Le changement climatique existe et il est lié à nos activités.

Le changement climatique existe et il est lié à nos activités.
1- L’évolution ancienne du climat
a. Les variations naturelles de la température et des gaz à effet de serre au
cours des 400 000 dernières années.
Le climat de la Basse-Normandie obéit depuis des centaines de milliers d’années à des cycles
liés au fonctionnement de la Terre, avec des variations de température importantes. Le
graphique représente ici une échelle de temps allant de - 400 000 ans jusqu’à aujourd’hui.
L’amplitude de ces variations (courbe rouge) s’inscrit dans une échelle allant de zéro à moins
dix degrés, zéro étant l’actuelle. La température peut donc baisser fortement durant des
périodes que l’on appelle des périodes glaciaires. Ce sont des périodes assez longues. Ces
périodes glaciaires sont coupées par des périodes interglaciaires au cours desquelles la
température du globe augmente de façon importante. Ces périodes interglaciaires sont très
courtes. La dernière période interglaciaire a débuté il y a environ – 15 000 ans et se termine
actuellement. Cela aurait dû nous mener vers une nouvelle période glaciaire, mais ce n’est pas
le cas.
On remarque sur le graphique qu’au moins deux des gaz à effet de serre, le CO2 et le CH4
(Dioxyde de Carbone et Méthane), évoluent de façon similaire à la température (courbes
bleue et verte). Cependant, il est important de noter que depuis peu (encadré noir), les courbes
du CO2 et du CH4 ne sont a priori, plus naturelles, puisqu’on on observe une augmentation
très importante de ces deux gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Cela entraine une
élévation globale des températures.
b. En lien avec ces variations thermiques, la mer de la Manche se vidange ou
se remplit
Les variations de températures depuis des centaines de milliers d’années ont entrainé
des variations très importantes du niveau de la mer de la Manche. En effet, il faut savoir
que pendant la période glaciaire il y a – 15 000 ans, la mer de la Manche n’existe pas, l’eau
étant piégée sous forme de glace dans un énorme inlandsis (nappe de glace recouvrant la terre
ferme comme au Groenland). La cartographie ci-dessous montre 4 étapes significatives de
l’évolution du niveau de la mer de la Manche :
Il y a – 10 000 ans, fin de la dernière glaciation, alors que l’inlandsis fond, la mer commence
à monter. La future mer de la Manche est en formation. La localisation du trait de côte est
donc très loin de ce qu’elle est aujourd’hui.
Il y a – 7 500 ans, la transgression marine (envahissement des continents par la mer) dite
« holocène » fait que le niveau de la mer de la Manche monte progressivement, Guernesey est
déjà une île.
Il y a – 5 000 ans, le trait de côte, cette fois ci n’atteint pas l’île Chausey en tant que système
d’île. Mais, par contre, nos côtes sont déjà très proches des côtes actuelles.
Enfin, il y a – 2 500 ans, le trait de côte est un petit peu à l’intérieur des terres, le niveau marin
étant légèrement supérieur à ce qu’il est aujourd’hui. Ainsi, on a par exemple une grande
partie des marais du Cotentin localisée sous le niveau de la mer.
2- Zoom sur les dysfonctionnements récents : l’évolution de la température et des
GES au cours des 1000 dernières années
La dernière glaciation a duré une centaine de milliers d’années, la période interglaciaire qui a
permis le développement humain, dont le développement économique, est relativement
courte. Lorsqu’on regarde en détails les 1000 dernières années, on s’aperçoit en fait que la
température du globe était en train de baisser (courbe bleue sur le graphique). C’était donc
bien le début d’une période de glaciation. Globalement sur l’hémisphère Nord, nous avons
perdu environ 0.25 degré en 1000 ans, ce qui explique que nos ancêtres, relativement proches
de nous y compris nos grands-parents, avaient un climat très différent du nôtre.
Très récemment, à partir de 1850-1900, la température s’est mise à augmenter de façon très
importante (en rouge sur le graphique). En effet, en quelques décennies, nous avons pris un
degré. En fait, l’augmentation soudaine de cette température correspond à l’augmentation
rapide des émissions de gaz à effet de serre, CO2, CH4, N2O, en lien avec le développement
industriel, qui prend effet vers 1800-1850 (graphique ci-dessous).
Donc, c’est la révolution industrielle et nos émissions de gaz à effet de serre qui ont
entrainé ce changement.
a. L’évolution de la température au niveau local
Il est possible d’étudier de manière plus détaillée la façon dont la température évolue
localement. La station de Guernesey est la station qui représente le mieux le Nord Cotentin et
qui a le plus de recul historique, c’est pourquoi nous la présentons comme exemple. Le
paramètre représenté dans le graphique ci-dessous est la « normale », c’est-à-dire que c’est la
moyenne des températures pour des périodes de 30 ans, entre de 1851 et 2010.
On observe que la température monte progressivement en moyenne. A Guernesey, sur un
siècle, on a pris 1 degré. On est passé de 10,2 degrés en moyenne à 11,2 degrés.
Le second graphique montre que la température à Caen, qui est pourtant un peu plus
continentale que celle du Val de Saire, évolue de façon similaire et on s’aperçoit que les
maxima au cours des étés montent progressivement depuis les années 1975, jusqu’aux années
2013. Ainsi, on passe d’une température maximum de l’ordre de 28 degrés à une température
maximale de 35 degrés (courbe en rouge). Donc, on a des étés qui sont de plus en plus
chauds et cela s’observe sur une période très courte.
b. L’évolution des vents au niveau local
L’étude des vents montre qu’a priori, il n’y a pas d’évolution du nombre des tempêtes.
Néanmoins, en ce qui concerne les vents relativement « modérés » présents en été, c’est-àdire les vents supérieurs à 57 kilomètres heures, on s’aperçoit qu’ils sont en train d’augmenter
singulièrement (en vert sur les graphiques).
Ainsi, en 1975, que ce soit à Caen ou à Guernesey, nous n’avions très peu de jours de vents
« modérés » dans l’année, à part pendant les épisodes tempétueux. Alors qu’actuellement, on
observe que nous sommes passés à près de 100 jours de vent à Guernesey, et près de 50 jours
à Caen. Ce sont en fait les vents d’Est, c’est-à-dire que les vents que l’on a en été, ou les vents
d’Ouest, c’est-à-dire les vents que l’on a en intersaison, qui sont devenus de plus en plus
fréquents.
Cela pourrait avoir une incidence particulière sur nos écosystèmes et notamment sur
l’agriculture car les vents de Nord-Est en Normandie sont des vents dits « froids ».
c. L’évolution de la température de l’eau de mer
Pour comprendre l’évolution de la température de l’eau de mer, prenons l’exemple de la de
mesures réalisées à Guernesey depuis 1980. Les séries de données des britanniques (sur le
changement climatique ou la biodiversité) sont plus anciennes et plus complètes que les
nôtres, puisqu’elles datent parfois du siècle dernier, c’est pourquoi nous présentons une
nouvelle fois un exemple pris sur Guernesey.
On observe qu’en fait, la température de l’eau de mer à Saint Peter, augmente également de
manière similaire à celle des températures. Au total, l’eau a pris plus d’un degré sur les 30
dernières années.
d. L’évolution de la pluviométrie
On sait maintenant que dans le cadre du changement climatique, les modèles sont à peu près
tous convergents : les températures sont en train d’augmenter, y compris chez nous. Par
exemple, sur la station de Cherbourg, c’est une augmentation de 0,9 degré dans le siècle.
En ce qui concerne la pluviométrie, les modèles de météo-France et les autres modèles dans le
monde ne sont pas convergents et les dernières données en date que météo France met sur son
site, en lien avec le ministère de l’écologie, nous proposent une baisse potentielle à l’horizon
2100, en partant d’un scénario de développement modéré de la planète. La baisse concernerait
300 millimètres pour le Nord-Cotentin, ce qui est beaucoup. Ce chiffre peut sembler étonnant,
vu la façon dont nos hivers semblent devenir pluvieux, comme en 1997 ou en 2001 (c’est une
impression que beaucoup partagent). Il semble au contraire que l’on ait des hivers
extrêmement pluvieux depuis une vingtaine d’années.
La conclusion est qu’au niveau des chiffres donnés par les modèles de pluviométrie, nous
sommes encore beaucoup dans l’incertitude.
3- En route vers le futur
a. Les scénarios du GIEC
La projection des données dans le futur s’effectue à partir de modèles. Et pour pouvoir
modéliser des évolution de données liées au climat, on est obligé de tenir compte de la façon
dont nos sociétés vont se développer ou pas. C’est ce qu’on appelle les scénarios du GIEC. Le
GIEC est un groupement international d’une communauté scientifique représentant les Etats,
dont la France. En fonction de la façon dont l’économie doit évoluer dans le monde, le GIEC
propose différents scénarios, avec des élévations de températures en fonction du temps. Nous
vous les présentons dans le graphique ci-dessous :
On observe donc que les élévations de température en degrés, vont dépendre des différents
scénarios élaborés. Les scénarios de type B sont des scénarios où il y a un développement
économique relativement modéré, et où les sociétés humaines se mettent d’accord pour limiter
les effets de serre, à partir des années 2030, notamment. Les scénarios de type A sont des
scénarios pour lesquels le développement économique n’est pas ralenti, avec des émissions de
gaz à effet de serre de plus en plus importantes.
Actuellement, il semble que nous soyons plutôt partis sur des scénarios dépassant les
plus pessimistes (donc dépassant le A1-F), avec la volonté des états de relancer la
croissance. Alors, les élévations de températures pourraient être de 4,5 voire 6 degrés, à
l’horizon 2100. Il y a donc une part d’incertitude.
b. L’évolution du climat bas-normand
En ce qui concerne l’évolution du climat bas normand, la DREAL a réalisé une étude avec
météo-France pour déterminer quels seraient potentiellement les données de températures,
pluviométrie, etc. dans le futur, en fonction des scénarios du GIEC.
Les cartographies présentées ci-dessus décrivent les températures maximales en été pour les
mois de juin, juillet et août, en partant de la situation actuelle en Normandie. Ainsi, on
observe que dans le Nord-Cotentin, les gammes de températures sont de l’ordre de 18 degrés,
et que dans le Val de Saire, c’est là où l’été est le plus frais en moyenne. Dans le Sud de la
Basse-Normandie, on a déjà des températures de l’ordre de 23-24 degrés. Les cartes montrent,
aux horizons 2030, 2050 ou 2080, et selon des scénarios du GIEC allant de perspectives de
développement réduites vers des perspectives de développement plus importantes, que l’on a
une augmentation des températures qui pourrait nous faire gagner près de 3,4 voire 5 degrés
dans le Nord-Cotentin.
L’objectif a été de montrer l’évolution du climat dans le cas où les Etats ne
s’accorderaient pas sur une décroissance économique, et donc sur une décroissance des
émissions des gaz à effet de serre.
En savoir plus sur le changement climatique : les apports du projet CECILE.(lien)
Les enjeux liés au changement climatique, des paramètres
qui évoluent.
On va voir maintenant les impacts globaux du changement climatique et les enjeux au niveau
local.
1- La fonte de la banquise arctique
La température augmentant, les glaces, au niveau du globe, sont en train de fondre,
notamment celles de la banquise arctique.
Pour rappel, la banquise en elle-même est comme « un glaçon dans un verre ». Sa fonte
n’entraine donc pas l’élévation de la mer. Mais par contre, la fonte de l’inlandsis du
Groenland (nappe de glace recouvrant la terre ferme), peut apporter par glissement de plus en
plus d’icebergs qui vont fondre dans la mer et faire monter son niveau plus rapidement.
Il faut savoir que pendant l’été, la surface de la banquise arctique est la plus faible. A la fin de
période de l’année, on observe sur le graphique ci-dessus qu’en moyenne, entre 1979 et 2000,
la banquise faisait près 7 millions de kilomètres carré, alors qu’en 2012, elle ne fait plus que
3,5 millions de kilomètres carré. C’est un record.
Quelles pourraient être les incidences en Normandie ?
Par exemple, la fonte de la banquise pourrait avoir une incidence sur la manière dont
fonctionne le trafic maritime mondial en libérant un nouveau passage au Nord de la Russie,
alors qu’actuellement, le transit entre l’Europe et les Etats-Unis se fait via la Manche. En fait,
depuis 3, 4 ans, les russes et les chinois ont commencé à passer par ce passage. Il y a peutêtre une opportunité pour les ports normands.
2- L’élévation du niveau de la mer : quelles perspectives ?
La mer de la Manche est en train de monter, et ceci nous est démontré, d’une part par les
marégraphes, d’autre part par l’altimétrie satellitale. Il n’y a pas de marégraphes ayant une
chronique importante en mer de la Manche c’est pourquoi les mesures sont basées sur le
marégraphe de Brest.
Le graphique ci-dessus montre le taux d’élévation de 1970 à 2010. Dans un premier temps,
cette élévation a été mesurée par des marégraphes, avant que ce soient les satellites qui
prennent la relève à l’échelle du globe. La comparaison des deux a permis de montrer que les
mesures satellitales étaient correctes. On observe donc que l’élévation du niveau de la mer n’a
été, en moyenne, que de 0,8 millimètre/an sur la longue période allant de 1850 à 1940.
Progressivement, la mer a commencé à monter plus vite, notamment pendant la période de
1940 à 1990. On est passé à 2 millimètres de taux d’élévation par an. Enfin, depuis les 15-20
dernières années, le taux est beaucoup plus important, environ 3,4 millimètres. Ça signifie
que la mer est en train de monter de plus en plus vite.
Dans son rapport de 2007, le GIEC prévoyait à l’horizon 2100 une élévation de 20 à 50
centimètres. Dans son nouveau rapport en 2013, le GIEC prévoit maintenant une
augmentation plus importante allant de 28 centimètres à 98 centimètres d’élévation à
l’horizon 2100. En réalité, l’élévation mesurée en 2010 était déjà supérieure à ce qui avait été
annoncé par le GIEC en 2007. Aussi, d’autres scientifiques reconnus nous annoncent une
élévation de plus de 2 mètres ! Il faut donc rester prudent face aux chiffres prévus.
Mais que se passe-t-il réellement le long des côtes de la Manche ?
En fait, il faut bien noter que la mesure de l’élévation du niveau de la mer est globale à
l’échelle du monde (carte ci-dessus). On connaît les zones où la mer monte vite, elles sont
représentées en rouge. Mais il y a des zones (en bleu) où il y a des courants froids,
l’expansion de la mer est bien moindre, et le niveau baisse. Les mesures peuvent varier de +3
centimètres par an à -2 centimètres par an. Ces variations subtiles existent parce qu’un courant
chaud entraîne une dilatation de la masse d’eau, alors qu’un courant froid au contraire,
empêche une trop grande dilatation. Les mouvements de plaques tectoniques provoquent le
soulèvement de certaines parties de continent. Donc, si un continent se soulève, bien
évidemment, on a l’impression que la mer baisse [plus d’info dans l’encadré ci-dessous].
Résumé tiré de la présentation d’Anny CAZENAVE (LEGOS, CNES) en septembre 2013, colloque sur
les hausses de niveau marin (G.DENIAUD et N.PFEIFFER)
Les causes principales de l’élévation du niveau marin sont de deux principales sortes :
-
La dilatation thermique (conséquence de l’augmentation de la température de la mer)
La variation des masses d’eau (conséquence notamment de la fonte des glaciers)
Les mesures depuis 10-20 ans sont plus nombreuses, notamment les mesures ARGO. Pour
estimer les variations de masses, trois systèmes de mesures existent : l’ingénierie spatiale, la
gravimétrie spatiale et l’altimétrie radar. Grâce à cela on a pu estimer que la fonte des glaciers
(de l’inlandsis) participait à la hausse du niveau marin de 1mm/an. Elle est donc responsable
pour 1/3 de l’augmentation du niveau marin. On a aussi pu distinguer les différences très fortes
entre les glaces du Groenland et celles de l’Antarctique.
Ainsi, sur les derniers 20 ans, on peut conclure que la contribution pour la hausse du niveau
marin est répartie comme ceci : 30% vient de l’expansion thermique (dilatation des océans),
55% vient de l’augmentation de la masse des océans (dont la fonte des glaciers) et 15% est
non-expliquée. Cependant, malgré les techniques de calcul qui s’améliorent, les résultats sont
toujours aussi variables.
Le fait est que la mer ne monte pas de façon uniforme. En effet, il existe une variabilité
régionale de l’augmentation du niveau marin. Elle est due au fait que l’océan stocke plus de
chaleur dans certaines régions que dans d’autres, et ce pour deux raisons :
-
La forme de la terre et la présence de zones tropicales
Le rebond post-glaciaire (isostatique) lié à la viscosité/élasticité du manteau. Le
phénomène reste mal connu mais on estime la contribution du rebond à 0.3 mm/an. Il
apparait aussi que les effets sont différents si l’on se trouve proche des pôles.
Pour calculer la hausse véritable du niveau, il faut donc bien y ajouter la variabilité régionale.
On a : hausse moyenne du niveau marin + variabilité régionale + mouvement de la croute
terrestre. Des cartes avec les effets régionaux ont été produites à partir des croisements des
différents paramètres (fonte des glaciers, augmentation du taux de salinité, etc.)
3- Les mouvements de la croûte terrestre
Les mouvements de la croûte terrestre sont une autre conséquence du changement
climatique. C’est le rebond post-glaciaire (isostatique).
Le schéma ci-dessus montre qu’il y a -15 000 ans, la calotte glacière était localisée sur le
Nord de l’Europe. Elle pouvait atteindre 3 à 4 000 mètres d’épaisseur (6 à 7000 au Nord de
l’Amérique). La croûte continentale, qui se trouvait alors sous un poids important, s’abaissait.
Très rapidement, à partir de – 15 000 ans, quand la glace a commencé à fondre, la croûte s’est
mise à se soulever puisqu’elle avait auparavant été forcée à baisser. Cependant, il faut savoir
qu’à partir du moment où ces territoires au Nord se soulèvent, il y a des risques que nos
territoires au Sud s’abaissent.
Et en mer de la Manche ?
On ne sait pas quelle est la part des mouvements de la croute terrestre sur la hausse du niveau
marin en mer de la Manche, mais on connaît maintenant de façon précise, la topographie du
territoire, parce que l’Etat a acquis des modèles numériques de terrain très précis, au
décimètre près (outil LIDAR). Néanmoins, on sait que ça monte.
4- les eaux continentales littorales.
Quelles sont les répercussions de l’élévation de la mer sur les eaux continentales littorales ?
-
On sait que plus la mer va monter, plus il sera difficile de vidanger les marais
maritimes et de contenir les inondations des fleuves côtiers. Naturellement, il y aura
une augmentation de la durée et de la fréquence des inondations.
-
Il en sera probablement de même au niveau des nappes d’eau souterraines parce qu’à
chaque fois que la mer monte, les nappes d’eau souterraines montent également alors
que lorsque la mer descend, elles descendent. Ces mouvements des nappes s’exercent
donc en fonction des marées. Egalement, avec le changement climatique, le niveau
des nappes d’eau souterraines est en train de monter progressivement.
Les enjeux littoraux : quelques ordres de grandeur dans la Manche ?
Les illustrations ci-dessus permettent d’imager trois conséquences possibles de l’élévation de
la mer sur les eaux continentales à savoir :
-
Des submersions marines ;
-
La hausse du niveau des nappes littorales ;
-
La mauvaise vidange des exutoires fluviaux, voire le refoulement des écoulements
Actuellement, on estime que 2,7% de la superficie de la Basse-Normandie est située sous le
niveau de la mer. Il est donc logique de penser que plus la mer montera, plus les enjeux
augmenteront sur ce territoire.
s
s
Au total, il y aurait plus de 10 000 bâtiments déjà sous le niveau de la mer dans les
départements du Calvados et de la Manche. Cela représente plus de 8 milliards d’euros de
biens qu’il va falloir, tôt ou tard, délocaliser, ou qu’il va falloir protéger tout en sachant que
les problèmes vont augmenter. De même, si l’on considère cette fois ci une élévation de plus
de 2 mètres par rapport au niveau actuel, ce serait presque 30 000 bâtiments sous le niveau de
la mer. Les enjeux financiers sont donc très importants, surtout si l’on souhaite éviter la perte
des biens et que la collectivité française finance l’opération.
Aussi, en termes d’infrastructures routières et de réseaux enterrés, on a actuellement plus de
2 000 kilomètres de routes et de réseaux sous le niveau marin. Cela représente également
plusieurs milliards d’euros de biens que l’on va probablement perdre progressivement, dans
un futur qui peut cependant être lointain.
Lorsque l’on additionne le tout, cela représente plus de 15 000 euros par foyer fiscal basnormand, ce qui est à peu près équivalent à la dette publique française.
5- Le sel va davantage pénétrer les aquifères côtiers
Les nappes d’eau souterraines étant en relation avec la mer, dont le niveau s’élève, on observe
une pénétration progressive des eaux salées de la mer dans les aquifères côtiers, où sont
situées les nappes d’eau souterraines.
Par exemple, sur l’image ci-dessus, on observe très bien qu’à marée basse, la mer baisse et la
nappe se vidange. A marée haute, c’est l’inverse qui se passe, c’est-à-dire que l’eau salée va
pénétrer, via le cordon dunaire et le sable, dans zones humides arrières-littorales. Et, plus la
mer va monter, plus le sel va pénétrer dans ces zones.
En conséquence, l’usage agricole de certaines terres devrait devenir problématique (sur-salure
des sols et des eaux. Aussi, certains secteurs pourraient devenir plus propices à un système
ovin qu’à un système bovin.
En Normandie, quel est le devenir des marais maritimes, entre la pénétration du sel via la
nappe, l’érosion des cordons dunaires et les intrusions marines ?
La DREAL Basse-Normandie a acquis des connaissances pour localiser les espaces qui sont
soumis à cette dynamique dans les marais : la cartographie de la piézométrie, c’est-à-dire de
la forme que prend la nappe d’eau souterraine en profondeur et la façon dont elle s’écoule en
profondeur.
Ci-dessus, on observe les courbes de niveau de la nappe en orange et l’on voit que la nappe
s’écoule des points hauts vers les points bas, la mer venant aussi alimenter la nappe. Ce sont
des connaissances nouvelles qu’on peut assimiler, accumuler progressivement, pour pouvoir
mieux comprendre la façon dont nos territoires vont évoluer.
6- Zoom sur l’érosion régressive
Un autre impact du changement climatique sera probablement l’augmentation de l’érosion
régressive du littoral, phénomène qui s’illustre par la formation de coulées de sable qui
glissent par-dessus le cordon dunaire et pénètrent dans les zones humides arrières-littorales.
C’est donc le déplacement progressif du cordon dunaire. On peut imaginer que plus le
changement climatique prendra effet, plus la mer montrera, et plus le sable pénètrera dans le
système de marais, et donc qu’on perdra progressivement l’usage de ces territoires.
Actuellement, l’érosion régressive touche 2,7% de la surface des sols de la Basse-Normandie.
Sur les sites LiCCo, les cartes et chiffres précis de l’érosion sont mis à disposition sur le site
Internet.
7- En mer : des changements majeurs sont en cours
Actuellement, on observe que des changements majeurs sont en cours et également en termes
de biodiversité.
Par exemple, on observe que les eaux chaudes (tache rouge) au sein desquelles on trouve les
planctons d’eau chaude sont en train de remonter vers le Nord, vers les côtes d’Ecosse, en
utilisant le Gulf Stream, alors que les cortèges d’eau froide sont en train de se réfugier vers
l’Islande.
L’élévation des températures dans la mer de la Manche (que l’on observe à Guernesey
notamment) entraîne donc des modifications importantes de la biodiversité, et il n’est pas
étonnant de commencer à voir un certain nombre d’espèces comme des mérous, balistes, ou
poissons lunes. Ici, ils ne se reproduisent pas mais on estime qu’ils viennent tester notre
territoire.
8- Modéliser pour tenter de cerner
Egalement, la répartition des espèces végétales pourrait changer. Par exemple, on sait que le
chêne vert est une espèce méditerranéenne, que l’on trouve aussi le long des côtes atlantiques,
sans que ce soit son aire de distribution normale.
A l’horizon 2100, les modèles d’élévation des températures nous prédisent que les côtes de
Normandie auront probablement du chêne vert. Et, à contrario, le hêtre va progressivement
remonter et disparaître de nos régions, comme on le voit sur les cartes du bas.