Comprendre la science du climat
Le climat de notre planète est influencé par plusieurs facteurs naturels, tels que les grandes éruptions volcaniques, les courants océaniques ou encore les variations de l’énergie solaire. Toutefois, les activités humaines, comme l’utilisation d’énergies fossiles, l’agriculture et les activités industrielles, sont à l’origine d’une augmentation de la concentration de gaz à effet de serre dans l’atmosphère.
Ceci occasionne un réchauffement du climat d’une puissance environ 50 fois plus grande que les phénomènes naturels depuis la révolution industrielle et avec une vitesse record comparée aux 2000 dernières années.
En somme, bien que des facteurs naturels agissent sur le climat, les données du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) illustrent que le réchauffement actuel ne se produirait probablement pas sans l'influence des activités humaines (figure 1).
Changement de la température globale de surface (moyennes annuelles) observée et simulée en utilisant des facteurs humains et naturels
Figure 1. Changements de la température globale de surface observée au cours des 170 dernières années (ligne noire) par rapport à la période 1850-1900. L’enveloppe orange représente les valeurs minimales et maximales de l’ensemble des simulations, tandis que la ligne marron indique la moyenne de ces simulations. Cette portion de la figure est comparée aux changements de la température simulée en incluant uniquement les facteurs naturels (enveloppe et ligne cyan). D’après ce graphique, on comprend que seuls les facteurs humains sont responsables de l’augmentation des températures.
Que sont les changements climatiques?
Les changements climatiques désignent les transformations durables des conditions météorologiques moyennes, des extrêmes ainsi que de la variabilité du climat. Ces modifications sont observées sur de longues périodes et persistent généralement pendant des décennies ou plus. Les changements climatiques entraînent une augmentation à long terme des températures mondiales et du niveau des océans, ainsi qu’une modification de l’intensité et de la fréquence de certains phénomènes extrêmes tels que les tempêtes, les vagues de chaleur ou les incendies de forêt.
Source : donnéesclimatiques.ca
L'effet de serre
Le soleil est la source d’énergie de la Terre. Il émet une énergie bien connue sous le nom de rayons solaires. Une partie de l’énergie, soit environ le tiers, est reflétée dans l’espace par l’atmosphère terrestre. L’autre partie des rayons est absorbée par la surface terrestre et la réchauffe.
Cependant, l’excès de chaleur que la Terre ne peut absorber est renvoyé sous forme de rayons infrarouges dans l’atmosphère, une énergie de grandes longueurs d’onde. Les gaz à effet de serre (GES), présents naturellement dans l’atmosphère terrestre, agissent comme une couverture et piègent ces rayons infrarouges retournés par la Terre créant ainsi de la chaleur dans l’atmosphère.
Figure 2 L’effet de serre
Source : donneesclimatiques.ca
Ce phénomène porte très bien son nom, car il agit du même phénomène que dans les serres de jardin. Les GES proviennent de sources naturelles et élèvent la moyenne de la température à la surface de la Terre d’environ -16°C à +15°C. Ils maintiennent ainsi une température suffisamment chaude pour permettre la vie sur Terre. Le GES le plus connu, en raison de sa prédominance dans l’atmosphère, est le dioxyde de carbone (CO2), mais il en existe plusieurs autres comme le méthane (CH4) ou l’oxyde nitreux (N2O).
Le réchauffement global
Depuis le début de la période industrielle, l’usage des combustibles fossiles, comme le pétrole, le gaz naturel et le charbon, a provoqué une hausse considérable des concentrations de GES dans l’atmosphère. Cette hausse, principalement celle du CO2, épaissie la couche de GES et augmente l’effet de serre, provoquant le réchauffement excessif du climat. Ce phénomène est d’autant plus préoccupant que la longue durée de vie de certains de ces gaz garantit une influence durable du climat pendant de nombreuses années.
Le rôle complexe des aérosols
Par ailleurs, le réchauffement climatique est partiellement freiné par la hausse des aérosols dans l’atmosphère, qui génèrent un effet de refroidissement du climat. Ces particules en suspension absorbent et diffusent une partie du rayonnement solaire vers l’espace, empêchant cette énergie d’atteindre l’atmosphère ou la surface terrestre. Toutefois, cet effet demeure insuffisant pour compenser le réchauffement exponentiel lié aux émissions humaines de GES. Bien que les aérosols aient un effet de refroidissent du climat, ils représentent un réel danger pour la santé humaine et leur impact reste trop minime pour ralentir les changements climatiques.
Les aérosols :
Ce sont de petites particules en suspension présentes naturellement dans l’atmosphère (fumée de feux de forêt, gaz émis pas les volcans, embruns marins et océaniques...). Les aérosols sont aussi émis par les humains et ceux-ci sont en réalité des polluants atmosphériques (émissions des véhicules, cheminées industrielles, centrales à charbon, microplastiques issus des déchets...). Dans les zones urbaines, ils sont souvent à l’origine de smogs photochimiques qui causent des problèmes sur la santé humaine.
Consensus des scientifiques
Depuis 1988, le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) évalue, de manière méthodique et impartiale, l’information scientifique disponible en lien avec les changements climatiques. Ces informations sont tirées des études publiées dans des revues scientifiques par des experts dans le domaine. Le GIEC travaille notamment à dégager les éléments qui relèvent d’un consensus de l’ensemble de la communauté scientifique.
Des rapports de synthèses sur les résultats sont régulièrement publiés. En 2021, le GIEC publiait ainsi un rapport affirmant sans équivoque que l’influence humaine a réchauffé l’atmosphère, l’océan et les terres et qu’on pouvait, dès maintenant, y attribuer des changements dans les extrêmes comme les vagues de chaleur, les précipitations intenses et les sécheresses.
Le consensus s’étend à certaines sciences connexes également : cryosphère, hydrologie, océanographie, géographie et plusieurs autres. L’analyse des résultats publiés dans des articles scientifiques révèle d’ailleurs que plus de 99% de ces chercheurs s’entendent pour dire que la planète se réchauffe et que l’humain en est la cause.
Qu’est-ce que la variabilité naturelle du climat?
Le climat présente des variations naturelles, selon diverses échelles de temps et distinctes des changements climatiques. Ces fluctuations proviennent des interactions entre l’atmosphère, les océans, les terres et les glaces.
Il s’agit d’une variabilité au cours d’une même année qui donne lieu à l’alternance des saisons (été, automne, hiver, printemps).
Elle correspond aux fluctuations du climat d’une année à une autre (Figure 3, panneau de gauche). La variabilité annuelle explique notamment les différences de températures globales d’une année à une autre, indépendamment de la tendance du réchauffement climatique.
Par exemple, certaines années peuvent être plus chaudes ou plus froides que d’autres en raison de phénomènes climatiques de courte durée, comme El Niño, La Niña ou encore l’activité solaire. Ces oscillations océaniques et atmosphériques influencent le climat à l’échelle mondiale, modifiant les températures et les régimes de précipitations sur plusieurs continents pendant plusieurs mois à quelques années.
Elle comprend des phénomènes qui se produisent de manière cyclique sur des périodes de 10 à 30 ans (Figure 3, panneau du milieu). Parmi ceux-ci, on peut citer l’oscillation nord-atlantique (ONA) ou l’oscillation décennale du Pacifique (ODP) qui se manifestent sur des cycles d’une vingtaine d’années. Ces phénomènes sont essentiels pour comprendre les climats régionaux.
Par exemple, l’ONA affecte les températures et les précipitations hivernales ainsi que la hauteur de neige au sol du Québec. Son effet apporte plus d’instabilités des températures dans le nord que dans le sud et ceci est particulièrement perceptible en dehors de la saison estivale.
D’autre part, la variabilité décennale peut aussi être influencée par des phénomènes ponctuels. Par exemple, les grandes éruptions ont le potentiel de refroidir le climat sur quelques années voir des décennies. Lors d’une éruption volcanique, de grandes quantités de particules sont projetées dans l’atmosphère. Celles-ci se répandent rapidement sur toute la surface du globe, influençant du même coup le climat.
Importance de la perspective historique (30 ans)
Ces variations naturelles de grande envergure peuvent être trompeuses, car elles diminuent ou amplifient la tendance du réchauffement climatique sur une longue période.
C’est pourquoi il importe d’utiliser au moins 30 ans de données climatiques. Ce recul est indispensable pour distinguer les cycles de variabilité naturelle des changements climatiques. (Figure 3, panneau de droite).
La dimension régionale de la variabilité naturelle du climat
La variabilité naturelle s’exprime aussi de façon régionale. Les phénomènes naturels qui influencent le climat sur une année ou plusieurs décennies n’influencent pas le climat de la même façon d’une région du monde à une autre. Par exemple, au Québec et au Canada, le phénomène El Niño entraîne souvent des hivers plus doux et moins neigeux. À l’inverse, ce même phénomène provoque souvent de fortes précipitations en Amérique du Sud.
Figure 3 : Variabilité annuelle et décennale comparée au signal des changements climatiques
Pour en savoir plus sur les concepts en climat :
