Changement climatique : les fondements scientifiques

Trois ans après le succès diplomatique de l’Accord de Paris, les avertissements se multiplient au sujet du changement climatique engendré par les activités humaines (dit anthropique).

Enjeu mondial dont les effets font la quasi-unanimité, la réalité du changement climatique a cependant été contestée, notamment entre 2009 et 2012. La portée des modèles de simulation du climat, en particulier ceux du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), contribue à alimenter les débats parmi les climato-sceptiques et les climato-réalistes.

Les “archives climatiques” mettent à jour la permanence des variations climatiques, à toutes les échelles de temps. En France, l’analyse des climats passés bénéficie des expertises de Météo-France, du Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM) et du Centre national des études spatiales (CNES). Ces analyses mettent en avant le caractère exceptionnel du changement climatique en cours qui a débuté avec la Révolution industrielle.

Parmi les mises en garde au sujet des dérèglements climatiques figurent notamment celles du GIEC, de ONU Environnement, de la FAO et de l’Organisation météorologique mondiale.

Le premier rapport du GIEC publié en 1990 a servi de base à la négociation de la Convention cadre des Nations unies sur les changements climatiques de 1992. Au terme de six années de travaux menés par un réseau de 2 500 scientifiques, le GIEC a établi la responsabilité humaine dans le réchauffement climatique dans son premier volume de l’édition 2007 du rapport intitulé “Changement climatique 2007 : les bases scientifiques physiques” dont Météo-France fournit la synthèse.

Les experts du GIEC confirmaient le rôle des émissions de gaz à effet de serre et la gravité des changements en cours :

•  perspective d’augmentation moyenne de 1,8°C à 4°C et hausse du niveau des océans de près de 60 cm d’ici la fin du XXIe siècle ;
•  généralisation de vagues de chaleur et d’épisodes de fortes précipitations.

25 ans après l’appel lancé à l’occasion du sommet de la Terre, à Rio de Janeiro (Brésil), par 1 700 scientifiques, 15 364 scientifiques ont signé, le 13 novembre 2017, un manifeste dans la revue “BioScience” reproduit dans “Le Monde”, intitulé : “Il sera bientôt trop tard”. Les scientifiques soulignent que la trajectoire actuelle d’un changement climatique “potentiellement catastrophique” est “particulièrement troublante”. Le taux de CO2 dans l’atmosphère terrestre n’a jamais été aussi élevé depuis au moins 800 000 ans et se situe désormais au-dessus de 400 parties par million (ppm), contre 280 avant l’ère industrielle.

Dans son rapport 2017, ONU Environnement (anciennement Programme des Nations unies pour l’environnement) mesure l’écart “substantiel” entre les engagements pris par les États pour réduire leurs émissions de gaz à effet de serre et les efforts nécessaires pour respecter l’accord de Paris adopté lors de la COP21, en décembre 2015. L’agence rappelle que même une stricte application des engagements de l’Accord de Paris ne serait pas en phase avec l’objectif de limiter le réchauffement en dessous de 2°C.

Dans son rapport intitulé “La situation mondiale des pêches et de l’aquaculture 2018. Atteindre les objectifs du développement durable”, l’Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO) prévoit que d’ici 2050 le changement climatique aura modifié la productivité de nombreuses pêcheries marines et d’eau douce de la planète, affectant les moyens de subsistance de millions de personnes les plus pauvres du monde.

Pour sa part, l’Organisation météorologique mondiale (OMM) met en garde contre une hausse dangereuse de la température. Institution spécialisée de l’ONU basée à Genève, l’OMM a publié une déclaration provisoire sur l’état du climat mondial le 6 novembre 2017, à la veille de la 23e Conférence climat de l’ONU. Selon l’agence onusienne, la température moyenne à la surface du globe pour les neuf premiers mois de 2017 dépassait de quelque 1,1°C celle de l’époque préindustrielle. Selon le secrétaire général de l’OMM, Petteri Taalas, “les trois dernières années sont les plus chaudes qui aient jamais été enregistrées et s’inscrivent dans la tendance au réchauffement à long terme de la planète”.

Les incertitudes liées aux modèles de simulation du climat

Les processus mis en jeu dans la machine climatique n’étant pas tous connus ou compris, l’échelle utilisée pour les étudier (le degré de résolution) est de l’ordre d’environ 10 kilomètres sur la région d’intérêt. Les modélisateurs ont donc recours à des paramètres ajustables qui ont une signification statistique et compensent les incertitudes. Ces simulations incorporent différents scénarios socio-économiques d’évolution et doivent tenir compte de la variabilité propre du climat qui ne peut être précisément anticipée.

En 2013, la taille des mailles des projections climatiques globales est d’environ 150 km. Elle était plutôt de l’ordre de 300 km pour les projections du rapport du GIEC de 2007. Les modèles utilisés par le GIEC s’inscrivent dans un projet dit "Coupled model intercomparison project" (CMIP) dont la cinquième phase (CIMP5) associe 20 centres climatiques et près de 50 modèles climatiques. Les modèles actuels intègrent l’océan et sont appelés pour cela “modèle de circulation générale atmosphérique et océanique” (MCGA).

Faisant suite à la 43e réunion plénière (Nairobi, 11-13 avril 2016), le GIEC a entamé un cycle de réalisation du 6e rapport d’évaluation (AR6) qui s'achèvera en 2022. En octobre 2018, un premier rapport spécial sur l'impact d'un réchauffement global de 1,5°C a été publié.

En mai 2019, le GIEC doit publier un guide qui servira de base méthodologique pour l’établissement des inventaires nationaux que les pays doivent produire dans le cadre des accords internationaux sur le climat, dont le bilan global est prévu tous les 5 ans par l’Accord de Paris.

La contestation des modèles entre 2009 et 2012

Un débat inédit au sujet de la réalité du changement climatique a émergé en novembre 2009 à partir du piratage et de l’exploitation frauduleuse des données et des courriels du Climatic Research Unit de l’université d’East Anglia de Norwich, Angleterre (CRU). Les scientifiques du CRU ont été accusés de surestimer toutes les informations allant dans le sens d’une accélération des températures moyennes de la Terre depuis le début de la Révolution industrielle.

En février 2010, “L’imposture climatique” de Claude Allègre, chercheur et ancien ministre de l’Éducation nationale, reprend les critiques formulées à l’encontre du CRU et des climatologues du GIEC. Il minimise l’impact de l’activité humaine sur le réchauffement du climat mesuré depuis la fin du XIXe siècle à l’échelle terrestre.

La controverse s’est arrêtée après l’édition du rapport de l’Académie des sciences (octobre 2010), qui donnait raison aux 400 climatologues signataires de la pétition contre les thèses de Claude Allègre.

Parmi différentes expertises figurent notamment les apports de la météorologie, de la paléoclimatologie et de l’observation spatiale.

L’apport de Météo-France à la compréhension du changement climatique

Établissement public administratif, Météo-France dispose sur son site d'une rubrique dédiée au climat, "Comprendre - Tout savoir sur la météo, le climat et Météo-France", Météo-France collabore avec l’Organisation météorologique mondiale, le Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (CEPMMT), Eumetsat, l’opérateur des satellites météorologiques européens, et le réseau des 31 services métérologiques européens, le GIE Eumetnet.

Selon les constats et projections dressés par Météo-France, à partir des archives du climat collectées depuis le milieu du XVIIIe siècle, une tendance à l’accélération du réchauffement se manifeste depuis 1850. Au XXe siècle, la température moyenne du globe a augmenté d’environ 0,6°C et celle de la France métropolitaine de plus de 1°C.

Depuis 2012, Météo-France et les Archives nationales ont engagé un programme de sauvegarde d’archives sur le climat de la France et de ses anciennes colonies de 1850 à 1960. Ce projet fait partie du Plan national d’adaptation au changement climatique.

En lien avec Météo-France, le Centre national de la recherche scientifique  (CNRS), l'Institut de recherche pour le développement (IRD) et l'Institut national de la recherche agronomique (INRA), l'Observatoire national sur les effets du réchauffement climatique (ONERC) a pour missions principales de collecter et diffuser les informations sur les risques liés au réchauffement climatique. Il formule  des recommandations sur les mesures d’adaptation à envisager pour limiter les impacts du changement climatique et collabore avec le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC).

Paléoclimatologie sur les variations climatiques : mises en perspective du BRGM

Le BRGM oeuvre à l’observation, à la compréhension et à la modélisation des effets du changement climatique sur l’érosion des sols et du littoral, les submersions marines et remontées de nappes, les risques de mouvements de terrain. Il développe des analyses conduisant à des stratégies nouvelles pour les territoires, leur aménagement et l’adaptation de leurs activités. Ainsi, dans sa revue “Géosciences” de juillet 2015, le (BRGM) met en perspective les variations récentes du climat avec la géologie et la paléoclimatologie.

Parmi les projets scientifiques du BRGM liés au changement climatique, figurent notamment l’étude des aléas submersion pour les plans de prévention des risques littoraux, le suivi de l’impact du changement climatique sur les eaux souterraines ou l’évaluation de la recharge des nappes et la prévision saisonnière des ressources en eau compte tenu de l’impact du changement climatique.

Un observatoire spatial du climat pour lutter contre le changement climatique

26 des 50 variables climatiques essentielles qui décrivent le climat ne peuvent être observées que depuis l’espace, notamment la hausse des températures, les émissions de gaz à effet de serre et le niveau des océans.

Réunis à Paris en décembre 2017 lors du One Planet Summit, les chefs de 25 agences spatiales nationales ont adopté la Déclaration de Paris qui propose la création d’un Observatoire spatial du climat. À l’initiative de la France et de son agence spatiale, le Centre national d’études spatiales (Cnes), cet observatoire a été mis en place pour mutualiser les données climatiques acquises depuis l’espace et faciliter leur utilisation par la communauté scientifique internationale.