Océan, Atmosphère et Changement Climatique : que - EUR

Miroslav Gačić
Océan, Atmosphère et
Changement Climatique :
que faut-il savoir
EUR-OCEANS
Réseau d’Excellence

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Océan, Atmosphère et
Changement Climatique :
que faut-il savoir ?
par Miroslav Gačić
Institut National d’Océanographie et de Géophysique expérimentale
Trieste, Italie
EURopean network of excellence for OCean Ecosystems ANalysis (contrat 511368) intégré dans le sixième
Programme-Cadre pour la Recherche et le Développement Technologique de la Commission Européenne
EUR-OCEANS
Réseau d’Excellence

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Sommaire
La chaleur dans l’océan et l’atmosphère 3
Echanges d’eau entre l’océan et l’atmosphère 6
Dioxyde de carbone et effet de serre 7
Qu’est-ce que l’effet de serre ? 8
Facteurs augmentant l’effet de serre 8
Réservoirs de carbone 9
Mécanismes naturels d’absorption de CO2 9
Comment les végétaux marins pompent - ils le carbone ? 9
Quelle est l’influence de l’océan sur le climat ? 11
Comment les variations climatiques peuvent-elles
modifier l’océan ? 13
Les conséquences du changement climatique sur l’océan
et l’atmosphère sont-elles déjà visibles ? 14
Qu’en est-il en Méditerranée ? 18
A quoi peut-on s’attendre dans un futur proche ? 19
Peut-on agir sur le changement climatique ? 22
Remerciements 24

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A l’heure actuelle, nous entendons, lisons, discutons de «climat» et du
«temps». Nous faisons souvent la confusion entre les deux termes.
Le temps décrit les conditions extérieures à un moment et un lieu donnés. Il
représente l’état instantané de l’atmosphère et se caractérise en termes de tempé-
rature de l’air, taux d’humidité, force du vent, couverture nuageuse et quantité de
précipitations, paramètres essentiellement mesurés à l’aide d’instruments météo-
rologiques. On parle alors de temps venteux, pluvieux, ensoleillé, chaud, froid, etc.
Le climat, lui, représente des conditions moyennes du temps d’une région,
les successions météorologiques (comme les saisons : hiver, printemps, été et
automne) et les évènements météorologiques extrêmes (tels que les tornades
et les crues). A la radio et à la télévision, nous entendons les prévisions météoro-
logiques quotidiennes et non la prédiction du climat. La différence entre temps
et climat est très bien décrite par la phrase suivante : «Le climat est ce que l’on
attend, le temps est ce que l’on a»1. L’observation du temps sur une période suf-
fisamment longue – généralement plusieurs décennies - permet de déterminer
le climat d’une région.
On a longtemps considéré que les variations climatiques étaient lentes,
jusqu’à récemment, quand les scientifiques ont en fait observé des évolutions
beaucoup plus rapides que ce qu’ils avaient imaginé auparavant. Les premières
mesures météorologiques ayant été mises en œuvre il y a seulement 200 ans, la
reconstitution du climat au-delà de cette période se fait à l’aide d’outils d’informa-
tion indirecte comme les stries d’arbres, les carottes de glace et les sédiments.
La chaleur dans les océans et l’atmosphère
Océan et atmosphère sont deux fluides en contact étroit, mais qui ne se mé-
langent pas, l’eau étant 800 fois plus dense que l’air. Etant en mouvement constant,
ils transportent chaleur et eau : ils sont essentiels pour le climat. Sans ces fluides, la
Terre aurait un climat totalement différent de celui que nous connaissons.
L’air de l’atmosphère, en contact avec la terre et l’océan, détermine à la fois
le climat et le temps.
La masse d’eau océanique représente un énorme réservoir de chaleur ca-
pable de stocker, pour un même volume, mille fois plus d’énergie que l’air. Cette
énergie est stockée et libérée très lentement. Par conséquent, contrairement à
l’atmosphère, la température de l’eau de mer diffère moins entre l’été et l’hiver.

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L’océan agit comme un régulateur de chaleur pour notre climat. Il réchauffe l’at-
mosphère en hiver et la refroidit en été. Cette chaleur provient du Soleil. Ce der-
nier irradie l’espace d’une énergie appelée radiation solaire. Malgré la distance
séparant la Terre du Soleil (environ 150 millions de kilomètres) et la faible fraction
d’énergie qu’elle intercepte, cet astre est la principale source d’énergie pour notre
planète et notre climat. Seulement 50 % de l’énergie solaire totale atteignant la
Terre est stockée dans l’océan. Le reste est immédiatement réfléchi vers l’espace
ou stocké dans l’atmosphère (qui stocke trois fois moins d’énergie que l’océan).
Etant donné la relative stabilité du climat terrestre, il est admis que notre système
est en équilibre énergétique.
Pour conserver cet équilibre et éviter des augmentations ou baisses conti-
nuelles de la température de l’eau de mer, le réchauffement océanique doit être
équivalent à la déperdition de chaleur. Le processus de perte de chaleur le plus
important dans l’océan (plus de la moitié de la perte totale de chaleur) est l’éva-
poration. Celui-ci implique une circulation de l’eau de l’océan vers l’atmosphère,
possible grâce à son passage de l’état liquide à un état gazeux. La vapeur d’eau
produite est pure, c’est-à-dire sans sel. Le sel reste dans l’eau de mer et conduit
alors à une augmentation localisée de la salinité.
Le taux d’évaporation dépend du taux d’humidité dans l’air, de la vitesse du
vent et de la température de l’eau de mer. La chaleur nécessaire à l’évaporation
de l’eau de mer entraîne un refroidissement de la zone alentour ; ainsi cette eau
de surface océanique se refroidit.
Considérant la Terre dans sa globalité, il existe un équilibre entre l’énergie
provenant des radiations solaires et la perte de chaleur. Toutefois, cet équilibre est
global et si l’on regarde à plus petite échelle on constate qu’il n’y a pas d’équilibre.
Dans les régions polaires, la perte est beaucoup plus importante que le gain d’éner-
gie, tandis que près de l’équateur, le gain prévaut sur la perte. Pourquoi n’avons-
nous pas une augmentation de la température et un réchauffement continu dans
les zones équatoriales et un refroidissement constant autour des pôles ? Les cou-
rants océaniques et les vents transportent la chaleur de l’équateur vers les pôles,
alors que les eaux froides et les courants atmosphériques circulent des zones po-
laires vers l’équateur. Ainsi, les différences de température entre les pôles et la zone
équatoriale restent constantes. En réalité, le refroidissement des hautes latitudes
et le réchauffement à l’équateur génèrent ces courants océaniques et atmosphéri-
ques, permettant les échanges et la redistribution de la chaleur.
Dans les zones polaires, la surface océanique est refroidie et une partie de