Cet article concerne réchauffement climatique. Pour les variations cycliques de l'Histoire du climat, voir changement climatique. 

Courbes de la concentration de dioxyde de carbone dans l'atmosphère terrestre (en bleu) et de la température moyenne globale (en rouge) sur les 1 000 dernières années.

Le réchauffement climatique, également appelé réchauffement planétaire ou réchauffement global^[1], est un phénomène d'augmentation de la température moyenne des océans et de l'atmosphère, à l'échelle mondiale et sur plusieurs années. Dans son acception commune, ce terme est appliqué au changement climatique observé depuis environ vingt-cinq ans, c'est-à-dire depuis la fin du XX^e siècle. La plupart des scientifiques attribuent à ce réchauffement global une origine en grande partie humaine. Le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) est chargé d'établir un consensus scientifique sur cette question. Son dernier et quatrième rapport, auquel ont participé plus de 2 500 scientifiques de 130 pays différents^[2], affirme que la probabilité que le réchauffement climatique depuis 1950 soit d'origine humaine est de plus de 90 %^[3]. Cette thèse est contestée par une minorité de scientifiques.

Cycles climatiques [modifier]

Article détaillé : Changement climatique.

Le climat global de la Terre connait régulièrement des modifications, suivant différents cycles climatiques alternant réchauffement et refroidissement, qui diffèrent par leur durée (de quelques milliers à plusieurs millions d'années) et par leur amplitude.

Le climat de la Terre a traversé plusieurs cycles de réchauffement et de refroidissement planétaire durant les 800 000 dernières années. Plusieurs cycles de 100 000 ans environ se sont répétés au cours de cette période. Ces cycles commencent par un réchauffement brutal suivi d’une période chaude de 10 000 à 20 000 ans environ, appelée période interglaciaire. Cette période est suivie par un refroidissement progressif et l'installation d’une ère glaciaire. À la fin de la glaciation, un réchauffement brutal amorce un nouveau cycle. Nous sommes actuellement dans une période interglaciaire et ce, depuis plus de 10 000 ans (voir figure).

Le climat lors de ces cycles glaciaires de l’ère quaternaire a été étudié grâce à des carottages de glace. La composition isotopique de l'oxygène de la glace permet de reconstituer les températures atmosphériques^[4]. La carotte glaciaire la plus profonde a été forée dans le cadre du projet Epica, en Antarctique, à plus de 3 500 mètres de profondeur et permettant de remonter l'histoire du climat en Antarctique jusqu'à 800 000 ans^[5].

Les variations du climat sont corrélées avec celles de l'insolation, des paramètres de Milanković, de l'albédo, des cycles solaires et des concentrations dans l'atmosphère des gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone et des aérosols. Les carottes de glace contiennent des bulles d'air et des indications sur la teneur en gaz de l'atmosphère d'autrefois, ce qui montre que les températures globales sont liées à la quantité de gaz à effet de serre dans l'atmosphère^{[réf. nécessaire]}.

Amplitudes des variations climatiques [modifier]

Variations du climat global depuis 540 millions d'années

Au cours du quaternaire, l'amplitude des variations de température a été de l'ordre de 10 °C, mais durant cette période les hausses de température n'ont jamais dépassé 4 °C de plus que la température actuelle. En revanche pour les cycles plus anciens, la température moyenne globale a atteint 22 °C soit 8 °C de plus par rapport à la moyenne actuelle. Durant ces périodes chaudes qui ont duré plusieurs dizaines de millions d'années, la Terre était dépourvue de glace.

Temps historiques [modifier]

Explication détaillée du graphique (en). Les reconstitutions sont faites à partir de la dendrochronologie, des mesures dans les glaciers entre autres.

À l'intérieur des grandes fluctuations climatiques qu'a connues la Terre, se trouvent des variations plus brèves et plus limitées en intensité. Ainsi, au cours du dernier millénaire, est apparu une période chaude aux X^e et XI^e siècles appelée « optimum climatique médiéval » : c'est l'époque où les navigateurs vikings découvrent et baptisent le Groenland (littéralement « Pays vert ») et fondent des colonies à l'extrême sud de l'île. De même, l'époque des Temps Modernes (1550-1850) connut une période de refroidissement que les historiens appellent le « petit âge glaciaire ».

C'est au cours de cette période plus froide que l'on retrouve les hivers les plus rigoureux, notamment le terrible hiver 1708-1709. Par exemple, les céréales manquèrent dans la plus grande partie de la France, et il n'y eut guère qu'en Normandie, dans le Perche et sur les côtes de Bretagne qu'on put juste récolter la quantité de grain nécessaire pour assurer les semences. Dans la région parisienne le prix du pain atteignit, en juin 1709, 35 sous les neuf livres au lieu de 7 sous ordinairement. De nombreux arbres gelèrent jusqu'à l'aubier, et la vigne disparut de plusieurs régions de la France. Du 10 au 21 janvier, la température sous abri se maintint à Paris aux environs de -20 °C, avec des minima absolus de -23,1 °C les 13 et 14 janvier ; le 11, le thermomètre s'abaissa jusqu'à -16,1 °C à Montpellier et -17,5 °C à Marseille^[6].

Selon les reconstitutions de températures réalisées par les climatologues, la dernière décennie du XX^e siècle et le début du XXI^e siècle constituent la période la plus chaude des deux derniers millénaires (voir graphique). Notre époque serait en effet plus chaude de quelques dixièmes de degrés par rapport à l'optimum climatique médiéval.

Température moyenne de surface entre 1856 et 2005^[7]

Les mesures terrestres de température réalisées au cours du XX^e siècle montrent une élévation de la température moyenne. Ce réchauffement se serait déroulé en deux phases, la première de 1910 à 1945, la seconde de 1976 à aujourd'hui. Ces deux phases sont séparées par une période de léger refroidissement. Ce réchauffement planétaire semble de plus corrélé avec une forte augmentation dans l'atmosphère de la concentration de plusieurs gaz à effet de serre, dont le dioxyde de carbone, le méthane et le protoxyde d'azote.

L'élévation de la température moyenne du globe entre 1906 et 2005 est estimée à 0,74 °C (à plus ou moins 0,18 °C près), dont une élévation de 0,65 °C durant la seule période 1956-2006^[9].

L'article controverses sur le réchauffement climatique détaille une polémique à propos de la validité de ces mesures

Observations liées au réchauffement climatique actuel [modifier]

Plusieurs changements ont été observés dans le monde qui semblent cohérents avec l'existence d'un réchauffement climatique planétaire. Cependant, le lien entre ce réchauffement et les observations faites n’est pas toujours établi de façon sûre. En France c'est l'ONERC qui coordonne les observations.

En 2005 et 2007 ont été atteints les records de minimum de l'étendue de la banquise arctique

Le climat [modifier]

Selon le troisième rapport du GIEC, la répartition des précipitations s'est modifiée au cours du XX^e siècle. En particulier, les précipitations seraient devenues plus importantes aux latitudes moyennes et hautes de l'hémisphère Nord, et moins importantes dans les zones subtropicales de ce même hémisphère. D'autres experts estiment toutefois les données actuelles trop rares et incomplètes pour qu'une tendance à la hausse ou à la baisse des précipitations puisse être dégagée sur des zones de cette ampleur^[10]. On observe également depuis 1988 une diminution notable de la couverture neigeuse printanière aux latitudes moyennes de l'hémisphère nord. Cette diminution est préoccupante car cette couverture neigeuse contribue à l'humidité des sols et aux ressources en eau^[9].

La fonte de portions de banquise [modifier]

Plusieurs études indiquent que les banquises sont en train de se réduire : d'une part des observations par satellite montrent que ces banquises perdent de la superficie dans l'océan Arctique^[11] ; d'autre part, un amincissement de ces banquises, en particulier autour du pôle nord, a été observé^[12]. L'âge moyen des glaces sur la période 1988-2005, est passé de plus de six ans à moins de trois ans^[13]. La réduction de l'étendue moyenne de la banquise arctique depuis 1978 est de l'ordre de 2,7 % par décennie (plus ou moins 0,6 %), son étendue minimale en fin d'été diminuant de 7,4 % par décennie (plus ou moins 2,4 %)^[9]. Le réchauffement dans cette région est de l'ordre de 2,5 °C^[14] (au lieu de 0,7 °C en moyenne sur la planète), et l'épaisseur moyenne des glaces a perdu 40 % de sa valeur entre les périodes 1958-1976 et 1993-1997^[15]. En 2007, les observations satellitaires constatent une accélération de la fonte de la banquise arctique, avec une perte de 20 % de la surface de la banquise d'été en un an^[16] ; certains observateurs, compte tenu de ces nouveaux résultats, envisagent une disparition totale de la banquise d'été aux alentours de 2013, et non plus 2030^[17]. Par ailleurs, le Groenland a vu ses glaciers se réduire de 230 à 80 milliards de tonnes par an de 2003 à 2005, ce qui contribuerait à 10 % de l'élévation du niveau des mers^[18]. En Antarctique, 3 500 km² de la banquise Larsen B, (l'équivalent en surface des deux tiers d'un département français), se sont fragmentés en mars 2002, les premières crevasses étant apparues en 1987. Cette banquise était considérée comme stable depuis 10 000 ans^[19]. Le satellite spécialisé CryoSat-2^[20], qui sera mis en orbite en 2009 après l'échec du premier satellite CryoSat en 2005, fournira des informations plus précises sur les quantités de glace polaire.

Le recul des glaciers de montagnes [modifier]

À quelques exceptions près^[21], la plupart des glaciers montagnards étudiés sont en phase de recul.

Les glaciers de l'Himalaya reculent rapidement et pourraient disparaître dans les cinquante prochaines années, selon des experts réunis à Katmandou pour une conférence sur le réchauffement climatique le 4 juin 2007^{[réf. nécessaire]}. Les températures dans cette région ont crû de 0,15 °C à 0,6 °C tous les 10 ans au cours des 30 dernières années. De nombreux travaux^[22] documentent ce recul et cherchent à l'expliquer. Un tel recul semble tout à fait cohérent avec un réchauffement du climat. Cependant, cette hypothèse n'est pas certaine, certains glaciers ayant commencé à reculer au milieu du XIX^e siècle^[23], après la fin du petit âge glaciaire. L'avancée ou le recul des glaciers sont récurrents et liés à de nombreux facteurs, parmi lesquels les précipitations ou le phénomène El Niño jouent un rôle important. Par exemple le recul actuel de la mer de Glace à Chamonix découvre des vestiges humains du Moyen Âge^[24], preuve que le glacier a déjà reculé davantage que de nos jours à une période historiquement proche.

Il faut également souligner la quasi-absence de données sur les glaciers himalayens. Par exemple, des données fiables n'existent que sur 50 glaciers indiens, sur plus de 9 500.^[25]

Les pratiques agricoles [modifier]

Le climat, et en particulier les températures, ont un effet sur la date des récoltes agricoles. Dans de nombreux cas, les dates de vendanges sont régulièrement avancées, comme en Bourgogne^{[26],[27],[28]}. De plus ces phénomènes peuvent être décrits sur plusieurs décennies car ces dates de vendanges ont été consignées dans le passé et archivées. De tels documents sont utilisés pour déterminer les températures à des périodes où les thermomètres n'existaient pas ou manquaient de précision. Un réchauffement climatique depuis le XX^e siècle est clairement décrit par l'étude de ces archives (ainsi, la date de début des vendanges à Châteauneuf-du-Pape a avancé d'un mois en cinquante ans^[29]).

Aires de répartition [modifier]

Plusieurs équipes de chercheurs ont observé une modification de l'aire de répartition de différentes espèces animales et végétales. Dans certains cas, en particulier lorsque cette aire se déplace vers le nord ou vers de plus hautes altitudes, le réchauffement climatique planétaire est parfois proposé comme cause de ces modifications. Par exemple, l'extension actuelle de l'aire de répartition de la chenille processionnaire du pin, qui a atteint Orléans en 1992 et Fontainebleau en 2004, pourrait être due au réchauffement climatique^[30].

Cyclones tropicaux [modifier]

Le cyclone Catarina fut le premier à apparaître dans l'Atlantique Sud.

Une étude publiée en 2005, remise en question depuis par une seconde étude, indique une augmentation glogable de l'intensité des cyclones entre 1970 et 2004, leur nombre total de cyclones étant en diminution pendant la même période^{[31],[32],[33]}. Selon cette étude, il est possible que cette augmentation d'intensité soit liée au réchauffement climatique, mais la période d'observation est trop courte et le rôle des cyclones dans les flux atmosphériques et océaniques n'est pas suffisamment connu pour que cette relation puisse être établie avec certitude. La seconde étude publiée un an plus tard ne montre pas d'augmentation significative de l'intensité des cyclones depuis 1986^[34],[35].

Par ailleurs, les simulations informatiques ne permettent pas dans l'état actuel des connaissances de prévoir d'évolution significative du nombre de cyclones lié à un réchauffement climatique^[36].

Le réchauffement des océans et l'élévation du niveau de la mer [modifier]

Élévation du niveau de la mer

On observe un réchauffement des océans, qui diminue avec la profondeur. On estime que les océans ont absorbé à ce jour plus de 80 % de la chaleur ajoutée au système climatique^[9]. Ce réchauffement entraîne une montée du niveau de la mer par dilatation thermique des océans. Différentes données obtenues à l'aide de marégraphes et de satellites ont été étudiées. Leur analyse suggère que le niveau de la mer s'est élevé au cours du XX^e siècle de quelques dizaines de centimètres, et qu'il continue à s'élever régulièrement. Le GIEC estime que le niveau de la mer s'est élevé de 1,8 mm par an entre 1961 et 2003^[37],[38]. Cette élévation du niveau de la mer peut aussi être observée indirectement par ses conséquences sur l'environnement, comme c'est le cas au Nouveau-Brunswick^[39].

Causes [modifier]

Origine humaine [modifier]

Selon la grande majorité des scientifiques, le réchauffement climatique est largement attribué à un effet de serre additionnel dû aux rejets de gaz à effet de serre produits par les activités humaines, et principalement les émissions de CO₂^[40],[41]. L’origine humaine des gaz à effet de serre est confirmée entre autres par l'évolution des composantes isotopiques du carbone dans l'atmosphère^[9][42]. Les concentrations actuelles de CO₂ dépassent de 35 % celles de l’ère pré-industrielle, surpassant de loin les taux des 600 000 dernières années. Elles sont passées de 280 ppm à l'époque pré-industrielle à 379 ppm en 2005, et celles de méthane ont augmenté de 150 %^[43].

On assiste à une augmentation de 40 % de la vitesse de croissance du CO₂ dans l'atmosphère, augmentant de +1,5 ppm par an de 1970 à 2000, et de +2,1 ppm par an entre 2000 et 2007^[44].

Des experts du GIEC ont confirmé le 2 février 2007 que la probabilité que le réchauffement climatique soit due à l’activité humaine est supérieure à 90 %^[3]. Leurs conclusions sont tirées des résultats d’expériences avec des modèles numériques. En particulier, l’augmentation de la température moyenne mondiale depuis 2001 est en accord avec les prévisions faites par le GIEC depuis 1990 sur le réchauffement induit par les gaz à effets de serre. Enfin, un réchauffement uniquement dû à l’activité solaire n’expliquerait pas pourquoi la troposphère verrait sa température augmenter et pas celle de la stratosphère^[9].

L’hypothèse d’un lien entre la température moyenne du globe et le taux de gaz carbonique dans l’atmosphère a été formulée pour la première fois en 1894 par Svante Arrhenius. Mais c’est en 1979, lors de la première conférence mondiale sur le climat, à Genève, qu’est avancée pour la première fois sur la scène internationale l’éventualité d’un impact de l’activité humaine sur le climat^[45].

Effet de serre additionnel [modifier]

Article détaillé : effet de serre.

L’effet de serre est un phénomène naturel : une partie du rayonnement infrarouge émis par la Terre vers l’atmosphère terrestre reste piégée par les gaz dits « à effet de serre », qui augmentent ainsi la température de la basse atmosphère (troposphère). Ces gaz sont essentiellement de la vapeur d'eau, et une infime partie est d’origine humaine. Sans cet effet, la température de surface de la Terre serait en moyenne de -18 °C ! Actuellement ce phénomène naturel se renforce car la quantité de gaz à effet de serre a augmenté ces dernières années, en particulier le CO₂, naturellement en très faible concentration dans l’atmosphère par rapport à la vapeur d’eau ou au diazote (N₂), ce qui déséquilibre le