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9. Risque, inertie et précaution : la nature du défi (première partie)


Pas facile de changer des habitudes bien ancrées. On serait tenté de se dire attendons encore un peu afin d’être absolument sûr… D’autres affirmeront qu’il n’y a pas urgence, car les plus grands effets du changement climatique ne se feront sentir que dans 30 ans, voire au tournant du siècle. Mais au fait, de combien de temps disposons-nous pour réagir?



S’il reste encore quelques zones d’incertitudes quant à la rapidité et à l’ampleur de la hausse future des températures, le cœur du message scientifique est très clair.

Nous ne sommes qu’au tout début d’une période de réchauffement, un processus désormais inévitable et bien enclenché.

Nous produisons des quantités de plus en plus grandes de GES chaque année.

Le CO₂ que nous émettons aujourd’hui s’accumule dans l’atmosphère où il demeurera pendant plus de 100 ans.

Nous prenons donc des risques importants en continuant à émettre de plus en plus de gaz à effet de serre.

Le faux et le vrai débat


Est-ce que le soleil, les nuages, les volcans, l’humidité, les oscillations naturelles telles La Nina et El Nino jouent un rôle dans les variations climatiques? Bien sûr que oui. Là n’est pas la question, malgré tout le «bruit» dans la blogosphère à propos de ce faux débat.

Car, même si elles jouent un rôle important, lorsque l’on tient compte de l’impact de toutes les forces naturelles qui influencent le climat depuis le début du XXe siècle, on ne peut tout simplement pas expliquer le réchauffement observé depuis le début des années 60 (voir graphique ci-dessous).
9. Risque, inertie et précaution : la nature du défi  (première partie)

Les effets sur le climat des variations des différentes forces naturelles observées depuis plus d’une centaine d’années (radiation solaire,volcanisme, etc., représentés ici par la ligne bleue), n’arrivent pas à expliquer le réchauffement du climat observé depuis les années 60 (courbe noire).Source : GIEC 2007: Technical Summary. In Climate Change 2007 : The Physical Science Basis – WG1, p.62 , disponible ici…



Par contre, lorsque l’on ajoute aux forces naturelles l’effet de l’augmentation des émissions et des concentrations de gaz à effet de serre (GES) dans l’atmosphère, les modèles climatiques arrivent à représenter et expliquer l’augmentation récente de la température moyenne observée à l’échelle de la planète (graphique suivant).
9. Risque, inertie et précaution : la nature du défi  (première partie)

Lorsque l’on ajoute l’effet de l’augmentation des concentrations de GES dans l’atmosphère, les modèles climatiques (courbe rouge) arrivent à reproduire et expliquer la hausse récente de la température moyenne observée à l’échelle de la planète (courbe noire). Source : GIEC 2007: Technical Summary. In Climate Change 2007 : The Physical Science Basis – WG1, p.62


Ce n’est pas d’hier que la propriété des principaux gaz à effet de serre à retenir la chaleur a été démontrée. Dès les années 1860, le physicien irlandais John Tyndall démontra la capacité que possédaient la vapeur d’eau, le CO₂, le méthane et d’autres gaz à absorber les infrarouges, piégeant ainsi la chaleur dans l’atmosphère.

Mais ce n’est qu’à partir de 1957, à Hawaï, que l’on commença systématiquement à mesurer la concentration de CO₂ dans l’atmosphère (graphique de droite, cliquez pour agrandir).

Or, après quelques années d’observation, au début des années 70, on réalisa que cette concentration augmentait constamment, ce qui souleva certaines inquiétudes dans la communauté scientifique. Et c’est en 1979, il y a plus de 30 ans, que le premier rapport scientifique sur le réchauffement de la planète fut présenté à l’Académie des Sciences américaines, le rapport Charney (disponible ici…).



Ce qui a changé la donne...

Évidemment, certains sceptiques vont suggérer que cette augmentation des concentrations de CO₂ relève de phénomènes naturels, sans démontrer lesquels, et surtout sans se poser la question : n’y aurait-il pas plutôt « quelque chose de nouveau » depuis le début des années 1800 qui puisse expliquer cette croissance subite des concentrations de CO₂?

Le Dr. David MacKay, professeur au Département de Physique à l’Université Cambridge et auteur du livre «Sustainable Energy- Without the Hot Air» répond que oui, quelque chose de nouveau change la donne et cela s’appelle la Révolution industrielle.

Il a d’ailleurs indiqué sur un graphique présentant la concentration de CO₂ dans l’atmosphère depuis plus de 1000 ans, l’année 1769, alors que James Watt développa la première machine à vapeur vraiment efficace (voir graphique ci-dessous, tiré de son livre).

Soudainement la concentration de CO₂, qui était relativement stable et en équilibre depuis plusieurs milliers d’années, se mit à grimper très rapidement.
Concentration du CO₂ dans l'atmosphère depuis plus de 1000 ans et évolution récente depuis le début des année 1800.
Concentration du CO₂ dans l'atmosphère depuis plus de 1000 ans et évolution récente depuis le début des année 1800.



L’une des principales applications de cette nouvelle machine à vapeur a été de pomper l’eau des mines de charbon, rappelle D. MacKay [1]. On peut voir ce qui est survenu au niveau de la production de charbon au graphique suivant. Cette production a ici été convertie en milliard de tonnes de CO₂ par année (GtCO₂ par année) générées par la combustion du charbon nouvellement produit. Comme on peut le constater au graphique qui suit, une nouvelle source de CO₂ atmosphérique venait de naître.
Émissions de CO₂ provenant de la production de charbon de 1600 à 1900, exprimées en milliard de tonnes de CO₂. Source : David MacKay
Émissions de CO₂ provenant de la production de charbon de 1600 à 1900, exprimées en milliard de tonnes de CO₂. Source : David MacKay

9. Risque, inertie et précaution : la nature du défi  (première partie)
Dans les années 1800, le charbon était utilisé pour fabriquer le fer, utilisé entre autres pour fabriquer des bateaux, pour chauffer les habitations, les immeubles, alimenter les locomotives et autres machines nouvellement créées, et bien entendu, pour permettre de pomper l’eau des profondeurs des mines afin de produire davantage de charbon.

Dans les 30 années entre 1769 et 1800, la production annuelle de charbon doubla en Grande-Bretagne, berceau de la Révolution industrielle. Elle doubla encore dans les 30 années suivantes (1830).

Mais il ne fallut que 20 autres années (1850) pour que la production double de nouveau, et pas plus (1870) pour le doublement suivant. Évidemment, les autres pays ont emboîté le pas et la production mondiale de charbon explosa [2].

Même si la production de charbon en Grande-Bretagne a atteint son sommet en 1910, la production mondiale n’a cessé de croître depuis. Et cela n’était que le début de la forte expansion qu’ont connu les combustibles fossiles à l’échelle de la planète. Car dès la première moitié du XXe siècle, la production de pétrole et les émissions de CO₂ qui l’accompagnent sont venues s’ajouter à celles du charbon.

Pour montrer, au graphique suivant, ce qui s’est passé au XXe siècle, il faut fortement réduire l’échelle de l’axe vertical, comme l’a fait David MacKay dans son livre d’où ce dernier est tiré. Remarquez que la portion du premier graphique à gauche (ombragé aux fins d’illustration), ne représente qu’une portion minime sur l’axe du graphique de droite, démontrant bien que les émissions de CO₂ allaient par la suite exploser, tant pour le charbon que pour le pétrole.
Émissions de CO₂, en milliard de tonnes (GtCO₂), entre 1600 et 1900 à gauche, et entre 1700 et 2000 sur le graphique de droite. À noter que les quantités de CO₂ provenant du pétrole (en bleu) s'ajoutent à celles du charbon (courbe rouge)
Émissions de CO₂, en milliard de tonnes (GtCO₂), entre 1600 et 1900 à gauche, et entre 1700 et 2000 sur le graphique de droite. À noter que les quantités de CO₂ provenant du pétrole (en bleu) s'ajoutent à celles du charbon (courbe rouge)



Alors que les premières émissions de GES, de l’ère industrielle jusqu’au début du XXe siècle, étaient assez limitées pour être complètement absorbées par les océans et les forêts, deux grands puits de carbone, leur croissance incessante dépasse depuis longtemps la capacité d’absorption naturelle de la planète. (Voir également à ce sujet : Le cycle du carbone perturbé: l'empreinte humaine )


Du coup, elles s’accumulent dans l’atmosphère, augmentant ainsi l’effet de serre qui cause le réchauffement climatique. Un réchauffement qui n’a rien à voir avec les variations naturelles habituelles.




« Le système climatique subit des fluctuations naturelles, il en a toujours subi. Ce dont on parle, c’est un phénomène qui va se superposer à ces fluctuations naturelles »

disait récemment le climatologue Hervé Le Treut, directeur de l'Institut Pierre-Simon-Laplace à Paris, membre du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), au cours d’une émission spéciale, «Atmosphère non contrôlée», préparée par l’excellente équipe de l’émission de vulgarisation scientifique, Les Années lumière, sur la première chaîne de Radio-Canada.
9. Risque, inertie et précaution : la nature du défi  (première partie)

Pour écouter l'intégrale de cette excellent émission qui faisait le point sur différents aspects du dossiers des changements climatiques (glaciers, océans, climato-scepticisme, conséquences prévisibles au Canada), la version en balado diffusion (fichier mp3) est disponible à la fin de cet article.



« Le réchauffement climatique, poursuit M. Le Treut, il est dû à des gaz à effet de serre qu’on a commencé à émettre, pour l’essentiel, après la Deuxième Guerre mondiale. L’augmentation des gaz à effet de serre s’est faite très fortement à partir des années 50. » On émettait un peu moins de 6 milliards de tonnes de dioxyde de carbone par année en 1950. Nous en émettons maintenant plus de 30 milliards de tonnes par année, et cela continue d’augmenter (comme on peut le voir au graphique suivant).



En fait, plus de la moitié des 1236 milliards de tonnes de CO₂ relâchées dans l’atmosphère par la combustion d’énergie fossile l’ont été depuis le milieu des années 1970 [3]. Et ce n’est qu’à partir des années 80-90 qu’on a pu en observer clairement les premiers effets sur le climat, car il y a une inertie dans le système climatique, concluait M.Le Treut.

L’augmentation des températures moyennes, à l’échelle du globe, observée au cours des trois dernières décennies (voir le graphique ci-dessous) ne serait donc que le début d’une hausse qui s’annonce beaucoup plus considérable.



La nature du problème et les risques


Bien sûr, il n’y a pas que l’énergie fossile que nous brûlons qui crée des émissions de GES. Nos déchets (biogaz des sites d’enfouissement et incinérateurs) comptent pour 3,4 % des émissions globales, la déforestation pour 10 % et l’agriculture pour 12,5 %. Mais l’énergie constitue de loin la principale source responsable de 74 % des émissions mondiales de GES (voir graphique suivant). Le problème du changement climatique est donc principalement un problème d’énergie, nous dit David Mackay.
9. Risque, inertie et précaution : la nature du défi  (première partie)

Principales sources de GES selon la source (%) et le type de gaz émis (couleur). La grandeur des blocs indique le potentiel de réchauffement global de chaque source sur une période de 100 ans. Source : David J.C. Mackay. Sustainable Energy-without the Hot Air (version web du livre disponible ici...)
Note: La part de la déforestation et de l'agriculture peut varier, selon les études et la méthodologie retenue, de 10 à 17% dans le premier cas, et de 11 à 15% pour l'agriculture selon la période de référence et la méthode de classification. Par exemple, est-ce que le carburant fossile des machineries agricoles et les engrais chimiques produits à partir d'énergie fossile sont attribués à l'agriculture ou plutôt inclus dans la catégorie « énergie »? Mais quelque soit la méthode, l'énergie fossile demeure nettement LA principale source anthropique d'émissions de GES.


La découverte, l’exploitation et l’usage de quantités de plus en plus grandes d’énergies fossiles peu dispendieuses ont beaucoup contribué à la prospérité et au progrès réalisé tout au long du XIXe et du XXe siècle. Nos habitudes et nos modes de vie ont été modelés autour de ces énergies, sans parler du confort qu’elles nous apportent. Il est donc tout à fait normal que nous éprouvions de la difficulté à accepter que cela ait pu avoir des effets pernicieux.

Et changer nos habitudes n’est jamais une tâche facile. Surtout que, comme le disait Nicholas Stern (ancien économiste en chef de la Banque Mondiale et conseiller spécial du gouvernement britannique sur la question des changements climatiques), « le problème prend sa source dans nos actions quotidiennes, et ses conséquences, en retour, modifient directement nos modes de vie » STERN N. (2010). Collège de France, p.2]. Voici d’ailleurs comment on peut décrire en cinq temps cette chaîne de causes à effets :

9. Risque, inertie et précaution : la nature du défi  (première partie)
• D’abord, nous émettons des gaz à effet de serre (GES), directement ou indirectement à travers les biens et services que nous consommons.

• Comme ces émissions excèdent ce que la planète peut absorber naturellement, ces gaz s’accumulent dans l’atmosphère.

• Cela provoque une hausse de la concentration de GES qui piègent dans l’atmosphère une plus grande proportion de la chaleur réfléchie par la Terre, d’où le réchauffement climatique.

• Ce réchauffement provoque un changement climatique. Les dangers d’un tel réchauffement ne viennent pas seulement de la chaleur plus grande. Ils viennent surtout de l’eau : tempêtes et ouragans plus intenses et fréquents, crues et inondations en certaines régions, sécheresses et désertification ailleurs, augmentation du niveau de la mer, modification des littoraux, des cours d’eau et de leur débit.

• Enfin, ce changement climatique affectera nos modes de vie et notre environnement. L’adaptation sera synonyme, pour beaucoup de gens, de bouleversements, de migrations, de vies à rebâtir, sans parler des hausses colossales des dépenses publiques et privées nécessaires pour reconstruire ce qui aura été détruit et tout ce qui devra être relocalisé (adaptation de STERN N. (2010). Collège de France, p.3).



Le couvercle sur la marmite


Un des grands dangers liés au réchauffement climatique vient de l’inertie du système climatique , (c'est-à-dire que ce dernier prend du temps à réagir, mais réagit néanmoins). Cela ajoute à la difficulté de prévoir avec précision les conditions qui prévaudront dans 30, 50 ou 150 ans, ce qui alimente bien des débats.

Mais cela ne réduit en rien le risque lié au changement climatique, au contraire, cela l’augmente. Comme toute chose dans le monde économique et financier, plus l’incertitude est élevée, plus le risque est grand et plus il faut être prudent et prévoir des plans de contingences.

La cause à effet entre les émissions anthropiques, les émissions dont nous sommes tous responsables, et la hausse des concentrations de GES dans l’atmosphère est claire, nette et pratiquement sans délai. Par contre, le réchauffement climatique conséquent prend un certain temps à se matérialiser, un délai qui peut couvrir plusieurs décennies, voire davantage.

Cela est dû, en partie, au fait que les océans recouvrent 71 % de la surface de la Terre, soit plus de 360 millions de km2 sur une profondeur moyenne de 3 750 m, une masse d’eau absolument gigantesque. Une telle masse ne change pas de température du jour au lendemain, et pourtant…
9. Risque, inertie et précaution : la nature du défi  (première partie)


L’augmentation de la concentration des gaz à effet de serre dans l’atmosphère entraîne une augmentation de la chaleur tout comme si on tournait d’un cran à la hausse la molette d’un rond de cuisinière. Un énorme chaudron d’eau prendra plus de temps qu’un petit contenant avant d’atteindre le point d’ébullition.

Mais si vous y placez un couvercle (rôle également joué par la couche de gaz à effet de serre dans l’atmosphère), ce n’est qu’une question de temps pour que l’eau commence à chauffer.

Il en est de même pour les océans. Ils ont commencé à se réchauffer, mais à peine. Le processus se poursuivra cependant inlassablement sur des centaines d’années à venir, entraînant du même coup une hausse de niveau des mers due à l'expansion thermique (l'eau prend plus d'espace ou de volume lorsque sa température augmente) [4].

Mais contrairement à l’exemple de la molette de la cuisinière que l’on peut rabaisser, comme les gaz à effet de serre demeurent dans l’atmosphère pendant plus de 100 ans, la source de chaleur continuera sans possibilité de retour en arrière. Les regrets ne serviront à rien lorsque nous sentirons la soupe chaude!

Évidemment, certains sceptiques examineront la grosse marmite au début et affirmeront bien haut que rien ne se passe, que l’eau ne chauffe pas. Et pourtant, un processus inexorable est en marche. Et nous n’en sommes qu’au tout début.


9. Risque, inertie et précaution : la nature du défi  (première partie)









Réal Trépanier
16 Avril 2011



1.Posté par Marcel Munger le 01/05/2011 20:21
Merci pour cet article bien documenté.

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Consensus scientifique:

Les organisations scientifiques mondiales se prononcent sur les changements climatiques:

Cliquez sur le titre pour voir un extrait de la position officielle




Où va le CO₂ qu'on émet?

CAPSULE-CLIMATIQUE:

Où va le CO₂ qu'on émet?
Les émissions de CO₂ dues aux énergies fossiles (9,1 Gt de carbone, ou 33,4 Gt de CO₂) et aux changements d'usage des terres (principalement la déforestation: 0,9 Gt de carbone, soit 3,3 Gt de CO₂) en 2010, excèdent largement la capacité d'absorption des écosystèmes. On estime que les océans ont été en mesure d'en absorber 24%, la végétation environ 26%, de sorte que 50% des émissions sont venus gonfler la concentration de CO₂ dans l'atmosphère, à plus de 389,6 ppm, accentuant ainsi l'effet de serre. Source: Global Carbon Project (disponible ici...)


Le niveau de CO₂ dans l'atmosphère est-il vraiment plus élevé qu'avant?

CAPSULE-CLIMATIQUE:



Oui, définitivement. Il est à son niveau le plus élevé depuis 650 000 ans... Voyez par vous-même!

Le niveau de CO₂ dans l'atmosphère est-il vraiment plus élevé qu'avant?
L'augmentation de la concentration des gaz à effet de serre (GES) depuis le début de l'ère industrielle explique de façon prépondérante la hausse de température observée et prévue. Jamais au cours des derniers 650 000 ans, comme l'indique la courbe en rouge du graphique ci-dessus, la concentration de CO₂ n'a été aussi élevée qu'aujourd'hui, confirmait le GIEC.  Il en est de même pour les autres GES comme le méthane (CH4 , courbe bleue) ou l'oxyde nitreux (N2O , courbe verte ci-dessus).

Cette concentration de CO₂ atteignait 390 ppm en novembre 2011, un niveau record. Elle était à moins de 280 ppm au début de l'ère industrielle. Elle est mesurée à plusieurs endroits dans le monde depuis le début des années 1960, dont au Laboratoire du National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) à Mauna Loa, Hawaï. Les données historiques plus lointaines sont tirées, pour leurs parts, de l'analyse des carottes de glace (voir à ce sujet: La Terre se réchauffe-t-elle vraiment? Comment savoir?)






L'augmentation des GES causent le réchauffement climatique : une «nouvelle théorie» ?

CAPSULE-CLIMATIQUE:



Absolument pas. C'était déjà connu du temps de votre grand-père et de votre arrière grand-père!

En fait, c'est à l'astronome britannique William Herschel (1738-1822), en 1800, que l'on doit la découverte des rayons infrarouges, ces rayons électromagnétiques d'une longueur d'onde supérieure à la lumière visible, mais un peu plus courte que celle des micro-ondes (utilisés dans votre four à micro-ondes). Les rayons infrarouges sont également souvent associés à la chaleur; (c'est d'ailleurs selon ce principe que fonctionnent la plupart des détecteurs de mouvement dans les systèmes d'alarmes ou dans les lumières de sécurité).

La vapeur d'eau et le dioxyde de carbone, le fameux CO2, ont quant à eux été identifiés comme les principaux responsables de l'effet de serre par John Tyndall (1820-1893), en 1861, car ils avaient la capacité de bloquer les rayons infrarouges au niveau de l'atmosphère, ce qui a pour effet d'y retenir la chaleur.  Il suggérait même, déjà à l'époque, qu'un changement dans la composition de l'atmosphère pourrait influencer l'évolution du climat (1)



L'augmentation des GES causent le réchauffement climatique : une «nouvelle théorie» ?


Donc, ce n’est pas d’hier que l’on a identifié le CO₂ comme une menace à l’équilibre climatique. D'ailleurs, dès 1896 un Suédois, Svante Arrhenius (1859-1927) , prix Nobel de chimie, estimait qu’un doublement de la concentration de CO₂ entraînerait vraisemblablement une hausse des températures de 1,5 à 5 o(2). Il reconnaissait déjà le fait que d’augmenter la concentration d’un gaz à effet de serre, en réchauffant l’atmosphère, enclencherait une série de réactions, dont une hausse de l’évaporation des masses d’eau. 

Cette augmentation de la quantité de vapeur d’eau, en amplifiant l’effet de serre, accélérerait davantage le réchauffement, entraînant encore plus d’évaporation et encore plus d’effet de serre (réaction en boucle), surmultipliant ainsi l’effet initial dans divers mécanismes de rétroaction. Heureusement, il ne s’agit pas d’une boucle sans fin, car l’évaporation entraînant un accroissement de la formation et de la densité des nuages, elle provoque ainsi un écran pour les rayons solaires, moins nombreux à réchauffer le sol. Ainsi, un nouvel équilibre s’établit, mais celui-ci se produit à un niveau de température sensiblement plus élevé. 

Bref, cela fait longtemps que tout cela est connu. Cela fait longtemps que l'on sait mesurer, avec une précision de plus en plus grande, la concentration de chaque gaz dans l'atmosphère ainsi que leur potentiel de réchauffement global. (Pour en savoir plus, voir: L'effet de serre, c'est quoi?)






Suggestions de lecture

Vivre les changements climatiques: Réagir pour l'avenir

de Claude Villeneuve
et François Richard

Suggestions de lecture
Les changements climatiques qui se font sentir sur toute la planète sont là pour rester. D’où viennent-ils ? Quelles en sont les conséquences et la portée ? Comment s’y adapter ? Quelles actions entreprendre pour en réduire l’ampleur ? Vivre les changements climatiques. Réagir pour l’avenir livre à la fois les explications de base pour comprendre le problème et les plus récentes informations sur le phénomène.

Il est désormais reconnu que le réchauffement du climat est occasionné par les humains en raison de l’augmentation de la population mondiale et de l’activité économique pratiquée sans souci de l’environnement.

Mais, cette corrélation n’est pas immuable, expliquent les auteurs de ce livre : l’émergence de nouvelles technologies, des incitations économiques et légales, et même les gestes et les choix des citoyens peuvent contribuer significativement à modifier son intensité.

Cette troisième édition de Vivre les changements climatiques a été considérablement revue et augmentée pour tenir compte des données et des événements les plus récents, entre autres du dernier rapport du Groupe intergouvernemental d’experts sur l’évolution du climat (GIEC).

Claude Villeneuve est biologiste, professeur, chercheur et directeur de la Chaire en éco-conseil de l'Université du Québec à Chicoutimi.



HOT AIR; Meeting Canada's Climate Change Challenge
de Jeffrey Simpson, Mark Jaccard et Nic Rivers


Voici un ouvrage clair et crédible pour les Canadiens soucieux de comprendre le dossier des changements climatiques dans le contexte canadien- et qui offre des solutions.

Excellent travail de collaboration entre un des plus grands experts au Canada sur l'environnement, Mark Jaccard, Nic Rivers, un chercheur qui travaille avec lui à l'Université Simon Fraser et Jeffrey Simpson, le très respecté journaliste du Globe and Mail, qui livre le tout dans un message clair et sans complaisance.

Ce livre débute par une description de la menace climatique pour le Canada. Puis il explique comment les Canadiens ont été endormis par leurs politiciens ( "On s'en occupe") et certains de leurs industriels ( «les choses ne sont pas si pire, des lignes directrices volontaires sont suffisantes"). Tout cela, bien entendu, renforce les mythes que de nouvelles politiques énergiques ne sont pas nécessaires.

Hot Air expose ensuite en termes facilement compréhensibles, des politiques très simples que le Canada pourrait adopter tout de suite afin de réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre au cours des prochaines décennies. Il montre même comment ces politiques pourrait être conçues pour avoir un minimum d'effets négatifs.

Avec l'exemple d'autres pays qui s'attaquent avec succès aux changements climatiques, Hot Air montre pourquoi ces dernières, selon les auteurs, sont les seules politiques qui fonctionnent - et pourquoi il est urgent d'agir.

(Livre en anglais seulement)