Climatologie - Fondamentaux
La température de la Terre résulte de l’équilibre entre l’énergie reçue du soleil et la chaleur renvoyée dans l’espace, le bilan total étant nul. L’atmosphère qui nous entoure joue un rôle essentiel à cet égard : sans atmosphère, la température moyenne à la surface de notre Planète serait de -18°C, alors qu’elle est actuellement d’environ 15°C, approchant les 16°c du fait du réchauffement en cours. L’atmosphère contient en effet un certain nombre de gaz, dits gaz à effet de serres (GES), qui sont transparents pour le rayonnement solaire à courte longueur d’onde, alors qu’ils interceptent une partie du rayonnement thermique de grande longueur d’onde réémis par la terre vers l’Espace. Les GES les plus notables sont la vapeur d’eau, le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4), le protoxyde d’azote (N2O) et l’ozone (O3). A ces GES d’origine naturelle s’ajoutent des GES « industriels », qui ne sont présents dans l’atmosphère qu’à cause de l’Homme, et dont les principaux sont les halocarbures. L’Homme a donc une double action sur la capacité absorbante de l’atmosphère : 1) en augmentant la concentration en GES naturels, notamment en CO2 (du fait de l’utilisation massive d’énergie carbonée depuis la révolution industrielle) et en CH4 (en lien avec la production de gaz et la massification de l’agriculture) ; 2) en introduisant de nouveaux GES dont les concentrations totales dans l’atmosphère sont très faibles mais dont le pouvoir absorbant est extrêmement fort, bien plus élevé que celui des GES d’origine naturelle. L’augmentation de la concentration de ces GES dans l’atmosphère est la cause du réchauffement généralisé, et de plus en plus rapide, qui devenu vraiment significatif depuis la fin du 20ième siècle.
Le réchauffement actuel en regard des variations passées du climat
L’énergie solaire totale reçue aux confins de notre atmosphère vaut 1368 w/m² (watt par mètre carré), ce qui se traduit par un rayonnement moyen à la surface du globe de 342 w/m², une fois pris en compte les effets géométriques (sphéricité et rotation). Cette valeur moyenne peut être considérée comme invariante, puisqu’elle a augmenté de seulement 0,00086 w/m² au cours des 30’000 dernières années. Il existe de petites oscillations autour de cette moyenne, liées à la variabilité de l’activité solaire : ces oscillations sont de l’ordre de 1w/m² sur des durées de quelques années à quelques dizaines d’années. Si la quantité totale d’énergie reçue au sommet de l’atmosphère (1368 w/m²) varie donc très peu, sa répartition à la surface du globe est soumise à des fluctuations périodiques pilotées par les oscillations des paramètres astronomiques qui contrôlent l’orbite de la Terre autour du soleil. Ces fluctuations de l’énergie reçue à la surface sont suffisamment importantes pour modifier les aires de répartition de la végétation et donc les cycles de l’eau et du carbone, se traduisant par de grandes glaciations : au cours des 800’000 dernières années, on en a enregistré quatre, dont la dernière a pris fin il y a moins de 20’000 ans. Mais depuis 10’000 ans (Holocène) les variations de température de notre planète sont restées cantonnées en moyenne dans un intervalle de 0,6°C, ce qui a favorisé l’expansion de l’espèce humaine. D’autres facteurs peuvent provoquer des variations brusques du climat, comme les grandes éruptions volcaniques qui en émettant d’importants volumes d’aérosols soufrés dans la stratosphère réduit la force du rayonnement solaire au sol. Les éruptions volcaniques n’ont toutefois joué qu’un rôle secondaire durant l’Holocène.
Après une période clémente autour de l’an Mil (optimum climatique médiéval), la Planète a connu un petit épisode glaciaire entre le XIIIe et le XIXe siècle. Ce Petit Âge Glaciaire est très bien documenté dans les Alpes. Depuis 1850, on assiste à un réchauffement qui s’est fortement amplifié depuis les années 1980. Dans les Alpes, le réchauffement est au moins deux fois plus marqué que sur l’ensemble de la Planète, les températures y ayant augmenté de 2°C environ depuis le milieu du 20ième siècle.
Une hausse sans précédent de la teneur en CO2 atmosphérique
La machine climatique est complexe en ce sens que de faibles fluctuations de la distribution d’énergie solaire à la surface du globe vont provoquer des changements dans la couverture végétale différents selon les latitudes considérées et qui vont à leur tour entrainer des modifications de la distribution des précipitations et de l’évaporation. La capacité de la végétation et des océans à stocker le CO2 s’en trouve aussi affectée, ce qui conduit à des fluctuations de sa concentration dans l’atmosphère. Au cours des 800’000 dernières années, le taux de CO2 atmosphérique a ainsi fluctué entre 180 et 200 ppm (parties par millions), les épisodes à 180 ppm correspondant aux pics de glaciation. Au début du 20ième siècle, nous sommes sortis de cette enveloppe [180-280] ppm, dépassant 400 ppm en 2015 et atteignant 415 ppm en 2019. Non seulement cette augmentation est continue, mais elle accélère car le CO2 est un gaz très stable chimiquement et parce que nos émissions de CO2 continuent à un niveau toujours plus élevé.
Le devenir de nos glaciers
En parcourant les sentiers des Réserves Naturelles des Aiguilles Rouges, de Bérard et de Carlaveyron, vous pourrez observer les effets spectaculaires du réchauffement climatiques sur les appareils glaciaires des massifs du Mont-Blanc et des Aiguilles Rouge. La Mer de Glace et le glacier d’Argentières (ci-dessous) pourraient disparaitre d’ici la fin du siècle si la hausse de la teneur en CO2 atmosphérique se maintient au rythme actuel.
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