L’évolution de la température

Les graphiques ci-contre montrent comment la température a évolué depuis la révolution industrielle, depuis le début de notre ère et depuis 800.000 ans.

Pour le graphique depuis 1880 – Température observée par la NASA par rapport à la moyenne de 1850-1900 comme référence préindustrielle. Le principal facteur d’augmentation des températures mondiales à l’ère industrielle est l’activité humaine, les forces naturelles ajoutant de la variabilité.

Pour le graphique depuis le début de notre ère – Reconstruction de la température de la surface du globe au cours des 2000 dernières années à l’aide de données indirectes provenant des cernes des arbres, des coraux et des carottes de glace en bleu. Les données d’observation directe sont en rouge.

Pour le graphique depuis 800.000 ans – La concentration de CO₂ au cours des 800 000 dernières années, mesurée à partir de carottes de glace (bleu/vert) et directement (noir).
La Terre absorbe de l’énergie solaire, ce qui la réchauffe, et elle émet cette chaleur sous forme de rayonnement, principalement infrarouge. Les gaz à effet de serre présents dans l’atmosphère absorbent et réémettent le rayonnement infrarouge, ce qui ralentit la vitesse à laquelle il peut traverser l’atmosphère et s’échapper dans l’espace. Avant la révolution industrielle, les quantités de gaz à effet de serre présentes à l’état naturel faisaient que l’air près de la surface était environ 33 °C plus chaud qu’il ne l’aurait été en leur absence. Si la vapeur d’eau (~50 %) et les nuages (~25 %) sont les principaux contributeurs à l’effet de serre, ils sont considérés comme des rétroactions car ils varient en fonction de la température. En revanche, la concentration de gaz tels que le CO₂ (~20 %), l’ozone troposphérique, les chlorofluorocarbures et le protoxyde d’azote est considérée comme du forçage externe car elle ne dépend pas de la température.
L’activité humaine depuis la révolution industrielle — principalement l’extraction et la combustion de combustibles fossiles (charbon, pétrole et gaz naturel)— a augmenté la quantité de gaz à effet de serre dans l’atmosphère, entraînant un déséquilibre radiatif. En 2019, les taux de CO₂ et de méthane dans l’atmosphère ont augmenté respectivement d’environ 48 % et 160 % depuis 1750. La concentration de CO₂ est beaucoup plus élevée qu’au cours des 2 000 000 dernières années. Les concentrations de méthane sont bien plus élevées qu’elles ne l’étaient au cours des 800 000 dernières années.

Les causes de l’effet de serre

Physicals drivers of climate change – Facteurs contribuant au changement climatique de la période 1850-1900 à la moyenne de 2010-2019, tels que rapportés dans le sixième rapport d’évaluation du GIEC. Tous les facteurs énumérés sont d’origine humaine, le GIEC n’ayant constaté aucune contribution significative de la variabilité interne ou des facteurs solaires et volcaniques.

Le Global Carbon Project montre que l’augmentation de CO₂ depuis 1880 a été causée par différentes sources qui se sont ajoutées successivement.

En 2018, les émissions mondiales de gaz à effet de serre d’origine anthropique, à l’exclusion de celles liées au changement d’affectation des terres, équivalent à 52 milliards de tonnes de CO₂. Parmi ces émissions, 72 % sont du CO₂, 19 % du méthane, 6 % de l’oxyde nitreux et 3 % des gaz fluorés. Les émissions de CO₂ proviennent principalement de la combustion de combustibles fossiles pour fournir de l’énergie pour le transport, l’industrie, le chauffage des bâtiments et ainsi que la production d’électricité. Le reste des émissions de CO₂ provient de la déforestation et des procédés industriels, comprenant le CO₂ libéré par les réactions chimiques pour la fabrication du ciment, de l’acier, de l’aluminium et des engrais. Les émissions de méthane proviennent du bétail, du fumier, de la culture du riz, des décharges, des eaux usées, de l’extraction du charbon, ainsi que de l’extraction du pétrole et du gaz. Les émissions d’oxyde nitreux proviennent en grande partie de la décomposition microbienne des engrais inorganiques et organiques.

Du point de vue de la production, les principales sources d’émissions de gaz à effet de serre dans le monde sont estimées comme suit : électricité et chauffage (25 %), agriculture et sylviculture (24 %), industrie et fabrication (21 %), transport (14 %) et bâtiment (6 %).

Malgré la contribution de la déforestation aux émissions de gaz à effet de serre, la surface émergée de la Terre, en particulier ses forêts, reste un puits de carbone important pour le CO₂. Les processus naturels, tels que la fixation du carbone dans le sol et la photosynthèse, font plus que compenser la contribution de la déforestation aux gaz à effet de serre. Il est estimé que les puits de carbone à la surface terrestre éliminent environ 29 % des émissions mondiales annuelles de CO₂. L’océan constitue également un puits de carbone important grâce à un processus en deux étapes. Tout d’abord, le CO₂ se dissout dans les eaux de surface. Ensuite, la circulation thermohaline le distribue dans les profondeurs de l’océan, où il s’accumule au fil du temps dans le cadre du cycle du carbone. Au cours des deux dernières décennies, les océans du monde ont absorbé 20 à 30 % des émissions des émissions de CO₂.

Emissions de CO2 eq.  par secteur

Les conséquences

Le sixième rapport d’évaluation du GIEC prévoit des changements dans l’humidité moyenne du sol qui peuvent perturber l’agriculture et les écosystèmes. Une réduction de l’humidité du sol d’un écart type signifie que l’humidité moyenne du sol correspondra approximativement à la neuvième année la plus sèche entre 1850 et 1900 à cet endroit.

Les effets environnementaux du changement climatique sont vastes et profonds, et touchent les océans, la glace et les conditions météorologiques. Les changements peuvent se produire progressivement ou rapidement. Les preuves de ces effets proviennent de l’étude du changement climatique dans le passé, de la modélisation et des observations modernes. Depuis les années 1950, des sécheresses et des canicules sont apparues simultanément avec une fréquence croissante. Les événements extrêmement humides ou secs au cours de la période de mousson ont augmenté en Inde et en Asie de l’Est. Les précipitations maximales et la vitesse du vent des ouragans et des typhons sont probablement en augmentation^.

Le niveau mondial de la mer s’élève en raison de la fonte des glaciers, de la fonte des calottes glaciaires du Groenland et de l’Antarctique, et de l’expansion thermique. Entre 1993 et 2017, le niveau de la mer a augmenté au fil du temps, avec une moyenne de 3,1 ± 0,3 mm par an. Au cours du 21^e siècle, le GIEC prévoit que dans un scénario d’émissions très élevées, le niveau de la mer pourrait s’élever de 61 à 110 cm. L’augmentation de la chaleur des océans fragilise et menace de libérer les glaciers de l’Antarctique, ce qui risque d’entraîner une fonte importante de la calotte glaciaire et rend possible une élévation du niveau de la mer de 2 mètres d’ici 2100 en cas d’émissions élevées.

Le changement climatique a entraîné des décennies de rétrécissement et d’amincissement de la glace de mer arctique, ce qui la rend vulnérable aux anomalies atmosphériques. Alors que les étés sans glace devraient être rares à un niveau de réchauffement de 1,5 °C, ils devraient se produire une fois tous les trois à dix ans à un niveau de réchauffement de 2,0 °C. Les concentrations atmosphériques plus élevées de CO₂ atmosphérique ont entraîné des changements dans la chimie des océans. Une augmentation du CO₂ dissous entraîne l’acidification des océans. En outre, les niveaux d’oxygène diminuent car l’oxygène est moins soluble dans l’eau plus chaude, les zones mortes s’étendant en raison de la prolifération d’algues stimulée par des températures et des niveaux de CO₂ plus élevés, par la désoxygénation des océans et par l’eutrophisation

Plus le réchauffement de la planète est important, plus le risque de franchir des points de basculement augmente. L’effondrement des calottes glaciaires de l’Antarctique occidental et du Groenland en est un exemple. Une augmentation de la température de 1,5 à 2,0 °C pourrait entraîner la fonte des calottes glaciaires, bien que l’échelle de temps de la fonte soit incertaine et dépende du réchauffement futur. Certains changements à grande échelle pourraient se produire sur une courte période, comme l’arrêt de la circulation thermohaline, qui déclencherait des changements climatiques majeurs dans l’Atlantique Nord, en Europe et en Amérique du Nord.

Les effets à long terme du changement climatique comprennent la poursuite de la fonte des glaces, le réchauffement des océans, l’élévation du niveau de la mer et l’acidification des océans. À l’échelle des siècles ou des millénaires, l’ampleur du changement climatique sera principalement déterminée par les émissions anthropiques de CO₂. Cela est dû à la longue durée de vie du CO₂ dans l’atmosphère. L’absorption du CO₂ par les océans est suffisamment lente pour que l’acidification des océans se poursuive pendant des centaines ou des milliers d’années. On estime que ces émissions ont prolongé la période interglaciaire actuelle d’au moins 100 000 ans. L’élévation du niveau de la mer se poursuivra pendant de nombreux siècles, avec une augmentation estimée à 2,3 mètres par degré Celsius après 2000 ans

Conséquences pour la nature et la faune

Le changement climatique a entraîné des décennies de rétrécissement et d’amincissement de la glace de mer arctique, ce qui la rend vulnérable aux anomalies atmosphériques. Alors que les étés sans glace devraient être rares à un niveau de réchauffement de 1,5 °C, ils devraient se produire une fois tous les trois à dix ans à un niveau de réchauffement de 2,0 °C. Les concentrations atmosphériques plus élevées de CO₂ atmosphérique ont entraîné des changements dans la chimie des océans. Une augmentation du CO₂ dissous entraîne l’acidification des océans. En outre, les niveaux d’oxygène diminuent car l’oxygène est moins soluble dans l’eau plus chaude, les zones mortes s’étendant en raison de la prolifération d’algues stimulée par des températures et des niveaux de CO₂ plus élevés, par la désoxygénation des océans et par l’eutrophisation.

Plus le réchauffement de la planète est important, plus le risque de franchir des points de basculement augmente. L’effondrement des calottes glaciaires de l’Antarctique occidental et du Groenland en est un exemple. Une augmentation de la température de 1,5 à 2,0 °C pourrait entraîner la fonte des calottes glaciaires, bien que l’échelle de temps de la fonte soit incertaine et dépende du réchauffement futur. Certains changements à grande échelle pourraient se produire sur une courte période, comme l’arrêt de la circulation thermohaline, qui déclencherait des changements climatiques majeurs dans l’Atlantique Nord, en Europe et en Amérique du Nord.

Les effets à long terme du changement climatique comprennent la poursuite de la fonte des glaces, le réchauffement des océans, l’élévation du niveau de la mer et l’acidification des océans. À l’échelle des siècles ou des millénaires, l’ampleur du changement climatique sera principalement déterminée par les émissions anthropiques de CO₂. Cela est dû à la longue durée de vie du CO₂ dans l’atmosphère. L’absorption du CO₂ par les océans est suffisamment lente pour que l’acidification des océans se poursuive pendant des centaines ou des milliers d’années. On estime que ces émissions ont prolongé la période interglaciaire actuelle d’au moins 100 000 ans. L’élévation du niveau de la mer se poursuivra pendant de nombreux siècles, avec une augmentation estimée à 2,3 mètres par degré Celsius après 2000 ans.

Conséquences pour les êtres humains

Les effets du changement climatique sur l’homme, principalement dus au réchauffement et à la modification des précipitations, ont été détectés dans le monde entier. Les impacts régionaux du changement climatique sont désormais observables sur tous les continents et dans toutes les régions océaniques, les régions moins développées et de faible latitude étant les plus exposées. La production continue de gaz à effet de serre entraînera un réchauffement supplémentaire et des modifications durables du système climatique, avec des impacts potentiellement « graves, généralisés et irréversibles » pour les populations et les écosystèmes. Les risques liés au changement climatique sont inégalement répartis, mais sont généralement plus importants pour les personnes défavorisées des pays en développement et des pays développés.

Les effets sur la santé comprennent à la fois les effets directs des conditions météorologiques extrêmes, qui entraînent des blessures et des pertes de vie, et les effets indirects, tels que la malnutrition provoquée par les mauvaises récoltes. Diverses maladies infectieuses se transmettent plus facilement dans un climat plus chaud, comme la dengue, qui affecte le plus gravement les enfants, et le paludisme. Les jeunes enfants sont les plus vulnérables aux pénuries alimentaires et, avec les personnes âgées, aux chaleurs extrêmes. L’Organisation mondiale de la santé (OMS) a estimé qu’entre 2030 et 2050, le changement climatique devrait provoquer environ 250 000 décès supplémentaires par an dus à l’exposition à la chaleur des personnes âgées, à l’augmentation des maladies diarrhéiques, du paludisme, de la dengue, des inondations côtières et de la dénutrition infantile. Plus de 500 000 décès supplémentaires d’adultes sont prévus chaque année d’ici à 2050 en raison de la réduction de la disponibilité et de la qualité des aliments. D’autres risques sanitaires majeurs associés au changement climatique concernent la qualité de l’air et de l’eau. L’OMS a classé les impacts humains du changement climatique comme la plus grande menace pour la santé mondiale au 21^e siècle.

Selon une étude scientifique publiée en 2021 dans la revue Nature Climate Change, 37 % des décès dans le monde dus aux vagues de chaleur chaque année sont attribuables au réchauffement climatique, soit un bilan de 100 000 décès par an. Cette proportion s’élève au-dessus de 40 % dans des pays comme le Mexique, l’Afrique du Sud, la Thaïlande ou le Chili, et dépasse 60 % au Brésil, aux Philippines, au Koweït ou au Guatemala. Selon une étude du chercheur Daniel Bressler, l’émission de 4 434 tonnes de carbone (soit l’équivalent des émissions totales de 3,5 Américains durant leur vie) entraînerait le décès additionnel d’une personne d’ici la fin du xxi^e siècle, selon le scénario d’un réchauffement de 4,1 °C au-dessus des niveaux pré-industriels. Il estime que « d’ici la fin du siècle, le changement climatique entraînera la mort de 4,6 millions de personnes par an, soit plus que la pollution (3,4 millions) et pratiquement autant que l’obésité (4,7 millions) » — pour un total de 83 millions de morts. L’essentiel de ces morts concernerait des régions les plus chaudes et les plus pauvres, à savoir l’Afrique, le Moyen-Orient et l’Asie du Sud.

Le changement climatique affecte la sécurité alimentaire et a entraîné une réduction des rendements moyens mondiaux de maïs, de blé et de soja entre 1981 et 2010. Le réchauffement futur pourrait réduire davantage les rendements mondiaux des principales cultures. La production agricole sera probablement affectée négativement dans les pays à faible latitude, tandis que les effets aux latitudes nord peuvent être positifs ou négatifs. Jusqu’à 183 millions de personnes supplémentaires dans le monde, en particulier les personnes à faible revenu, risquent de souffrir de la faim en raison de ces effets. Les effets du réchauffement sur les océans se répercutent sur les stocks de poissons, avec un déclin mondial du potentiel maximal de capture. Seuls les stocks polaires présentent un potentiel accru. Les régions qui dépendent de l’eau des glaciers, les régions déjà sèches et les petites îles courent un risque accru de stress hydrique en raison du changement climatique.

Les dommages économiques dus au changement climatique ont été sous-estimés et pourraient être graves, la probabilité d’événements désastreux n’étant pas négligeable. Le changement climatique a probablement déjà accru les inégalités économiques mondiales et devrait continuer à le faire. La plupart des impacts graves sont attendus en Afrique subsaharienne et en Asie du Sud-Est, où la pauvreté existante est déjà très forte. La Banque mondiale estime que le changement climatique pourrait plonger plus de 120 millions de personnes dans la pauvreté d’ici 2030. Il a été observé que les inégalités actuelles entre les hommes et les femmes, entre les riches et les pauvres et entre les différentes ethnies s’aggravaient en raison de la variabilité et du changement climatiques. Une consultation d’experts a conclu que le rôle du changement climatique dans les conflits armés était faible par rapport à des facteurs tels que les inégalités socio-économiques et les ressources des États, mais que le réchauffement futur entraînera des risques accrus.

Les îles de faible altitude et les communautés côtières sont menacées par les dangers posés par l’élévation du niveau de la mer, tels que les inondations et les submersions permanentes. Cela pourrait conduire à l’apatridie pour les populations des nations insulaires, telles que les Maldives et Tuvalu. Dans certaines régions, l’élévation de la température et de l’humidité pourrait être trop importante pour que les humains puissent s’y adapter. Dans le pire des cas, les modèles prévoient que près d’un tiers de l’humanité pourrait vivre dans des climats extrêmement chauds et inhabitables, semblables au climat actuel que l’on trouve principalement dans le Sahara. Ces facteurs, auxquels s’ajoutent des conditions météorologiques extrêmes, peuvent entraîner des migrations environnementales, tant à l’intérieur des pays qu’entre eux. On s’attend à ce que les déplacements de population augmentent en raison de la fréquence accrue des conditions météorologiques extrêmes, de l’élévation du niveau de la mer et des conflits découlant d’une concurrence accrue pour les ressources naturelles. Le changement climatique peut également accroître les vulnérabilités, conduisant à des populations piégées dans certaines régions qui ne sont pas en mesure de se déplacer en raison d’un manque de ressources.

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