Changement climatique — effet de serre, causes et preuves

La science du changement climatique explique pourquoi la Terre se réchauffe et comment les scientifiques savent ce qui en est la cause. La réponse courte est la suivante : l’effet de serre est naturel, mais des concentrations plus élevées de gaz à effet de serre comme le $CO_2$ et le méthane rendent plus difficile l’évacuation d’une partie de la chaleur vers l’espace. De multiples éléments de preuve montrent que la tendance récente au réchauffement à long terme s’explique principalement par cette augmentation d’origine humaine.

Cela ne signifie pas que tous les endroits se réchauffent au même rythme ni que chaque année est plus chaude que la précédente. Cela signifie que la tendance mondiale à long terme s’est déplacée, même si la météo à court terme continue de varier.

Ce qu’est l’effet de serre

La lumière du Soleil atteint la Terre principalement sous forme de rayonnement à ondes courtes. La Terre renvoie ensuite de l’énergie vers l’espace principalement sous forme de rayonnement infrarouge. Les gaz à effet de serre absorbent et réémettent une partie de cette énergie infrarouge sortante, ce qui ralentit la perte de chaleur vers l’espace.

Sans effet de serre, la Terre serait bien plus froide. La distinction essentielle n’est donc pas « effet de serre contre absence d’effet de serre ». La vraie question est de savoir comment l’intensité de cet effet change lorsque la composition de l’atmosphère change.

Pourquoi davantage de gaz à effet de serre réchauffent le climat

Si la concentration de gaz qui piègent la chaleur augmente, la Terre tend à retenir plus d’énergie qu’auparavant jusqu’à ce que le système climatique s’ajuste. Cette énergie supplémentaire ne reste pas seulement dans l’air. Une grande partie est stockée dans les océans, tandis que le reste affecte la température de l’air, la glace, les régimes de précipitations et les écosystèmes.

La durée compte ici. Une seule éruption volcanique, un épisode El Niño ou une configuration météorologique temporaire peuvent modifier les températures pendant un certain temps, mais la science du changement climatique recherche des changements persistants sur plusieurs décennies et dans plusieurs parties du système terrestre.

Quelles sont les causes du changement climatique récent

Pour le réchauffement planétaire récent, le principal facteur est l’augmentation des gaz à effet de serre due aux activités humaines. La plus grande contribution vient du dioxyde de carbone libéré par la combustion du charbon, du pétrole et du gaz naturel, avec des contributions supplémentaires liées au changement d’usage des terres, au méthane et à d’autres gaz à effet de serre.

Les influences naturelles comptent toujours. Les variations solaires et les éruptions volcaniques peuvent affecter le climat, et la variabilité interne peut redistribuer la chaleur à l’intérieur du système. Mais ces facteurs n’expliquent pas aussi bien l’ensemble du réchauffement moderne que l’augmentation des gaz à effet de serre.

Preuves du changement climatique

L’argument ne repose pas sur un seul relevé de thermomètre. Il provient de plusieurs séries de preuves qui pointent dans la même direction.

• les concentrations de gaz à effet de serre ont fortement augmenté depuis l’ère industrielle
• la température moyenne mondiale en surface montre une hausse nette à long terme
• les océans ont accumulé de la chaleur au fil du temps
• les glaciers et les calottes glaciaires ont perdu de la masse dans de nombreuses régions
• le niveau moyen mondial de la mer a augmenté
• de nombreux rythmes biologiques et saisonniers se sont déplacés, notamment des événements printaniers plus précoces et le déplacement de l’aire de répartition de certaines espèces

Lorsque des mesures indépendantes concordent toutes avec la même explication, la confiance augmente.

Exemple guidé : gaz à effet de serre contre augmentation de l’énergie solaire

Imaginez deux explications possibles du réchauffement récent.

Dans le premier cas, le Soleil envoie simplement beaucoup plus d’énergie vers la Terre. Dans le second, les gaz à effet de serre rendent plus difficile l’évacuation de la chaleur. Ces explications ne prédisent pas exactement le même schéma.

Si les gaz à effet de serre sont le principal facteur, on s’attend à plusieurs signaux liés : la basse atmosphère se réchauffe, l’océan stocke davantage de chaleur, les nuits ont tendance à se réchauffer autant que les jours, et la haute atmosphère se refroidit tandis que la basse atmosphère se réchauffe. Ce schéma est important, car il correspond mieux à un renforcement du piégeage par effet de serre qu’à une simple augmentation du rayonnement solaire.

C’est pourquoi la science du changement climatique s’appuie sur la comparaison des schémas à l’échelle de l’ensemble du système, et non sur un seul chiffre pris isolément.

Pourquoi le changement climatique est important en biologie

Le changement climatique est important en biologie parce que les organismes vivent dans certaines limites de température, d’eau et de saisonnalité. Si ces conditions de fond changent, la reproduction, la migration, la disponibilité de la nourriture, la propagation des maladies et l’étendue des habitats peuvent changer elles aussi.

Les effets biologiques ne sont pas identiques partout. Une espèce peut tolérer le réchauffement si l’humidité, la nourriture et les voies de migration restent favorables. Dans d’autres conditions, la même quantité de réchauffement peut devenir stressante, voire mortelle.

Erreurs fréquentes sur le changement climatique

Confondre météo et climat

La météo est de court terme. Le climat est la tendance à plus long terme. Une semaine froide ou un hiver enneigé n’annule pas une tendance au réchauffement sur plusieurs décennies.

Considérer l’effet de serre comme artificiel

L’effet de serre est naturel et nécessaire à la vie. Le problème actuel est le réchauffement supplémentaire causé par l’augmentation des concentrations de gaz à effet de serre.

S’attendre à ce que chaque signal évolue en ligne droite

Un réchauffement à long terme ne signifie pas que chaque région, chaque saison ou chaque année change de manière régulière. La variabilité naturelle crée encore des à-coups et des pauses au sein de la tendance générale.

Supposer que la biologie ne répond qu’à la température

La température compte, mais les précipitations, la chimie des océans, la sécheresse, les incendies, le calendrier saisonnier et les interactions entre espèces comptent aussi. L’impact biologique dépend de l’ensemble des conditions.

Où la science du changement climatique est utilisée

La science du changement climatique est utilisée en écologie, en conservation, en agriculture, en santé publique, en sciences océaniques et en sciences du système terrestre. En biologie, elle aide à expliquer les déplacements d’habitats, la phénologie, les réseaux trophiques et le risque d’extinction.

Elle est aussi naturellement liée au cycle du carbone, car les changements dans les lieux de stockage du carbone affectent le $CO_2$ atmosphérique, et le $CO_2$ atmosphérique affecte le climat.

Essayez une étape liée

Essayez votre propre version avec un écosystème que vous connaissez bien, comme une forêt, une zone humide, un récif ou une prairie. Demandez-vous quelle variable climatique y compte le plus, quels organismes y sont les plus sensibles, et quelles preuves montreraient un véritable changement à long terme plutôt qu’une fluctuation de courte durée. Si vous voulez une suite directe, poursuivez avec le cycle du carbone.