Analyse de l’évolution du climat

Le sujet du réchauffement climatique et la responsabilité de l’homme divisent les opinions ; y-a-t-il réchauffement, est-il naturel ou l’homme y est-il pour quelque chose ?

Essayons de raisonner sur la base de mesures de toutes sortes qui ont été faites, et qui sont donc des valeurs sures.

Commençons par l’analyse des carottages de glaces qui ont été effectuées en Antarctique par les américains, russes et français, et qui permettent de remonter jusqu’à 800.000 ans en arrière, ce qui couvre donc plusieurs cycles glaciaires et interglaciaire.
Ces carottages permettent de connaître précisément la composition de l'atmosphère terrestre, dont le taux de CO2 :

 evolution co2

Sources : https://scripps.ucsd.edu/programs/keelingcurve/
                http://www.scrippsco2.ucsd.edu/assets/graphics/png/merged_ice_core_record.png


Sur les 800.000 dernières années, le taux de CO2 a oscillé entre 180 et 280ppm (graphique du haut).

Il est aujourd’hui de plus de 400ppm !!!

Sur les graphes ci-dessus on voit clairement que cette brusque augmentation vertigineuse correspond à l’air industriel. Sur le graphique sur 800.000 ans, cette augmentation apparaît comme un « Dirac ».

Si on prend 280ppm comme taux de CO2 préindustrielle (ci qui correspond déjà au max qu’ai connu la planète sur les 800.000 dernière années), on calcule une augmentation de 45% !!! On peut dire que cette augmentation est uniquement dû à l’homme (sinon quel en serait l’origine, il n’y a pas eu d’activité volcanique ou autre phénomène naturel qui pourrait expliquer cette augmentation).

L’homme est donc directement responsable de cette augmentation de 45% du taux de CO2 dans l’atmosphère depuis le début de l’ère industrielle.


Maintenant, quel sera l’impact sur le climat ?

Evidemment, la machinerie climatique terrestre est complexe, a une certaine inertie, et la température moyenne à sa surface dépend de nombreux paramètres.

Les principaux sont le Soleil et la composition de son atmosphère.

Le Soleil a une activité heureusement stable, son principal cycle de 11 ans (dit « de Schwabe ») engendre une variabilité de l’irradiance totale au niveau de notre planète de 1W/m², soit 0.1% c’est-à-dire négligeable (source : https://www.encyclopedie-environnement.org/climat/variabilite-de-activite-solaire-impacts-climatiques/).

La composition de son atmosphère a en revanche un impact beaucoup plus important. On peut très nettement voir la corrélation entre taux de CO2 et de CH4 avec la  température moyenne sur les 400.000 dernières années sur le graphe ci-dessous :

 
lien co2 - température ancien
Source : http://www.antarcticglaciers.org/glaciers-and-climate/ice-cores/ice-core-basics/

A noter que la reconstitution de la température moyenne a été possible par la mesure d’un des isotopes stables de l’oxygène, le δ18O, dans les différentes couches de glace de l’Antarctique (voir source1, source2, source3,…).

On peut faire le même exercice sur les périodes récentes en superposant la courbe d’évolution du CO2 depuis  le début de l’ère industrielle avec la courbe d’évolution des températures (moyenne mondiale) :


 lien co2 - temperature- recent
Source historique des températures : https://data.giss.nasa.gov/gistemp/graphs_v4/#

Là encore on voit une très nette corrélation entre l’évolution du taux de CO2 et l’évolution des températures, ce qui est logique ; la température terrestre dépendant entre autre principaux paramètres du soleil et de la composition de son atmosphère ; à activité solaire stable, si les gaz à effet de serre augmentent la température augmente.


Ayant montré que la température moyenne terrestre a une très forte corrélation avec le taux de CO2 de son atmosphère, que ce taux est le principal paramètre qui varie et qu'il n'y a aucun signe d'inversion de la tendance, on peut extrapoler l'évolution des températures moyennes mondiale dans les années à venir :

extrapolation_temp

Zoom sur les années 2000 à 2040 :

extrapolation_temp_zoom

Il s'agit là de températures moyennes mondiales, il y aura de fortes disparités car des régions peuvent se refroidir suite à la diminution ou même l'arrêt de certains courants océaniques tel le Gulf Stream, ce qui veut dire que des régions connaîtront des hausses très significatives plus importantes que celle du graphe ci-dessus.


Conclusions

Au vu de ces mesures et de cette analyse, on peut tirer les conclusions suivantes :

•    L’augmentation du taux de CO2 dans l’atmosphère de 280ppm avant la période industrielle et à plus de 400ppm aujourd’hui (+45%) est bien le fait de l’homme.
•    Le taux de CO2 dans l’atmosphère ayant un impact direct sur la température moyenne mondiale, celle-ci va continuer à augmenter…

D’ailleurs le propre des records, quels qu’ils soient, est d’être battus de plus en plus rarement au fur et à mesure que les données s’accumulent. Hors en terme de températures, force est de constater que c’est l’inverse qui se produit, voir les multiples littératures sur le sujet, notamment ici.

De plus, il y a un risque d’effet boule de neige car :

_ Quand il fait un peu plus chaud, le cycle du carbone et la solubilité de CO2 dans les océans sont modifiés : le dioxyde de carbone est relâché dans l'atmosphère, ce qui augmente la température, avec effet boule de neige…

_ Il y a de grande quantité d’Hydrate de méthane (ou glace de méthane) naturellement présent dans les fonds marins, sur certains talus continentaux, ainsi que dans le pergélisol des régions polaires. Hors une bonne partie de ces réserves se situe à la limite de stabilité (combinaison température et pression), et une augmentation de la température des océans ou de la surface des régions polaires peut libérer ce méthane dans l’atmosphère. Or le méthane (CH4) a un pouvoir de nuisance beaucoup plus élevé que le CO2 en tant que gaz à effet de serre. Son potentiel de réchauffement global mesuré à l'échelle d'un siècle à partir de sa diffusion dans l'atmosphère est en effet compris entre 22 et 23 fois celui du dioxyde de carbone.

Il a fallu à la nature des centaines de millions d'années pour modifier les concentrations de CO2 à travers des processus naturels, comme l'enfouissement du carbone. Et nous, nous le déterrons, mais pas sur 100 millions d'années. Nous le déterrons et le brûlons sur une échelle de 100 ans, un million de fois plus vite…