du CO2.
• Gaz fluorés : ils sont utilisés dans la réfrigération et l’air conditionné,
dans les mousses isolantes et les aérosols, l’industrie des semiconducteurs et les appareils de transport d’électricité.
• Leur pouvoir de réchauffement va de 1300 fois à 23 000 fois celui du
CO2.
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Les changements observés
Photo : NASA
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Augmentation des concentrations de gaz à
effet de serre
Selon le GIEC, Les concentrations de gaz à effet de serre les plus
élevées depuis 800.000 ans
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:CO2-Temp.png
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Emissions de CO2 (1990-2010)
14000
Millions de tonne CO2
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
1990
2005
2006
2007
2009
2010
Amérique du Nord
Amérique latine
Europe et ex-URSS
Afrique
Moyen-Orient
Extrême-Orient
Océanie
Soutes internationales
Emissions
mondiales
Le Global carbon
project [1] souligne
que la trajectoire
actuelle des
émissions de CO2
concorde avec le pire
des scénarios
évoqués par le GIEC,
qui table sur une
hausse de la
température
mondiale de 3,2 à
5,4°C d'ici 2100 [2].
1990: 21 019 Millions tonnes
2014: 37 000 Millions tonnes
(1) Global Carbon Budget - Media Summary Highlights (compact), site Global carbon project, 21 septembre 2014
(2) Émissions de CO2 en 2014: vers un record à 37 milliards de tonnes , La Tribune, 22 septembre 2014
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Emissions de GES
Les émissions de GES comprennent tous les gaz à effet de
serre:
Emissions de GES en 2010: 49 Milliards CO2 éq.par an
Source: 5ème rapport du GIEC (http://leclimatchange.fr/attenuations-des-changements/)
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Hausse des températures
Source: 5ème rapport du GIEC (http://leclimatchange.fr/attenuations-des-changements/)
Les températures moyennes
L’évolution des températures moyennes est une preuve du changement climatique:
 La température moyenne mondiale (terre et océans) a augmenté de 0,85°C entre
1880 et 2012.
 Chacune des trois dernières décennies a été plus chaude que la précédente et
que toutes les autres décennies depuis 1850.
 La décennie 2001-2010 a été la plus chaude de toutes les décennies depuis 1850
 La période 1983-2012 a été la plus chaude depuis 1400 ans.
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Hausse des températures
 Au Maroc, le réchauffement enregistré durant les 50
dernières années est pratiquement le double de celui
enregistré sur les 100 ans. L'étude de la température
moyenne annuelle a montré une augmentation
significative de celle-ci de l'ordre de 0,16°C par
décennie, elle augmentera d'ici 2100 entre 2° et 5°C (1)
Selon le GIEC une hausse des températures de 2 à 3°C est à prévoir en
région méditerranéenne à l’horizon 2050, et de 3 à 5°C à l’horizon
2100.
(1) Source: Mokssit, Direction la météorologie et du Centre national de recherche météorologique, 2007.
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La cryosphère
(Glace et neige)
LA CALOTTE GLACIAIRE A PERDU EN
VOLUME DEPUIS LES ANNÉES 1990 ET
SA FONTE EST DE PLUS EN PLUS
RAPIDE.
Le volume de la cryosphère est en
diminution continue
La glace et la neige qui restent au sommet
du Kilimanjaro pourraient disparaître d’ici
20 à 50 ans, selon les scientifiques.
http://blog.amicalien.com/Phatrist/t17314_pasca
l-danel-les-neiges-du-kilimandjaro.htm
Source: 5ème rapport du GIEC (http://leclimatchange.fr/attenuations-des-changements/)
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Élévation du niveau de la mer
 Sur la période 1901-2010, le niveau de la mer a
augmenté de 19 centimètres en moyenne.
 Entre 1901 et 2010, la hausse moyenne du niveau
des mers était de 1,7 mm/an. Mais le phénomène
s’accélère, puisque la hausse était de 3,2 mm/an
entre 1993 et 2010.
Selon Mohamed El Mehdi Saidi, enseignant
chercheur à l’Université de Marrakech, « Le sud,
vers Agadir, ne devrait pas être touché en
premier. Par contre aux alentours d’El Jadida,
la plage est sur un plateau, c’est là que réside
le risque de submersion continentale. »
Plage El
Jadida
Source: 5ème rapport du GIEC (http://leclimatchange.fr/attenuations-des-changements/)
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Les Causes des changements
Neptunya.fr
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 Certaines activités humaines produisent des GES qui absorbent les
rayons infrarouges. Ils s’ajoutent aux gaz à effet de serre déjà
présents dans l’atmosphère et la rendent plus opaque et donc plus
apte à absorber le rayonnement terrestre et à le restituer sous forme
de chaleur.
 Cela amplifie le phénomène de l’effet de serre provoquant de
nombreux changements dans le climat de la planète.
Raisons de l’augmentation des
concentrations de gaz à effet de
serre
L’augmentation de l’effet de serre due à l’activité humaine est constatée et
incontestable
Source : http://www.clubdesargonautes.org/climat/cc/chap7bis.php, Raupach, M. et Canadell, J. G., 2010 :
Carbon and the Anthropocene
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Débats concernant les facteurs naturels et
anthropiques du changement climatique
 Le soleil
 L’irradiation solaire varie selon un cycle de 11 années, et peut
augmenter légèrement d’un cycle à l’autre.
 Le forçage solaire (GIEC 2011) est très faible (entre + 0,1 et +
0,5 watt par mètre carré) alors que le forçage des gaz à effet
de serre est plus important (+ 2,43 watts par mètre carré avec
un niveau d’incertitude de 10 pour 100).
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Le concept de forçage radiatif
 D'après la définition du GIEC, le forçage radiatif (W/m2) est « l’équilibre
entre le rayonnement solaire entrant et les émissions de rayonnements
infrarouges sortant de l’atmosphère ».
 Le GIEC utilise le forçage radiatif afin d'évaluer l'impact de différents
facteurs (les émissions de CO2, l'albédo, les aérosols, etc.) sur le bilan
énergétique de la Terre.
© OMM 2011
OMM: Organisation météorologique mondiale
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Le Forçage climatique global
Força
ge
Contributions de l’être humain au
changement climatique
Tout GES
Carbone noir
Radiation solaire
Albédo
Aérosols
stratosphère
Aérosols troposphère
Aérosols (effet
indirect)
Utilisation de la terre
Source : Hansen et. al, Science 2005
Les facteurs naturels, qui dominaient les forçages il y a 1 siècle (en
particulier le volcanisme), sont aujourd'hui largement dépassés par les
facteurs d'origine humaine. C'est bien l’activité humaine qui est la cause du
problème.
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Débats concernant les facteurs naturels et
anthropiques du changement climatique
 Hydrate de méthane (glace de méthane)
 L’hydrate de méthane est un solide cristallin qui se forme naturellement
dans des régions polaires et dans des sédiments marins.
 Le rapport de 2001 du GIEC souligne que l’hydrate de méthane ne
représente pas plus de deux pour cent de toutes les sources actuelles
naturelles et anthropiques de méthane.
 Le méthane ne contribue qu’à environ 20 pour 100 du forçage radiatif total
attribuable aux gaz à effet de serre.
Source: http://puccini.che.pitt.edu/frameset3b.html
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Débats concernant les facteurs
naturels et anthropiques du
changement climatique
 Autres causes naturelles possibles
 Les variations dans l’orbite terrestre : De lentes variations
régulières dans l’axe de rotation et dans l’orbite de la Terre ont
joué un rôle important dans la progression et le recul des
glaciers au cours des dernières périodes glaciaires.
Cependant, ces variations surviennent très lentement, et il faut
des milliers d’années avant que des changements d’envergure
ne deviennent apparents.
Source: http//System.solaire.free.fr
 La réorganisation interne des courants atmosphériques et
océaniques: De récentes études ont révélé que les océans
agissaient probablement comme puits thermiques plutôt que
comme sources de chaleur.
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Causes de l’élévation récente
du niveau de la mer
– Le niveau de la mer a
augmenté plus
rapidement au cours du
XXe siècle qu’au cours de
siècles précédents. Le
dernier rapport du GIEC
note qu’il est fort probable
que le réchauffement
survenu au XXe siècle ait
sensiblement contribué à
l’élévation observée du
niveau de la mer.
– Selon le GIEC ,
l’expansion thermique est
l’une des principales
causes de l’élévation du
niveau de la mer.
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Les émissions de GES
Neptunya.fr
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Les émissions de GES: Monde
Emissions de GES, millions de tonnes équivalent CO2
Autres
Bâtiments
Puissance
Déforestation
Transport
Industrie
Agriculture
Source : http://www.manicore.com/documentation/serre/GES.html
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Les émissions de GES: Maroc
Evolution des Emissions globales de GES par secteur / 1994 2012
100 000
Gg. E.CO2
80 000
60 000
40 000
20 000
0
1994
2005
2006
2008
2010
2012
Année
Energie
Procédés Industriels
Agriculture
Foresterie
Déchets
Source: Troisième communication nationale (en cours de publication)
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ETUDE DE CAS
L’état du changement climatique et ses
impacts au Maroc
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Impacts
 La région de l’Afrique du Nord serait, particulièrement
touchée. Elle devrait subir un réchauffement dépassant la
moyenne du globe et une diminution plus importante des
précipitations.
 Durant les quarante-cinq dernières années, les régions qui
étaient classées sous climat humide et subhumide
régressent au profit des régions à climat semi-aride et aride.
 Augmentation de la température annuelle moyenne estimée
à 0,16°C par décennie et la baisse des précipitations
printanières de 47% à l’échelle nationale.
 La Direction de la Météorologie Nationale prévoie une
augmentation des températures moyennes estivales de
l’ordre de 2°C à 6°C et la diminution de 20% en moyenne
des précipitations d’ici la fin du siècle.
Source: Abdellah Mokssit, Environnement et Changement Climatique au Maroc –
Diagnostic et Perspectives
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Température et précipitations
Source: Direction de la météorologie nationale
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Sécheresse et inondations
Inondations dans le Gharb
(2010)
Inondations dans le Sud (2014)
Sécheresse Draa (2007)
http://www.surleshauteurs.com/
Sécheresse (2014) la valeur
ajoutée a fléchi de 2.9%
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Désertification
 Régression du couvert
végétal forestier : 31.000
ha /an
 Erosion hydrique
 Ensablement
 Salinisation
Source: http://www.scid.ma/etude_desertification.html
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Vulnérabilité
Carte de vulnérabilité
(%): Indice de
vulnérabilité égale à
100% indique que la
population s’ approprie
en un an toute la
production.
Source: Saloua Rochdane, Sustainability 2014, 6(4), 1729-1746;
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Textes de référence et documents pédagogiques
 Introduction au réchauffement climatique, La
Cité des sciences –
 Effet de serre et empreinte écologique, Une
journée en mondialisation / Fondation Education
et Développement
 Le 5ème rapport du GIEC en Français
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Films vidéo
 Comprendre le réchauffement climatique en 4 minutes.
https://www.youtube.com/watch?v=cVPjRTxysvU
 Changement climatique : certitudes, incertitudes et
communication par Hervé Le Treut (1h23 min).
https://www.youtube.com/watch?v=YZNc_QMfojQ
 Le changement climatique causes et conséquences
(10.10 minutes).
https://www.youtube.com/watch?v=ZuqaXPn64dA
 Le réchauffement climatique expliqué (7.19 minutes).
https://www.youtube.com/watch?v=GgkcMSoQO1w
 Changement climatique (3.35 min).
https://www.youtube.com/watch?v=xeMYa1fu0uI
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Liens Utiles
 http://unfccc.int/portal_francophone/items/3072.
php: Site de la Convention-cadre des Nations
unies pour le changement climatique.
 http://www.unesco.org/new/fr/education/themes/
leading-the-international agenda/education-forsustainable-development/climate-changeeducation/
 Environnement et Changement Climatique au
Maroc
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Module de formation élaboré par:
Pr. Abdelatif Touzani
avec l’appui de:
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