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Le climat sous haute surveillance

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Energies, climat : les défis de la recherche :

Le climat sous haute surveillance

, Chapitre 2

Paysage Antartique © CEA-IPEV

Climatologie au CEA : les origines

Au CEA, les recherches sur le climat et l'environnement ont été développées à partir des années 1950 autour du savoir-faire acquis dans la mise en œuvre de méthodes d’analyse isotopiques et nucléaires. En 1988, la création du Groupe International d’Experts sur le Changement Climatique (GIEC) a concrétisé le rôle des scientifiques académiques en tant qu’acteurs centraux de la réflexion sur le changement climatique. Le CEA, représenté dans cette instance, a alors renforcé sa présence dans ce domaine par la création du Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (LSCE).

Le CO₂ principal gaz
à effet de serre responsable
du réchauffement climatique

Transports, industrie, production d’électricité, … les rejets en dioxyde de carbone, CO₂, ne cessent d’augmenter. Ce gaz est actuellement à lui seul responsable de plus de 50% de l'augmentation de l'ensemble des gaz à effet de serre, reconnus comme responsables du réchauffement climatique. Issus de la combustion de carbone fossile comme le pétrole, le gaz ou le charbon, le CO₂ est un des gaz visé par le protocole de Kyoto entré en vigueur en 2005.

* Les 6 gaz à effet de serre concernés par le protocole de Kyoto : dioxyde de carbone (CO₂), méthane (CH4), oxyde nitreux (N2O), hydrofluorocarbones (HFC), hydrocarbures perfluorés (PFC), hexafluorure de soufre (SF6).

Selon le quatrième rapport d'évaluation du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (Giec)Climate Change 2007 - The Physical Science Basis, « le réchauffement climatique est sans équivoque ». D’ici 2100, la planète pourrait se réchauffer de 1,1°C au mieux, à 6,4°C selon les pires scénarios. Ce dérèglement climatique, aujourd’hui reconnu au niveau international, est dû à une augmentation trop importante des gaz à effet de serre en partie à cause de l’activité humaine. C’est grâce à l’observation du climat et aux recherches sur ses mécanismes d’évolution que le réchauffement, ses causes, et ses conséquences ont pu être révélés. Aujourd’hui, la nécessité de limiter les conséquences de ce phénomène dans le temps, et de suivre son évolution, rendent d’autant plus indispensables les recherches sur le climat.

Jean JOUZEL,
directeur de l'institut Pierre-Simon Laplace, directeur de recherche au CEA, a participé aux groupes de travail internationaux sur le réchauffement climatique. Il fait le point sur ce phénomène, ses conséquences et les solutions possibles.

Compte-tenu de la situation, l’observation et la compréhension du climat deviennent une préoccupation majeure pour l’avenir. Au sein du CEA, le Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (LSCE), unité mixte CEA, CNRS et université de Versailles Saint-Quentin, travaille depuis plusieurs dizaines d’années sur cette thématique et est aujourd’hui le plus important laboratoire de recherche français dans le domaine (Voir encadré ci-contre).

Le LSCE centre sa contribution autour de trois axes de recherches majeurs : l’évolution du climat, les cycles biogéochimiques et les géosciences.

Concernant les recherches sur l’évolution du climat, les chercheurs du LSCE concentrent leurs travaux sur les climats passés. L’intérêt de ces études est de mieux connaitre les différentes périodes climatiques qui nous ont précédés, d’enrichir nos connaissances dans ce domaine, et surtout, elles constituent l’unique moyen de savoir si les situations climatiques actuelles sont exceptionnelles, ou si elles se sont déjà produites antérieurement. Grâce à la collecte d’éléments enfermant des traces du passé (comme les carottes de glaces polaires), et à la modélisation, les chercheurs du LSCE reconstituent ainsi des cycles climatiques anciens. Ces recherches sont aussi essentielles pour évaluer l'impact des activités humaines sur l'évolution future du climat au cours des prochaines décennies.

Gilles RAMSTEIN,
directeur de recherches au LSCE est paléoclimatologue. Spécialiste de l’étude des climats passés, il nous explique comment la paléoclimatologie permet de certifier que les changements climatiques actuels sont exceptionnels.

Par ailleurs, face à l’augmentation croissante de certains composés atmosphériques, comme le CO₂, les chercheurs du LSCE s’intéressent à certains cycles biogéochimiques, comme le cycle des gaz à effet de serre. Il s’agit notamment de développer des outils et des réseaux de mesure de ces gaz. Des études qui permettent de quantifier les gaz, de suivre leur évolution, et aussi à plus long terme, de comprendre et de modéliser les interactions entre un cycle biogéochimique (comme le dioxyde de carbone) et le climat.
Ces mesures sont par ailleurs indispensables pour le suivi des politiques environnementales visant à contrôler les émissions de gaz à effet de serre, comme celle définie par le protocole de Kyoto.

Enfin, en lien direct avec les deux premières thématiques, les chercheurs du LSCE étudient les processus d’interaction entre les différentes composantes de l’Océan, du continent et de l’atmosphère. Ces recherches en géosciences visent par exemple à mieux comprendre le rôle de l’océan sur les variations actuelles du climat, l’océan jouant un rôle très important dans le cycle du carbone (il absorbe actuellement environ 1/4 du dioxyde de carbone émis par l’homme). Les études portent sur les interactions actuelles, tout comme celles passées.

« Le réchauffement du système climatique
est sans équivoque »

Selon le quatrième rapport d'évaluationsource : rapport du GIEC du groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) :

La concentration actuelle du C0₂ est la plus forte jamais rencontrée depuis les 420 000 dernières années, et le taux d'accroissement enregistré au siècle dernier est sans précédent depuis au moins 20 000 ans ;
La vitesse du réchauffement observé (plus d'un demi-degré en un siècle sur le globe) et attendu (de 1,1°C au mieux à 6,4°C au pire, en moyenne globale, entre 1990 et 2100) est cent fois plus élevée que la vitesse moyenne des variations naturellement imprimées au climat de la Terre par ses paramètres astronomiques et traduites dans les alternances entre ères glaciaires et interglaciaires (quelques degrés en 10 000 ans chaque fois) ;
Il est très probable (de 90 à 99% de probabilité) que le dérèglement climatique provoquera des vagues de chaleur plus longues et plus intenses, avec une élévation particulière des températures nocturnes ;
Jl est très probable (de 90 à 99% de probabilité) que sur de nombreuses régions les précipitations seront plus intenses et plus variables.

Le Groupe d'experts intergouvernemental
sur l'évolution du climat (GIEC)

Créé en 1988 par l’Organisation météorologique mondiale (OMM) et le Programme des Nations Unies pour l’environnement (PNUE), le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (Giec) a pour mission d’évaluer les informations d’ordre scientifique, technique et socio-économique qui sont nécessaires pour mieux comprendre les fondements scientifiques des risques liés au changement climatique, en cerner plus précisément les conséquences possibles et envisager d’éventuelles stratégies d’adaptation et d’atténuation.

Ses évaluations sont principalement fondées sur les publications scientifiques et techniques dont la valeur scientifique est largement reconnue. L’une des principales activités du Giec consiste à procéder, à intervalles réguliers, à une évaluation de l’état des connaissances relatives au changement climatique.

Le Giec élabore aussi des rapports spéciaux et des documents techniques sur des sujets qui nécessitent des informations et des avis scientifiques indépendants, et contribue en outre à la mise en œuvre de la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques (CCNUCC). En octobre 2007, le Giec a reçu le prix Nobel de la Paix, conjointement avec l'ancien vice-président américain Al Gore.

POUR EN SAVOIR PLUS SUR : le climat, le réchauffement climatique et l'effet de serre
	« Réchauffement climatique et effet de serre », questions-réponses Qu'est-ce que l'effet de serre ? Quel rapport entre effet de serre et réchauffement climatique ? Quels sont les gaz participants à l'effet de serre ? ... Toutes les questions de base autour de la problématique du réchauffement climatique et de l'effet de serre.
	« Le climat », dossier thématique Ce dossier fait le point sur la "machine climatique". Quels sont les mécanismes du climat ? Comment l'étudie-t-on ? Que nous apprennent les climats du passé ? ... Un tour d'horizon des éléments participants à l'évolution du climat et des recherches actuellement en cours en climatologie.
	Le laboratoire des sciences du climat et de l'environnement, LSCE Le LSCE est l'unité mixte de recherches entre le CEA, le CNRS et l'Université de Versailles Saint-Quentin, spécialisée dans les questions de climatologie. Ce laboratoire est spécialisé dans l'étude des mécanismes de la variabilité naturelle du climat, l'étude des processus intervenant dans le cycle de composants clés tels que le carbone, les gaz à effet de serre et les aérosols qui interagissent avec le climat, et la géochronologie et l'analyse de géomarqueurs.
« Lancement de GEOMON, dispositif européen de surveillance de la qualité de l’air et du climat » - Communiqué de presse - 19 février 2007 Trente-huit laboratoires de recherche de l’Union européenne, ainsi que des équipes norvégiennes, suisses et russes se sont associés pour coordonner la surveillance de la qualité de l’air et suivre l’évolution du climat principalement au-dessus de l’Europe. C’est le projet GEOMON, qui va contribuer à améliorer les prévisions d’évolution futures du climat et de la qualité de l’air et à évaluer les effets des dispositions visant la réduction des émissions de gaz à effets de serre.
Glaces de l’Antarctique : une histoire détaillée de notre climat sur 800 000 ans » Communiqué de presse - 6 Juillet 2007 Remonter l’histoire du climat de l’Antarctique jusqu’à 800 000 ans, constitue une première dans l’étude des carottes glaciaires. L’analyse au LSCE de près de 6 000 échantillons prélevés au Dôme C en Antarctique a permis de mettre en évidence un cycle interglaciaire supplémentaire.
	Le Livre blanc des nouvelles simulations climatiques françaises » (pdf) - 31 Janvier 2007 A la demande de la Mission Interministérielle sur l’Effet de Serre (MIES) et avec le soutien des organismes de recherche (CNRS/INSU, CEA, Météo-France), la communauté climatique française a participé pour la première fois à la réalisation d’un ensemble important de simulations, recommandées par le Giec pour servir de base à l’évaluation des changements climatiques futurs. (fichier pdf)