Le réchauffement climatique entre mythes et réalités

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Ressources de géographie pour les enseignants
Le réchauffement climatique entre mythes et
réalités
Publié le 26/07/2004
Auteur(s) : Guy Blanchet (Directeur honoraire du Centre de Climatologie de
l'Université Claude-Bernard-Lyon I)
Roger Goullier (agrégé de Géographie, chargé de cours à Lyon I)
Épisodes pluvieux extrêmes à répétition dans le Bassin méditerranéen, tempêtes sur
l'Europe en décembre 1999, canicules et sécheresse sans précédent en Europe en 2003,
perturbations liées au phénomène "El Niño" dans les régions tropicales et même au-delà,
fonte des glaciers, hausse du niveau de la mer, problème du "trou d'ozone", tous ces faits
relayés par les médias peuvent parfois créer un sentiment d'inquiétude dans le public,
mais aussi faire prendre conscience de l'importance des problèmes du climat.
L'homme, par son action inconsidérée sur l'environnement, par tous les rejets dans
l'atmosphère que ses activités génèrent, compromet-il l'avenir des générations futures ?
Cette contribution ne cherche pas à traiter de façon exhaustive le sujet (qui le pourrait
aujourd'hui ?), ni à prendre parti définitivement pour une thèse ou pour une autre. On ne
peut qu'être humble et prudent face à des problèmes aussi complexes. Il s'agit de conduire
une réflexion autour de faits scientifiques sans esprit de système, en éliminant autant que
possible ce qui relève des fantasmes médiatiques ou cinématographiques.
Le questionnement peut être le suivant : que sait-on des climats du passé ? Le climat de la
terre change t-il de manière accélérée et depuis quand ? Quels peuvent être les facteurs
des variations climatiques ? L'action anthropique est-elle prépondérante dans ces
évolutions depuis le XIXe siècle ? Que peut-on déduire au vu d'observations et de
corrélations établies sur des courtes durées ?

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La valeur zéro du graphique correspond à la température moyenne de la période 1961 -
1990
De 1860 à nos jours, les dix années les plus chaudes se situent toutes après 1990
(dans l'ordre 1998, 2002,2003, 2001,1997, 1995, 1990,1999, 1991 et 2000) ; on
remarque l'absence des années 1992,1993 et 1994 attribuée aux conséquences de
l'éruption du Pinatubo, aux Philippines en juin 1991.
L'histoire climatique de la Terre
En 1837, le naturaliste suisse Louis Agassiz affirme que les blocs de rochers rencontrés
dans certaines régions de Suisse ont été jadis transportés par les glaciers. Cette thèse,
d'abord contestée, a ensuite été admise par les scientifiques. On reconnaissait que les
climats avaient pu varier. L'étude des anciens climats (les paléoclimats) commençait. La
paléoclimatologie est fondée sur : l'étude des documents historiques et les archives (pour
les périodes les plus récentes) ; l'archéologie ; la paléontologie ; la dendrochronologie
(étude des cernes des arbres) ; la géomorphologie (roches striées et moutonnées, vallées
glaciaires en U et blocs erratiques, etc.) ; l'étude des sédiments lacustres et marins (grâce
à des carottes) ; la palynologie (étude des pollens fossiles) ; les variations du niveau de la
mer (lors de la dernière glaciation il y a 18000 ans, le niveau était inférieur de 120 mètres
au niveau actuel) ; l'étude des coraux ; le paléomagnétisme ; enfin les carottes glaciaires.
Des forages ont été réalisés dans les deux calottes glaciaires de la Terre, les inlandsis. Ils
ont débuté en 1966 au Groenland et en 1968 en Antarctique. Ces forages nous livrent des
carottes de glace qui sont de véritables archives du climat passé. La glace de surface est
contemporaine, mais son âge augmente en fonction de la profondeur du prélèvement. De
ce point de vue la calotte antarctique est plus intéressante car elle est plus épaisse (plus
de 4 kilomètres au sommet du dôme de Vostok) et elle s'écoule plus lentement que celle
du Groenland compte tenu de la surface de l'inlandsis (14 millions de km² contre 2,2).
Cette glace correspond à une accumulation nivale vieille de plus de 700 000 ans. De
minuscules bulles d'air y sont emprisonnées et révèlent la composition de l'atmosphère de
l'époque. Ainsi, on peut déterminer précisément la présence et la proportion de certains
gaz comme ceux incriminés pour leur responsabilité dans l'effet de serre : le CO2 et le

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CH4 (méthane). Par ailleurs l'étude des isotopes de l'oxygène nous renseigne sur la
température moyenne de l'atmosphère. La température JOUE sur le rapport O18-O16,
en effet un refroidissement moyen de 1°C se traduit par une diminution de 0,67% de
l'isotope O18.
Ces informations ont été croisées avec l'étude des forages sédimentaires marins et
lacustres dans lesquels on a recherché la faune et la flore fossiles dont les coquilles
renferment l'isotope O18.
Nous pouvons ainsi réaliser un zoom sur les climats du passé. Après une période
globalement chaude et relativement stable au Mésozoïque (ère Secondaire), le climat de
la planète s'est refroidi pendant le Cénozoïque (ère Tertiaire) puis, le quaternaire a connu
une succession de périodes froides et d'interglaciaires.
Temporalités et variations climatiques
Les interglaciaires sont assez brefs et ne
représentent guère plus de 10 000 ans,
alors qu'une phase glaciaire comme celle
du Würm, la dernière que notre planète ait
connue, s'étend sur quasiment 100 000
ans. Vers 18 000 ans avant notre ère le
climat commence à se réchauffer pour
connaître un optimum vers -6 000 ans.
Par la suite, la température moyenne a
subi des oscillations de faible ampleur.
On note une période assez douce lors de
l'Optimum médiéval (c'est à ce moment-
là que les Vikings se sont installés en
Islande et au Groenland (la "terre verte")
et ont même poussé leurs incursions
jusqu'en Amérique). De 1550 à 1850,
c'est au contraire le "Petit âge glaciaire"
lorsque les glaciers alpins menaçaient
des villages.
Depuis la température s'élève selon une
courbe toutefois non linéaire : ainsi la
France connaît actuellement un climat plus
chaud d'environ un degré et demi qu'à
l'époque de la Seconde République.
Chaque période glaciaire correspond à
Extension des calottes glaciaires
au Würm

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une extension importante des glaciers : il
se forme alors un inlandsis sur l'Europe
du nord et sur le Nord de l'Amérique du
nord.
Lorsque le climat se réchauffe, cette énorme quantité de glace fond si bien que l'eau des
océans se refroidit, engendrant pour une courte période un refroidissement dans une
phase globale de réchauffement. La circulation océanique est perturbée, notamment dans
l'Atlantique Nord où le Gulf Stream peut disparaître entraînant un refroidissement en
Europe Occidentale. Le Dryas récent (il y a environ 12 000 ans) correspond à ce
phénomène. Certains auteurs pensent que cette situation pourrait se reproduire à l'avenir
en cas de réchauffement prolongé. Au-delà de cet événement éphémère, il faut analyser
les causes des variations climatiques.
Enquête sur les facteurs des changements climatiques
Un mathématicien serbe, Milutin Milankovitch, a proposé, en 1924, une corrélation entre
l'évolution des paramètres orbitaux de la terre et les variations climatiques observées.
Les paramètres orbitaux de la Terre
L'orbite terrestre se déforme (elle est
plus ou moins elliptique) selon une
période de 100 000 ans modifiant la
course de la terre autour du soleil. On
observe un phénomène de précession
des équinoxes (voir la définition ci-contre
en bas) tous les 41 000 ans et une
variation de l'inclinaison de la terre sur
son axe, selon une période de 22 000
ans. Ces changements provoquent une
évolution de l'énergie solaire reçue à la
surface de la terre. Par exemple
actuellement, l'inclinaison de l'axe
terrestre est de 23°27', or il oscille entre
21,5° et 24,5°. Plus l'inclinaison est forte
et plus l'énergie reçue en été dans
l'hémisphère nord est importante. À
l'inverse, lorsque la saison estivale est
moins prononcée, le manteau neigeux
est plus étendu et persistant aux hautes
latitudes dans l'hémisphère nord. Cette
neige, blanche et très réflectante,
renvoie 80% de l'énergie reçue au sol
(albédo) d'où une rétroaction positive :
plus la couverture nivale est importante
Note : La précession est un mouvement
rétrograde de l'axe de la Terre qui lui fait
décrire un cône d'ouverture de 23,5°
22 000 ans. Ce mouvement est dû à
l'attraction lunaire et solaire sur le
"bourrelet" équatorial de la Terre. Il
modifie les conditions d'exposition de la

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et persistante, moins la terre reçoit
d'énergie et plus elle se refroidit. Ce
phénomène tend, à terme, à constituer
des inlandsis massifs qui couvrent les
continents de l'hémisphère nord pendant
les périodes glaciaires. Les variables
astronomiques du climat pressenties par
Milankovitch sont aujourd'hui
confirmées, mais elles ne reflètent que
des phénomènes observables à
l'échelle de plusieurs dizaines de
millénaires.
Terre à l'énergie solaire.
Or le climat varie aussi sur une période plus courte, historique. D'autres facteurs doivent
alors être évoqués comme les cycles solaires. On évoque souvent en climatologie la constante
solaire qui fait référence à l'énergie reçue sur une surface perpendiculaire au rayonnement à la
limite supérieure de l'atmosphère. Cette constante est évaluée de l'ordre de 1 370 W/m².
Mais, en réalité, l'énergie envoyée par notre étoile varie.
L'activité solaire
On peut évaluer ces variations par
l'observation de taches sur le soleil qui
apparaissent par contraste lorsque celui-
ci connaît des éruptions violentes. Un
calendrier de ces taches a été réalisé
par les astronomes chinois : il est à jour et
permet un recul sur plus de 2 000 ans.
Les astronomes ont conçu un indice
baptisé IR5 (voir ci-contre) qui, en
fonction de la taille des taches, de leur
coalescence et de leur permanence,
traduit l'intensité de l'activité solaire.
L'étude de l'activité solaire depuis 1892
montre une tendance de fond à la
hausse. Ainsi, si le réchauffement existe,
il ne serait pas exclusivement d'origine
anthropique.
Pendant les trois siècles du Petit âge
glaciaire, on observe une activité solaire
très faible avec un étiage à la fin du
XVIIe et au début du XVIIIe siècle (le
"minimum de Maunder" qui correspond
en gros au règne de Louis XIV, le "Roi-
Soleil" !). Ainsi des oscillations courtes
de la température planétaire pourraient
L'activité solaire peut être évaluée en
utilisant la relation suivante : R = k (10g +
f) dans laquelle R est le nombre relatif de
taches, f le nombre total de taches
individuelles, g le nombre de groupes de
taches et k un facteur personnel de
normalisation qui tient compte de
l'instrument d'observation et des
conditions expérimentales. Ce nombre
fluctue suivant des cycles d'environ 11
ans au cours desquels il peut varier dans une
fourchette de 5 a 200. L'activité solaire
fluctue aussi sur des pas de temps
beaucoup plus longs comme en
témoigne le graphique ci-dessus. Elle
fluctue enfin considérablement d'un jour
à l'autre, aussi le CNET a-t-il adopté
comme indice d'activité solaire l'indice
IR5 : c'est la moyenne glissante sur cinq