Introduction à la science des changements climatiques

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Module 1
1
Introduction à la science des changements
climatiques
One UN Training Service Platform
on Climate Change: UN CC:Learn
Objectifs de la formation
2
1. Expliquer les concepts
scientifiques fondamentaux sur
les changements climatiques
2. Identifier les facteurs
anthropiques conduisant aux
changements climatiques
A la fin du module,
les participants
sauront :
4. Analyser différents
scénarios de changements
climatiques et leurs
conséquences
One UN Training Service Platform
on Climate Change: UN CC:Learn
3. Expliquer l’évolution
observée et projetée du climat
Module 1 : Introduction aux changements climatiques
du point de vue scientifique
Aperçu
3
Partie 1
Partie 2
Partie
APERÇU3
Partie 4
Partie 5
Introduction à la
science des
changements
climatiques
Facteurs
anthropiques des
changements
climatiques
Evolutions
observées et
conséquences des
changements
climatiques
Evolutions
projetées et
conséquences des
changements
climatiques
Sources des
données
scientifiques
One UN Training Service Platform
on Climate Change: UN CC:Learn
Module 1 : Introduction à la science des
changements climatiques
4
Partie 1
One UN Training Service Platform
on Climate Change: UN CC:Learn
Introduction à la science des
changements climatiques
Module 1: Introduction à la science des
changements climatiques
Qu’est-ce que le climat ?
5
Temps
Climat
« Ce qui se
passe dans
l’atmosphère
à un moment
donné »
« Temps
moyen sur une
longue
période »
Source : Organisation météorologique mondiale
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Partie 1 : Introduction à la science des
changements climatiques
Un système climatique complexe
6
Source : GIEC 2007, p102. Pour plus d’informations : site de l’OMM
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on Climate Change: UN CC:Learn
Partie 1 : Introduction à la science des
changements climatiques
Qu’est-ce que l’effet de serre ?
7
Source : GIEC 2007. Pour plus d’informations : site de l’OMM
One UN Training Service Platform
on Climate Change: UN CC:Learn
Partie 1 : Introduction à la science des
changements climatiques
Vidéo de la NASA
sur l’effet de serre
8
Vidéo: Comprendre comment la vapeur d’eau, le
dioxyde de carbone et d’autres gaz génèrent de
l’effet de serre sur Terre.
URL: http://www.youtube.com/watch?v=ZzCA60WnoMk
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Partie 1 : Introduction à la science des
changements climatiques
Facteurs qui influencent le climat –
les « forçages climatiques »
9
Source : NOAAA National Climatic Data Center
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Partie 1 : Introduction à la science des
changements climatiques
Fluctuations climatiques naturelles
Exemple : El Niño et La Niña
10
Source : NOAA. Pour plus d’informations : site de l’OMM
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Partie 1 : Introduction à la science des
changements climatiques
Changements climatiques et
réchauffement planétaire
11
Réchauffement
planétaire
Renvoie au réchauffement
général de la planète, fondé
sur la température moyenne
à la surface de la Terre.
Changements
climatiques
Renvoie à des changements
de caractéristiques
climatiques sur de longues
périodes : température,
humidité, précipitations, vents
et phénomènes
météorologiques importants.
Pour plus d’informations : site de l’OMM
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Partie 1 : Introduction à la science des
changements climatiques
Evolution de la température à la surface
(1901–2012)
12
Source : GIEC 2013, p.6
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Partie 1 : Introduction à la science des
changements climatiques
Instruments pour prévoir et projeter les
changements de climat
13
Prévision climatique
• Une prévision climatique a pour objectif de fournir une estimation du climat dans le futur à
partir de l’évolution actuelle.
Scénarios d’émissions
• Les scénarios d’émissions décrivent les rejets futurs dans l’atmosphère des gaz à effet de
serre, des aérosols et autres polluants ; en se fondant sur les informations relatives à
l’utilisation des terres et la couverture des sols, ils fournissent des données pour les modèles
de climat.
Modèle de climat
• Représentation numérique qui explique certaines des propriétés connues du système
climatique, en se fondant sur les propriétés physiques, chimiques et biologiques de ses
composants, sur leurs interactions et leurs processus rétroactifs.
Projection climatique
• Généralement établie après utilisation de modèles de climat, une projection climatique est la
réponse simulée du système climatique au scénario d’émissions futures ou de concentration des gaz
à effet de serre et des aérosols.
Source : GIEC 2013 et site du GIEC. Pour plus d’informations : site de l’OMM
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Partie 1 : Introduction à la science des
changements climatiques
Changement projeté de la température moyenne à
la surface
14
Période : entre 1986-2005 et 2081-2100
Scénario RCP 2,6
Scénario RCP 8,5
Source : GIEC 2013, p.22
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Partie 1 : Introduction à la science des
changements climatiques
Les changements climatiques a une
incidence sur les :
15
Écosystèmes
• Biodiversité, stockage du carbone,
habitats naturels …
Activités humaines
• Agriculture, eau douce, santé …
Activités urbaines
• Transports, infrastructures, styles de
vie …
• Energies, productions, industries des
Systèmes économiques matières premières …
Systèmes sociaux
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on Climate Change: UN CC:Learn
• Egalité, migration, paix et conflits
…
Partie 1 : Introduction à la science des
changements climatiques
La science des changements
climatiques nous permet :
16




De comprendre
comment et pourquoi le
climat change
D’évaluer l’influence
des humains sur le
climat
De projeter de
possibles changements
D’encourager les
politiques / prises de
décision et les
changements de
comportement
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Source : National Science Foundation
Crédit photo : Niwot Ridge lter site/John W. Marr
Partie 1 : Introduction à la science des
changements climatiques
Pourquoi la science des changements
climatiques est-elle importante ?
17




L’analyse des données et des prévisions météorologiques est
importante pour :
 Planifier à court terme
 Prendre des mesures en cas d’urgence
Les modèles de climat permettent de prévoir des scénarios
climatiques à long terme
Données importantes pour l'évaluation des vulnérabilités et la
planification des adaptations
Promouvoir le développement de la résilience face aux
changements climatiques et éviter une mauvaise adaptation
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Partie 1 : Introduction à la science des
changements climatiques
Histoire de la science des changements
climatiques
18
1824
• Débat sur le fait que la température de la Terre peut augmenter en cas de
modification de l’atmosphère
1861
• Observation du fait que le CO2 et le H2O peuvent provoquer des
changements climatiques
1895
• Première hypothèse d’un effet de serre anthropique
1938
• Preuve que la multiplication par deux de la concentration de CO 2 dans
l’atmosphère implique une hausse de la température moyenne mondiale de
2°C
Années 1950
1958
Années 1970
• Début des recherches interdisciplinaires sur le cycle du carbone
• Mesures de haute précision des concentrations de CO2 dans l’atmosphère
• Découverte d’autres gaz à effet de serre
1979
• Première Conférence mondiale sur le climat à Genève
1988
• Formation du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat
(GIEC)
1990
• Premier Rapport du GIEC
Pour plus d’informations : site de la BBC
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Partie 1 : Introduction à la science des
changements climatiques
19
Partie 2
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Facteurs anthropiques des
changements climatiques
Module 1: Introduction à la science des changements climatiques
Vidéo du GIEC relative à l’influence
humaine sur le climat
20
Vidéo : Cette vidéo résume les principales découvertes
scientifiques exposées dans le rapport du GIEC sur les
changements climatiques 2013.
URL: http://www.youtube.com/watch?v=6yiTZm0y1YA&feature=youtu.be
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Partie 2 : Facteurs anthropiques des
changements climatiques
Présentation des gaz à effet de serre
réglementés par le Protocole de Kyoto
21
Gaz à effet de serre
Potentiel de réchauffement
global (PRG) (sur 100 ans)
% Total des émissions
anthropiques de GES (2010)
Dioxyde de carbone(CO2)
1
76%
Méthane (CH4)
25
16%
Oxyde nitreux (N2O)
298
6%
Hydrofluorocarbones (HFC)
124 -14 800
< 2%
Hydrocarbures perfluorés (PFC)
7 390-12 200
< 2%
Hexafluorure de soufre (SF6)
22 800
< 2%
Trifluorure d'azote (NF3)
17 200
< 2%
Source : Reproduction du GIEC 2007 et du PNUE 2012
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Partie 2 : Facteurs anthropiques des
changements climatiques
Principal gaz à effet de serre :
le dioxyde de carbone (CO2)
22



Principal gaz à effet de serre (représente
environ 64% du forçage radiatif total des
GESp)
La moitié du CO2 émis par les activités
humaines est absorbée par la biosphère et
les océans
Le reste demeure dans l’atmosphère
pendant des centaines, voire des milliers
d’années
Source : OMM 2013
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Partie 2 : Facteurs anthropiques des
changements climatiques
Concentration de CO2 dans l’atmosphère et
taux de croissance annuels
23
Depuis 1750, la
concentration de CO2 dans
l’atmosphère a augmenté
de 40%.
Source : OMM 2013
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Partie 2 : Facteurs anthropiques des
changements climatiques
Principal gaz à effet de serre :
le méthane (CH4)
24




Deuxième GES principal (contribue à
environ 18% du forçage radiatif total
provoqué par les GESp)
Environ 40% du méthane sont rejetés
dans l’atmosphère par des sources
naturelles
Environ 60% proviennent d’activités
humaines
Demeure dans l’atmosphère une
douzaine d’années
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Source : GIEC 2007 et OMM 2013
Partie 2 : Facteurs anthropiques des
changements climatiques
Concentration de CH4 dans l’atmosphère et
taux de croissance annuels
25
Depuis 1750, la
concentration de CH4
dans l’atmosphère a
augmenté de 150%.
Source : OMM 2013
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Partie 2 : Facteurs anthropiques des
changements climatiques
Zoom sur le cycle du carbone
26
Source : PNUE
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Partie 2 : Facteurs anthropiques des
changements climatiques
Principal gaz à effet de serre :
l’oxyde nitreux (N2O)
27



Troisième GES principal (contribue à
environ 6 % du forçage radiatif total
provoqué par les GESp)
Reste dans l’atmosphère pendant
environ 114 ans
Les émissions de N2O proviennent de
sources naturelles (environ 60%) et
anthropiques (environ 40%)
Source : GIEC 2007 et OMM 2013
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Partie 2 : Facteurs anthropiques des
changements climatiques
Concentration de N2O dans l’atmosphère et
taux de croissance annuels
28
Depuis 1750, la
concentration de N2O
dans l’atmosphère a
augmenté de 20%.
Source : OMM 2013
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Partie 2 : Facteurs anthropiques des
changements climatiques
Principaux gaz à effet de serre :
les gaz fluorés
29




Effet sur le réchauffement planétaire 23000 fois
plus élevé que le dioxyde de carbone
Demeurent dans l’atmosphère plus de 50000 ans
Trois groupes principaux : les hydrofluorocarbones
(HFC), les hydrocarbures perfluorés (PFC) et
l’hexafluorure de soufre (SF6)
Développés principalement pour remplacer les
substances réduisant l’ozone
Source : GIEC 2007. Pour plus d’informations : EPA, CE
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Partie 2 : Facteurs anthropiques des
changements climatiques
Gaz à effet de serre réglementés par
le Protocole de Montréal
30



Le Protocole de Montréal vise à
supprimer progressivement les
substances qui appauvrissent la
couche d’ozone
Les substances réglementées par le
Protocole de Montréal sont aussi de
puissants gaz à effet de serre
Par exemple, les
chlorofluorocarbones (CFC)
contribuent ensemble à environ 12%
du forçage radiatif total des GESp
Source : EPA
Source : GIEC 2007 et OMM 2013. Pour plus d’informations : site NOAA
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Partie 2 : Facteurs anthropiques des
changements climatiques
Concentration dans l’atmosphère de SF6 et
d’hydrocarbures halogénés
31
Source : OMM 2013
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Partie 2 : Facteurs anthropiques des
changements climatiques
Influences humaines sur le système
climatique
32
Il est très probable
que plus de 50 % du
réchauffement depuis
1951 soit dû à
l’augmentation des
gaz à effet de serre
et à d’autres facteurs
anthropiques.
Source : GIEC 2013, p.66. Pour plus d’informations : Site de l’OMM
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Partie 2 : Facteurs anthropiques des
changements climatiques
33
Partie 3
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Evolutions observées et
conséquences des changements
climatiques
Module 1 : Introduction à la science des
changements climatiques
Anomalies observées des températures en
surface (1850-2012)
34
Anomalies observées de températures moyennes en surface,
combinant les terres émergées et les océans
Au cours des trois
dernières décennies, la
température à la surface
du globe a régulièrement
augmenté, comme jamais
cela n’avait été le cas
depuis 1850.
Source : GIEC 2013, p.6
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Partie 3 : Evolutions observées et conséquences
des changements climatiques
Changements observés concernant les précipitations
annuelles sur les terres émergées
35
Source : GIEC 2013, p.8
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Partie 3 : Evolutions observées et conséquences
des changements climatiques
Réchauffement observé des océans
(1950-2010)
36
Plus de 60 % de la
hausse énergétique
nette au sein du
système climatique est
emmagasinée dans la
couche supérieure de
l’océan (période
1971-2010).
Source : GIEC 2013, p.10
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Partie 3 : Evolutions observées et conséquences
des changements climatiques
Acidification observée des océans
37
Source : GIEC 2013, p.10
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Partie 3 : Evolutions observées et conséquences
des changements climatiques
Elévation observée du niveau des mers
(de 1900 à 2010)
38
Entre 1901 et 2010,
le niveau moyen des
mers à l’échelle
mondiale a augmenté
de 0,19 m.
Source : GIEC 2013, p.10
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Partie 3 : Evolutions observées et conséquences
des changements climatiques
Observation du recul des glaces dans les
mers de l’Arctique (1900-2010)
39
Source : GIEC 2013, p.10
One UN Training Service Platform
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Partie 3 : Evolutions observées et conséquences
des changements climatiques
Changements observés dans les systèmes
physiques et biologiques
40
Source : GIEC RE5
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Partie 3 : Evolutions observées et conséquences
des changements climatiques
Zoom : Les changements climatiques sont-ils responsable des
phénomènes météorologiques extrêmes ?
Nombre de phénomènes
41
Source : PNUE
2009, p.12.
Pour plus
d’informations :
Site de l’OMM
Année
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Partie 3 : Evolutions observées et conséquences
des changements climatiques
42
Partie 4
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Evolutions projetées et
conséquences des
changements climatiques
Module 1 : Introduction à la science des
changements climatiques
Zoom : Profils représentatifs d’évolution
de concentration (RCP)
43


Ensemble de quatre scénarios établis par la communauté scientifique
pour le Cinquième Rapport d’évaluation du GIEC.
Les RCP comprennent :
 un scénario d’atténuation conduisant à un niveau de forçage très
faible (RCP2,6),
 deux scénarios de stabilisation (RCP4,5 et RCP6),


un scénario comportant des émissions de gaz à effet de serre très
élevées (RCP8,5)
Les RCP représentent diverses politiques climatiques du XXIe siècle.
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on Climate Change: UN CC:Learn
Partie 4 : Evolutions projetées et conséquences
des changements climatiques
Changement projeté de la température
moyenne à la surface
Source : GIEC 2013, p.21
44
Le changement de température à la surface du globe
d’ici la fin du XXIe siècle devrait atteindre les 4°C si
aucune mesure n’est prise.
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Partie 4 : Evolutions projetées et conséquences
des changements climatiques
Changement projeté concernant les
précipitations moyennes
45
Période : entre 1986-2005 et 2081-2100
Scenario RCP 2.6
Scenario RCP 8.5
Source : GIEC 2013, p.22
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Partie 4 : Evolutions projetées et conséquences
des changements climatiques
Projections de températures et de
précipitations pour le XXIe siècle
46
Vidéo : Cette vidéo de la NASA montre comment les
modèles de températures et de précipitations pourraient
changer au cours du XXIe siècle.
URL: http://www.youtube.com/watch?v=bFqO3_2dYxA
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Partie 4 : Evolutions projetées et conséquences des
changements climatiques
Changement projeté du pH de la
surface des océans
47
Périodes : entre 1986-2005 et 2081-2100
Scenario RCP 2.6
Scenario RCP 8.5
Source : GIEC 2013, p,22
One UN Training Service Platform
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Partie 4 : Evolutions projetées et conséquences
des changements climatiques
Elévation projetée du niveau
des mers
48
L’élévation
moyenne du
niveau des mers
va continuer à
s’intensifier au
long du XXIe
siècle.
Source : GIEC 2013, p.26
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Partie 4 : Evolutions projetées et conséquences
des changements climatiques
Etendue de la banquise dans
l’hémisphère Nord en septembre
49
Moyennes pour 2081-2100
Scénario RCP 2,6
Scénario RCP 8,5
Source : GIEC 2013, p.22
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Partie 4 : Evolutions projetées et conséquences
des changements climatiques
Effets projetés des changements
climatiques en Afrique
50
Source : PNUE 2009, p.32
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Partie 4 : Evolutions projetées et conséquences des
changements climatiques
Effets projetés des changements
climatiques en Asie
51
Source : PNUE 2009, p.34
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Partie 4 : Evolutions projetées et conséquences
des changements climatiques
Effets projetés des changements
climatiques en Amérique latine
52
Source : PNUE 2009, p.37
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Partie 4 : Evolutions projetées et conséquences des
changements climatiques
Effets projetés des changements
climatiques sur les petites îles
53

L’élévation du niveau des mers
accroît les inondations, la
violence des orages et autres
dangers côtiers



Ressources en eau douce
diminuées
Invasion d’espèces allogènes
Conséquences sur la sûreté
alimentaire et économique
Source : PNUE 2006, p.185
One UN Training Service Platform
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Partie 4 : Evolutions projetées et conséquences des
changements climatiques
« Les quatre voies du carbone »
54
Source : Université de
Cambridge 2013, p. 14
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Partie 4 : Evolutions projetées et conséquences
des changements climatiques
Réchauffement planétaire d’ici 2100 et au-delà : une
fonction des émissions de CO2 cumulés
55
Pour limiter les
changements
climatiques, il est
nécessaire de
réduire de
manière
substantielle et
durable les
émissions de gaz
à effet de serre.
Source : GIEC 2013, p.28
One UN Training Service Platform
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Partie 4 : Evolutions projetées et conséquences
des changements climatiques
56
Partie 5
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Sources des données
scientifiques
Module 1: Introduction à la science des changements climatiques
Groupe d’experts intergouvernemental sur
l’évolution du climat (GIEC)
57
Organe
intergouvernemental
sur l’évaluation des
changements
climatiques
Créé en 1988 par le
PNUE et l’OMM
Ne mène pas de
recherches lui-même
Des milliers de
scientifiques du monde
entier participent à ses
travaux
One UN Training Service Platform
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Evalue les informations
scientifiques, techniques
et socio-économiques
Partie 5 : Source des données scientifiques
Principaux rapports publiés par le GIEC
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• Lignes directrices
pour les inventaires
nationaux de gaz à
effet de serre
• Lignes directrices
pour évaluer les
incidences des
changements
climatiques
• Utilisation des terres,
changements
d’affectation des
terres et foresterie
Documents techniques
• Sources
d’énergies
renouvelables
• Phénomènes
extrêmes et
catastrophes
• Scénarios
d’émissions
• Aviation
• Piégeage et
stockage du
carbone
Rapports méthodologiques
• 1er Rapport
d’évaluation
(PRA)
• 2e Rapport
d’évaluation
(DRA)
• 3e Rapport
d’évaluation
(TRA)
• 4e Rapport
d’évaluation
(RA4)
• 5e Rapport
d’évaluation
(RA5)
Rapports spéciaux sur :
Rapports d’évaluation
58
• Le Changement
climatique et l’eau
• Incidences des
propositions de
limitation des
émissions de CO2
• Techniques,
politiques et
mesures
d’atténuation des
changements
climatiques
Partie 5 : Source des données scientifiques
Organisation météorologique mondiale (OMM)
Programmes climatologiques mondiaux
59




Programme climatologique mondial (PCM)
 Programme mondial de recherche sur le climat
 Système mondial d'observation du climat
 Programme mondial des services climatologiques
 Programme de recherche sur les incidences des changements
climatiques, la vulnérabilité et l’adaptation
Programme consacré à la recherche atmosphérique et à
l’environnement (PRAE)
Cadre mondial pour les services climatologiques (CMSC)
Organe consultatif : Commission de climatologie (CCI)
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Partie 5 : Source des données scientifiques
Zoom : Cadre mondial pour les services
climatologiques (CMSC)
60
URL: http://www.gfcs-climate.org/content/about-gfcs
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Partie 5 : Source des données scientifiques
Programme de la Veille de l'atmosphère globale (VAG) de
l’OMM : Stations de mesure dans le monde
61
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Partie 5 : Source des données scientifiques
OMM : Centres climatiques régionaux
et forums sur l’évolution
62


Centres climatiques
régionaux (CCR) de
l’OMM
Forums régionaux sur
l'évolution probable
du climat (FREPC) de
l’OMM
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Partie 5 : Source des données scientifiques
Données climatiques nationales
63


Service météorologique et
hydrologique national
(SMHN)
Rassemble et gère les
données climatiques
nationales pour contribuer
aux prévisions et aux
prédictions
One UN Training Service Platform
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Bureau météorologique de l’île Norfolk,
Source : Gouvernement australien : Bureau of
Meteorology
Partie 5 : Source des données scientifiques
64
Annexes
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Ressources complémentaires
Module 1 : Introduction à la science des
changements climatiques
Résumé du module
65





Le temps et le climat résultent d’interactions complexes entre des facteurs naturels et
anthropiques.
Preuves du changement planétaire : hausse des températures moyennes,
changements dans les précipitations, réchauffement et acidification des océans,
élévation du niveau des mers, diminution des mers de glace, changements physiques
et biologiques des systèmes.
Les changements observés peuvent être imputés aux concentrations accrues de gaz
à effet de serre dans l’atmosphère depuis la révolution industrielle.
La température moyenne à la surface augmentera probablement de 4°C d’ici la fin
du XXIe siècle si des mesures drastiques d’atténuation ne sont pas prises.
Plusieurs sources de données climatiques peuvent contribuer à planifier les
changements climatiques.
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Ressources complémentaires
Liens utiles
66
Site du GIEC
OMM Pages sur le
climat
Cadre mondial pour
les services
climatologiques
Programme
climatologique
mondial (PCM)
Banque mondiale
Portail des
connaissances sur le
changement
climatique
NASA Changement
climatique planétaire
Initiative sur le
changement
climatique de l’ESA
NCAR Community
Data Portal
Max Planck :
L’atmosphère dans le
système terrestre
The Guardian Pages
sur les changements
climatiques
The National
Geographic – le
réchauffement
climatique
UN CC: Learn
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Ressources complémentaires
Lectures recommandées
67





Cambridge University (2013). Climate Change: Action, Trends and
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on Climate Change: UN CC:Learn
Ressources complémentaires
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Site de l’OMM : Climat
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