Suivre l'évolution du climat et de l'environnement
LES SATELLITES MÉTÉOROLOGIQUES
La variabilité météorologique à court terme est très grande. Dans nos régions, elle dépasse largement les pires variations envisagées des conditions climatiques moyennes. Un grand nombre de mesures sur une longue série temporelle sera donc nécessaire pour détecter une évolution du climat et des paramètres de l’environnement qui le conditionnent. Selon la variabilité spatiale ou temporelle du phénomène à suivre, il faudra donc des mesures plus ou moins denses géographiquement et plus ou moins espacées dans le temps. Pour tout ce qui demande un suivi quotidien à grande échelle spatiale et temporelle, le satellite est l’observatoire idéal pour autant qu’il y ait des instruments capables de résoudre le phénomène étudié. Les satellites météorologiques géostationnaires permettent ainsi à chacun de suivre environ un tiers de la surface du globe et ce, plusieurs fois par heure. Les satellites à orbite polaire permettent l’observation quotidienne de la quasi-totalité de la surface du globe. Pour des observations de phénomènes limités à une zone géographique donnée (exemple : la mousson), les satellites auront des orbites spécifiques. Outre les satellites météorologiques, des satellites dédiés à l’observation de l’environnement et au suivi d’acteurs du climat (nuages, rayonnement solaire et tellurique, aérosols, gaz à effet de serre…) ont été lancés pour la communauté scientifique. Si beaucoup de données météorologiques peuvent être mesurées par satellite, il se pose néanmoins le problème de la répartition verticale, qui ne peut être résolue que pour un nombre limité de paramètres. En outre, le satellite ne peut pas enregistrer un grand nombre de paramètres avec une grande résolution spatiale, sous peine de saturer les transmissions de données et les traitements. Enfin, le satellite est inaccessible une fois lancé, et son bon fonctionnement doit être vérifié et rectifié grâce à des mesures au sol. Celles-ci sont donc un complément indispensable aux mesures par satellite. Le suivi à long terme et grande fréquence se fera grâce à des stations automatiques judicieusement réparties sur la surface du globe pour assurer une bonne couverture et éviter que le signal recherché ne soit perturbé. Citons les stations météorologiques, les bouées automatiques, les stations d’analyse de la composition de l’atmosphère, les spectromètres automatiques… En outre, les météorologues font des mesures quotidiennes par ballons sondes pour avoir la répartition verticale de paramètres météorologiques. À titre indicatif, l’Organisation météorologique mondiale gère quelque 10 000 stations à terre, 7 000 stations embarquées sur des navires et 800 bouées dérivantes en mer, plus de 800 stations de radiosondage et 14 satellites, dont 8 géostationnaires. Pour une connaissance fine limitée géographiquement, des programmes de mesures récurrentes existent, qui utilisent éventuellement des transports existants : les mesures de température de la mer sont effectuées quotidiennement par nombre de bateaux marchands, tandis que des mesures atmosphériques sont installées à bord d’avions de ligne. Enfin, l’étude de phénomènes particuliers peut donner lieu à des campagnes multi-instrumentées, dont les plus importantes se font à l’échelle internationale. Citons par exemple la campagne INDOEX en 1999, d’étude des aérosols émis par l’Inde, qui a vu mettre en œuvre simultanément des mesures au sol, des mesures en bateau, des mesures aéroportées et des mesures par satellite. Autre exemple de campagne dédiée au climat : AMMA, la campagne d’étude de la mousson africaine, dont la plupart des observations ont eu lieu en 2005.
« Un seul satellite météorologique géostationnaire permet de suivre en continu environ un tiers de la surface du globe. »
Les mesures effectuées directement dans l’atmosphère le montrent, la concentration des gaz à effet de serre a augmenté dans l’atmosphère à une vitesse inconnue dans l’histoire géologique de la Terre et à des niveaux sans précédent au cours du dernier million d’années. Des modifications du climat et de l’environnement ont été clairement observées au cours du XXe siècle :
la température moyenne a augmenté de 0,6 °C, cette augmentation étant plus forte la nuit que le jour ; cette diminution de l’écart jour/nuit va dans le sens de ce que produirait une augmentation de l’effet de serre ;
le niveau de la mer s’est élevé de 12 cm ;
la surface de la banquise de l’océan Arctique a diminué de 30 % ; son épaisseur a diminué de 40 % au cours des trente dernières années.
Compte tenu des quantités de gaz déjà injectées dans l’atmosphère et de l’inertie du système, on devrait s’attendre à un réchauffement du climat dans le siècle à venir, même si les concentrations de gaz à effet de serre n’augmentaient plus. Mais même les plus optimistes des estimations sur l’évolution de la société mondiale et de son comportement prévoient encore une forte augmentation de cette concentration. Pour estimer comment évoluera le climat au cours du xxie siècle et au-delà, il n’est pas possible de simplement extrapoler à partir des climats passés : on ne connaît pas d’analogue dont les caractéristiques astronomiques et environnementales soient suffisamment proches de l’actuel. Il est donc nécessaire de faire appel à la modélisation. Comme on l’a vu, la modélisation du climat est imparfaite : la machine climatique est complexe, les phénomènes en jeu sont souvent encore mal connus et difficiles à modéliser de façon réaliste. L’inévitable limitation des ressources de calcul oblige à des approches simplificatrices, qui ne prennent pas en compte la finesse de certains phénomènes. Chaque modèle cherche à apporter ses propres solutions à ces divers écueils. Il en résulte des disparités de résultats que les climatologues investiguent dans de grands programmes internationaux d’intercomparaison. Un certain nombre de résultats sont robustes et se retrouvent avec tous les modèles : ainsi, il est certain que le réchauffement sera maximal aux hautes latitudes, avec pour conséquence vraisemblable le dégel massif du pergélisol et le dégazage du méthane qu’il séquestre ; au niveau pluviométrie, le Bassin méditerranéen est globalement menacé d’une aridification accrue. Mais l’ampleur des phénomènes et leur répartition géographique dépendront beaucoup de la façon dont l’humanité gérera l’accumulation des gaz à effet de serre. Les simulations des climats du futur font donc nécessairement appel à des scénarios de développement de la société et de ses émissions de gaz à effet de serre. Les impacts environnementaux des changements climatiques à venir donnent lieu à des prédictions souvent pessimistes. Toutefois, faute d’une connaissance suffisante des rétroactions du système, il est difficile aujourd’hui de prédire l’importance et la fréquence des événements effectivement susceptibles de se produire. La prise de conscience des conséquences possibles des perturbations que l’homme apporte à l’environnement global a suscité un énorme effort de recherche au cours des dernières décennies et fait considérablement progresser notre connaissance et nos capacités à modéliser le climat, en particulier grâce à l’étude des climats du passé. Mais notre compréhension des mécanismes d’évolution ou de stabilisation du climat qui ont modelé son histoire est encore très partielle et doit être approfondie pour permettre une prévision fiable des évolutions du climat et particulièrement de ses extrêmes, dont l’impact sociétal peut être majeur.
L’ACTION POLITIQUE INTERNATIONALE
L’évolution du climat et de l’environnement global a suscité l’organisation d’importantes conférences au cours de la décennie écoulée.
Au Sommet de la Terre de Rio de Janeiro (juin 1992) a été signée la Convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques, qui adopta l’objectif d’une stabilisation des émissions de gaz à effet de serre (entrée en vigueur le 21 mars 1994).
À la Conférence de Kyoto (décembre 1997) a été signé le protocole de réduction globale des émissions de ces gaz, de 5,2 % en moyenne en 2008-2012 par rapport à 1990, pour les pays de l’OCDE et les pays de l’Europe de l’Est (dont la Russie). Les objectifs de réduction pour l’Union européenne et la France sont respectivement de 8 % et 0 %. Les moyens de les atteindre ont été débattus sans succès en novembre 2000 à La Haye. Les conférences suivantes, tenues à Marrakech (2001), le Sommet de la Terre à Johannesburg (août-septembre 2002), les conférences à New Delhi (octobre 2002) et à Moscou (septembre-octobre 2003), n’avaient pas permis la ratification du protocole de Kyoto. La Russie s’y est finalement ralliée, permettant la ratification du protocole le 16 février 2005.
Sous l’impulsion du programme des Nations unies pour l’environnement, les problèmes posés par les substances appauvrissant la couche d’ozone atmosphérique ont été traités à Vienne (1985) et surtout à Montréal (septembre 1987) où a été signé le protocole imposant une réduction de la production et de l’utilisation des chlorofluorocarbures (CFC). Ce protocole a fait l’objet des amendements de Londres (1990), qui a imposé l’abandon des CFC au 1er janvier 2000 et étendu la réglementation à d’autres produits, de Copenhague (1992), Montréal (1997) et Pékin (1999).
À la demande du G7 et sous l’égide des Nations unies, un groupe de scientifiques internationaux, le GIEC, a été mis en place en 1988. Ce Groupe intergouvernemental d’experts sur l’évolution du climat (en anglais, IPCC : Intergovernmental Panel on Climate Change) édite tous les 5 ou 6 ans un rapport sur l’état des connaissances en matière d’évolution du climat (http://www.ipcc.ch). Le plus récent date de 2001. Le prochain doit paraître en 2007.
Exemple de résultat de simulation de l’évolution du climat d’été en France, de 1860 à 2100, avec un scénario de développement « égoïste » des nations Cliquez sur la flèche
“La prise de conscience « écologique » fait avancer nos capacités à modéliser le climat.”
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