Le changement climatique est une altération à long terme des régimes météorologiques moyens, à l'échelle mondiale ou régionale. Comme le suggère cette définition large, le changement climatique s'est produit à plusieurs reprises dans l'histoire de la Terre, et pour de nombreuses raisons. Cependant, les changements dans la température mondiale et les conditions météorologiques observés aujourd'hui sont causés par l'activité humaine. Et ils se produisent beaucoup plus rapidement que les variations climatiques naturelles du passé.
Les scientifiques ont de nombreuses façons de suivre le climat au fil du temps, ce qui montre clairement que le changement climatique actuel est lié à l'émission de gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone et le méthane. Ces gaz sont efficaces pour piéger la chaleur des rayons du soleil près de la surface de la Terre, tout comme les parois de verre d'une serre gardent la chaleur à l'intérieur. De petits changements dans les proportions de gaz à effet de serre dans l'air peuvent entraîner des changements majeurs à l'échelle mondiale.
En moyenne, l'effet des gaz à effet de serre est d'augmenter les températures mondiales. C'est pourquoi le changement climatique est parfois appelé réchauffement climatique. Mais la plupart des chercheurs préfèrent aujourd'hui le terme de changement climatique en raison de la variabilité des conditions météorologiques et climatiques à travers le monde. Par exemple, le réchauffement des températures moyennes mondiales pourrait modifier le débit du courant-jet, le principal courant d'air affectant la météo nord-américaine, ce qui pourrait à son tour entraîner des périodes saisonnières de froid extrême dans certaines régions.
"Il est important que les gens se rendent compte qu'il y a beaucoup de variabilité d'un endroit à l'autre sur la Terre en termes de température", a déclaré Ellen Mosley-Thompson, paléoclimatologue au Byrd Polar and Climate Research Center de l'Ohio State University. "Lorsque nous parlons du changement climatique mondial, nous parlons des changements de température sur de grandes surfaces."
Comment les scientifiques savent que le changement climatique est réel
Le climat du passé est enregistré dans la glace, les sédiments, les formations de grottes, les récifs coralliens et même les cernes d'arbres. Les chercheurs peuvent examiner les signaux chimiques - tels que le dioxyde de carbone piégé dans les bulles à l'intérieur de la glace glaciaire - pour déterminer les conditions atmosphériques dans le passé. Ils peuvent étudier le pollen fossilisé microscopique pour savoir à quoi ressemblait la végétation dans une zone donnée, ce qui peut à son tour révéler le climat. Ils peuvent mesurer les cernes des arbres pour obtenir un relevé saison par saison de la température et de l'humidité. Des ratios de variantes chimiques de l'oxygène dans les coraux et les stalactites et les stalagmites peuvent révéler des schémas de précipitations passés.
Différents types d'enregistrements naturels ont des forces différentes. Les sédiments océaniques ne présentent pas de niveaux de détails saison par saison ou même année par année, mais ils peuvent fournir des images plus floues du climat datant de millions d'années, a déclaré Mosley-Thompson à Live Science. (Selon la Smithsonian Institution, les carottes les plus anciennes forées dans les sédiments océaniques remontent à 65 millions d'années.) Les enregistrements des arbres sont relativement courts mais incroyablement détaillés. Et la glace peut être pleine d'informations: non seulement les glaciers capturent les gaz atmosphériques sous forme de bulles d'air, mais ils emprisonnent la poussière et d'autres sédiments, les grains de pollen, les cendres volcaniques et plus encore. Au fur et à mesure que la glace vieillit et se comprime, le record peut devenir flou, a déclaré Mosley-Thompson, mais les glaces plus récentes peuvent fournir une analyse année par année de ce que faisait le climat.
Les changements climatiques les plus récents - depuis le début de la révolution industrielle - peuvent également être suivis directement. La tenue de registres de choses comme la température des terres a commencé à s'améliorer à la fin des années 1800, et les capitaines de navire ont commencé à conserver une multitude de données météorologiques océaniques dans leurs journaux. L'avènement de la technologie satellite dans les années 1970 a fourni une explosion de données, couvrant tout, de l'étendue des glaces aux pôles à la température de la surface de la mer en passant par la couverture nuageuse.
Comment le climat change
Pris ensemble, ces enregistrements ont montré que le climat moderne s'éloigne rapidement des modèles du passé.
Avant la révolution industrielle, il y avait environ 280 molécules de dioxyde de carbone pour chaque million de molécules dans l'atmosphère, une mesure connue sous le nom de parties par million (ppm). En 2018, le niveau moyen mondial de CO2 était de 407,4 ppm, soit plus de 100 ppm de plus que ce niveau depuis 800000 ans, selon la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). La dernière fois que le carbone atmosphérique a atteint les niveaux d'aujourd'hui, c'était il y a 3 millions d'années, selon la NOAA.
Le taux de variation du carbone atmosphérique d'aujourd'hui est également plus rapide que par le passé, selon la NOAA. Le taux d'augmentation a été 100 fois plus rapide au cours des 60 dernières décennies que n'importe quel autre moment au cours du dernier million d'années environ - une période qui a vu huit grands flip-flops climatiques entre les cycles glaciaires, dans lesquels la glace s'est étendue des pôles aux latitudes moyennes, et les cycles interglaciaires, au cours desquels la glace s'est retirée là où elle est aujourd'hui. Et le taux continue d'augmenter. Dans les années 1960, le carbone atmosphérique a augmenté en moyenne de 0,6 ppm par an. Dans les années 2010, elle a augmenté en moyenne de 2,3 ppm par an.
La capacité de piégeage de chaleur de tout ce carbone supplémentaire s'est traduite par une augmentation des températures moyennes mondiales. Selon le Goddard Institute for Space Studies (GISS) de la NASA, la température moyenne de la Terre a augmenté d'un peu plus de 2 degrés Fahrenheit (1 degré Celsius) depuis 1880, une mesure précise au dixième de degré Fahrenheit. Comme pour le taux d'augmentation du carbone atmosphérique, le taux d'augmentation de la température mondiale s'accélère également, selon l'Observatoire de la Terre de la NASA: les deux tiers de ce réchauffement se sont produits depuis 1975.
Quels sont les impacts du changement climatique?
Ce réchauffement s'est traduit par des changements dans les écosystèmes et les environnements de la Terre. Parmi les changements les plus spectaculaires se sont produits dans l'Arctique, où la glace de mer est en déclin. Selon la NASA, les creux et les creux records de l'étendue des glaces sont la nouvelle norme depuis 2002, et des études révèlent que même la glace de mer pluriannuelle la plus ancienne s'amincit rapidement. Les scientifiques s'attendent maintenant au premier été arctique sans glace entre 2040 et 2060.
Les glaciers reculent dans le monde, en particulier aux latitudes moyennes, a déclaré Mosley-Thompson. Le parc national des glaciers du Montana abritait 150 glaciers en 1850. Aujourd'hui, il n'y en a que 25. Mosley-Thompson et son équipe estiment que les derniers glaciers tropicaux disparaîtront au cours de la prochaine décennie.
La fonte des glaces et l'expansion des eaux océaniques due à la chaleur ont déjà contribué à l'élévation du niveau de la mer. Selon la NOAA, le niveau moyen mondial de la mer a augmenté de 8 à 9 pouces (21 à 24 centimètres) depuis 1880. Le taux d'élévation augmente, passant de 0,06 pouce (1,4 millimètre) par an au 20e siècle à 0,14 pouce (3,6 mm). par an de 2006 à 2015. Selon la NOAA, cette élévation du niveau de la mer s'est traduite par une augmentation de 300% à 900% des inondations à marée haute dans les zones côtières des États-Unis.
L'eau de l'océan absorbe le dioxyde de carbone de l'atmosphère, ce qui crée une réaction chimique qui provoque l'acidification de l'océan. Le pH moyen mondial des eaux de surface des océans a diminué de 0,11 depuis le début de la révolution industrielle, soit une augmentation de 30% de l'acidité, selon le Pacific Marine Environmental Laboratory de la NOAA. L'augmentation de l'acidité des océans rend plus difficile pour les coraux de construire leur squelette carbonaté et pour la survie des animaux à carapace comme les palourdes et certains types de plancton.
Le changement climatique affecte même le moment du temps printanier. Le premier printemps (tel que défini par la croissance des plantes et les températures) enregistré aux États-Unis était en mars 2012. Les modèles climatiques suggèrent maintenant que de tels printemps précoces pourraient être la norme d'ici 2015. Mais des gelées tardives continueront probablement de se produire, créant des conditions dans lesquelles les plantes pourraient se défaire tôt et être endommagées par le froid. Les modèles climatiques prédisent également l'exacerbation de tendances alarmantes aux sécheresses et aux incendies de forêt grâce à des températures plus chaudes.
Les modèles sont un outil clé pour les climatologues, a déclaré Kathie Dello, climatologue d'État de Caroline du Nord. Il n'y a pas de planète de comparaison pour la Terre, a déclaré Dello, mais les modèles permettent aux scientifiques de créer des versions virtuelles de la planète pour tester différents scénarios. Bien que le système terrestre soit compliqué, ces modèles informatiques se sont révélés capables de prédire l'avenir. Un article publié en 2020 dans la revue Geophysical Research Letters a révélé que les prévisions des modèles climatiques publiées entre les années 1970 et 2010 étaient exactes par rapport au réchauffement réel qui s'est produit après la publication.
Pouvons-nous inverser le changement climatique?
Un nombre croissant de chefs d'entreprise, de représentants du gouvernement et de particuliers sont préoccupés par le changement climatique et ses implications, et proposent des mesures pour inverser la tendance.
"Alors que certains soutiennent que" la Terre se guérira d'elle-même ", les processus naturels d'élimination de ce CO2 d'origine humaine de l'atmosphère fonctionnent sur des centaines de milliers à des millions d'années", Josef Werne, géochimiste et paléoclimatologue à l'Université de Pittsburgh, a déclaré. "Donc, oui, la Terre se guérira d'elle-même, mais pas à temps pour que nos institutions culturelles soient préservées telles qu'elles sont. Par conséquent, dans notre propre intérêt, nous devons agir d'une manière ou d'une autre pour faire face aux changements climatiques nous causons. "
Si toutes les émissions humaines de gaz à effet de serre s'arrêtaient immédiatement, la Terre connaîtrait probablement encore plus de réchauffement, selon certaines études, car le dioxyde de carbone reste dans l'atmosphère pendant des centaines d'années. Il existe des propositions qui pourraient théoriquement inverser une partie de ce réchauffement «enfermé» en éliminant le dioxyde de carbone de l'atmosphère, comme la capture et le stockage du carbone, ce qui implique l'injection de carbone dans des réservoirs souterrains. Les défenseurs soutiennent que la capture et le stockage du carbone sont techniquement réalisables, mais les forces du marché ont empêché une adoption généralisée.
Qu'il soit possible ou non d'éliminer le carbone déjà émis de l'atmosphère, la prévention d'un réchauffement futur nécessite l'arrêt des émissions de gaz à effet de serre. Jusqu'à présent, l'effort le plus ambitieux pour prévenir le réchauffement est l'Accord de Paris. Ce traité international non contraignant, entré en vigueur en novembre 2016, vise à maintenir le réchauffement "bien en dessous de 2 degrés Celsius au-dessus des niveaux préindustriels et à poursuivre les efforts pour limiter encore plus l'augmentation de la température à 1,5 degrés Celsius", selon les Nations Unies. Chaque signataire du traité a convenu de fixer ses propres limites d'émissions volontaires et de les rendre plus strictes au fil du temps. Les climatologues ont déclaré que les limites d'émissions engagées dans le cadre de l'accord ne maintiendraient pas le réchauffement à 1,5 ou même 2 degrés C, mais qu'il s'agirait d'une amélioration par rapport au scénario "statu quo".
Sous l'administration Obama, les États-Unis se sont engagés à limiter les émissions de gaz à effet de serre à moins de 28% des niveaux de 2005 d'ici 2025. Cependant, le président Donald Trump a annoncé peu après son élection que son administration n'honorerait pas l'accord de Paris. L'administration Trump a entamé le processus de retrait officiel de l'accord en 2019.
Plusieurs gouvernements étatiques et locaux ont lancé leurs propres efforts pour lutter contre le changement climatique. Par exemple, 24 États et Porto Rico ont rejoint l'Alliance climatique des États-Unis, s'engageant à atteindre les objectifs fixés dans le cadre de l'Accord de Paris.
"Le gouvernement fédéral, même quand il fonctionne bien, n'est pas l'institution la plus agile", a déclaré Dello. "Mais les États et les villes sont un peu plus flexibles."
