De l`évolution récente du climat au climat de demain

De l’évolution récente du climat
au climat de demain
Le système climatique terrestre.
I- Les paramètres orbitaux.
• L’énergie incidente reçue au sommet de l’atmosphère
est différente de l’énergie reçue au niveau du sol. Elle
dépend des paramètre orbitaux tel que:
• 1) l’excentricité de l’orbite terrestre :modification de
l’orbite terrestre.
• 2) l’obliquité : l’axe de rotation de la Terre est inclinée
par rapport à la perpendiculaire au plan de l’écliptique
avec un angle qui varie de 22 et 25°
• 3) la précession des équinoxes : mouvement très lent
de rotation de l’axe de la terre , sur lui-même en
rotation
• http://www.imcce.fr/fr/grandpublic/systeme/promena
de/pages4/438.html
cycle de 100 000ans ( entre 0% à 6%)
Cycle 41000 ans
Cycle de 19000 à
23000 ans.
E=0 cercle parfait
Affecte la quantité totale d’énergie
solaire reçue.
Excentricité actuelle = 0.017
E= 0.06
Variations de l’excentricité
Variation de l’obliquité
valeur maximale
La variations de ces paramètres
O= 24.5
Influence la répartition latitudinale de
l’énergie solaire sans modifier la
quantité d’énergie reçue.
Obliquité actuelle = 23.5°
O =22
.
Joue sur les saisons et
l’alternance jour/nuit
Relation entre l’excentricité et la
température à la surface de la Terre.
Excentricité +obliquité+précession équinoxe = signal
combiné
MAIS d’après les calculs ces paramètres induiraient que
de très légères variations ( inférieures à 2%)
Bilan
• Ces paramètres orbitaux induisent des
changements lents dus aux interactions de la
Terre avec les autres planètes du système
solaire. Cependant ces variations sont
insuffisantes pour expliquer l’ampleur des
variations de T°. Ils peuvent apparaitre comme
des facteurs déclencheurs dans la mesure où
ils précèdent de peu les variations globales de
t°
II- les paramètres amplificateurs.
84% de l’énergie réfléchie.
L’albédo
L’albédo est le rapport entre l’énergie solaire
réfléchie par une surface et l’énergie solaire
incidente. Sa valeur est comprise entre 0 et 1
106/342= 0.31
Albédo et température
Température théorique de la terre -18 C or la température terrestre est
en moyenne de 15 C
• Une modification de l’albédo peut –être à
l’origine d’une rétroaction sur le climat
régional.
• Un réchauffement climatique
fonte des
glaces polaires
libération d’une surface
plus sombre donc albédo plus faible:
Énergie solaire moins réfléchie, le sol ou l’eau se
réchauffe ce qui accélère d’autant la fonte des
glace et diminue encore l’albédo.
L’effet de serre.
Les sources de carbone anthropiques (combustibles fossiles et utilisation des
terres) sont en nette augmentation depuis les années 1950 (les flux ont été multipliés
par 5 en 50 ans). Les puits de carbone (photosynthèse et solubilisation du CO2 dans
les eaux océaniques) augmentent aussi sensiblement depuis la même période mais de
façon plus réduite (les flux ont été multipliés par 3 en 50 ans). Le bilan carbone est
en faveur des sources (+ 8,8 Gt +/– 1,2 par an comparé aux – 4,7 Gt +/– 1,1 par an),
le CO2 ne cesse donc d’augmenter dans l’atmosphère à cause des activités humaines.
Le CO2 d’origine humaine que l’on peut distinguer du CO2 naturel
se retrouve dissous dans la partie superficielle des eaux
océaniques en particulier dans l’Atlantique Nord.
Il existe des échanges de CO2 entre l’atmosphère et l’hydrosphère:
- on parle de dégazage ou de pompage.
Ainsi, en fonction de la température de l’eau, elle-même dépendante de la latitude, des
courants marins et du réchauffement de l’atmosphère, l’un ou l’autre des phénomènes
est favorisé.
Bilan
• Les activités humaines participent à
l’augmentation de la concentration en CO2
atmosphérique et donc à l’augmentation
moyenne de température. Heureusement, des
mécanismes permettent de piéger environ la
moitié du CO2 émis.
• Toutefois, le bilan des flux de carbone n’est
pas actuellement équilibré et l’atmosphère
continue à s’enrichir en CO2.
Le bilan radiatif du globe.
Les gaz à effet de serre
réalisent un forçage positif, les
aérosols en augmentant
l’albédo des nuages réalisent
un forçage négatif. On
comprend donc pourquoi
l’éruption du Pinatubo, en
injectant une masse
considérable de particules et
d’aérosols dans la haute
atmosphère, a été suivie d’une
baisse de la température
moyenne du globe.
Eruption du Pinatubo 1991
Un emballement positif pour un
rétroaction positive
La disparition des
glaces polaires, au
fort albédo,
s’accélère depuis
1980. L’océan
Arctique
à l’albédo beaucoup
plus faible augmente
le réchauffement
local qui lui-même
amplifie la fonte.
bilan
• Si le bilan radiatif (différence entre l’énergie solaire
absorbée et l’énergie rayonnée vers l’espace) est nul,
il n’y a pas de modification de la température
moyenne sur le globe. Actuellement, certains facteurs
sont responsables d’un forçage radiatif positif (gaz à
effet de serre, diminution de l’extension de la
banquise), ce qui déséquilibre le bilan radiatif et
entraîne un réchauffement.
• Ce déséquilibre peut s’accentuer par « autoemballement » ou rétroaction positive.
Forçage radiatif positif: facteur
permettant de garder sur Terre
l’énergie provenant du soleil.
Forçage radiatif négatif: facteur qui
tend à renvoyer dans l’espace l’énergie
provenant du soleil
Paramètres orbitaux
Paramètres orbitaux
Léger réchauffement
Léger refroidissement
Augmentation
des surfaces
gelées
Augmentation de
l’albédo
Augmentation
du CO2 dissous
dans l’eau
Baisse du CO2
atmosphérique.
Baisse de l’effet de serre
Amplification du refroidissement
Diminution des
surfaces gelées
Baisse de
l’albédo
Diminution du
CO2 dissous
dans l’eau
Augmentation
du CO2
atmos.
Augmentation de
l’effet de serre
Amplification du réchauffement
III- le climat de demain: une
modélisation délicate.
Différents scénarii socio économique et gaz à effet de serre.
Des paramètres pris en compte par le
GIEC
L’enjeu majeur actuel est de
pouvoir effectuer les
projections climatiques les
plus fiables possibles pour
informer les différents citoyens
et les gouvernements, leur
permettant ainsi d’adopter une
attitude et des mesures
adaptées à la situation
envisagée.
Tous les modèles climatiques aboutissent à des conclusions comparables, même si les
valeurs chiffrées diffèrent légèrement: la T moyenne augmentera de 2 à 4 C entre 2010
et 2100.
bilan
• La modélisation du climat de demain est délicate
car l’établissement des estimations dépend de
nombreuses contraintes qu’il faut évaluer de
façon la plus pertinente possible : incertitude sur
la démographie, l’économie mondiale, les progrès
technologiques et sur certains mécanismes
régissant le climat.
• Les modèles climatiques globaux reposent donc
sur des scénarios qui sont réévalués
régulièrement en fonction de l’économie globale.