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  • Les hommes changent le climat

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    • Les hommes changent le climat

      Les hommes changent le climat

      Les gaz à effet de serre émis par les voitures, les avions, les usines et les centrales électriques changent le climat de la Terre et contribuent au réchauffement planétaire.

      Nous ne savons pas exactement si le climat sera un peu ou beaucoup affecté par les activités humaines, mais ce que nous savons, c'est que la Terre se réchauffe. Dans cette thématique, vous allez apprendre comment nos activités changent le climat de la planète, comment le climat risque d'être dans le futur, et les conséquences que cela pourra avoir sur la vie des gens, des animaux et des plantes. Vous verrez aussi ce que nous pouvons faire, à notre échelle ou à celle de nos gouvernements, pour ralentir -voire stopper- ce réchauffement.

      Cette thématique est divisée en trois parties, et chaque partie comporte deux niveaux: un niveau Bases et un niveau Plus. Il y a des exercices proposés dans chaque partie.

      Photo: NASA



      Contenu scientifique : Auteur: Camilla Schreiner - CICERO (Center for International Climate and Environmental Research - Oslo) - Norvège. Relecteurs scientifiques: Andreas Tjernshaugen - CICERO (Center for International Climate and Environmental Research - Oslo) - Norvège- 2004-01-20 et Knut Alfsen - Statistics Norway - Norvège- 2003-09-12. Relecteur pédagogique: Nina Arnesen - Marienlyst school in Oslo - Norvège- 2004-03-10. Dernière version: 2004-03-27.

      Exercices : Auteurs: Ellen K. Henriksen and Camilla Schreiner - University of Oslo - Norvège. Relecteur scientifique: Andreas Tjernshaugen - CICERO (Center for International Climate and Environmental Research - Oslo) - Norvège- 2004-01-20. Relecteur pédagogique: Nina Arnesen - Marienlyst school in Oslo - Norvège- 2004-03-10. Dernière version: 2004-03-27.

      • 1. La faute aux humains ?!

        La faute aux humains ?



        Pour la première fois depuis la longue histoire de notre planète, les humains changent le climat en émettant des gaz à effet de serre dans l'atmosphère. La cause principale est l'utilisation de combustibles fossiles (le charbon, le pétrole et le gaz naturel) depuis la révolution industrielle (au début du 19ème siècle).



        Les changements climatiques dans le passé

        Le climat de la Terre a toujours été en évolution. Il y a seulement 20 000 ans, le nord de l'Europe était recouvert d'un énorme glacier de plus de 3 kilomètres d'épaisseur! Les Alpes et les Pyrénées étaient recouverts de calottes de glace. Des changements climatiques soudains étaient assez fréquents durant les périodes glaciaires, et la surface recouverte par la glace était plus ou moins étendue. Au sud de ces zones recouvertes par les glaces, des petits groupes d'humains chassaient les rennes, les chevaux sauvages et les bisons.

        Les humains vivant durant la dernière période glaciaire ont laissé derrière eux des outils en silex et des grottes ornées magnifiques. Mais la Terre a bien changé depuis ce temps-là. Durant des milliers d'années, l'orbite de la Terre autour du soleil a évolué, rendant les étés plus chauds, ce qui a fait fondre la glace. La dernière période glaciaire s'est terminée il y a 10 000 ans. Depuis, le climat de l'hémisphère nord est plus chaud et moins instable. Les humains ont alors développé l'agriculture, les villes, et la civilisation dans des conditions plus faciles que si la période glaciaire avait continué.

        1. Art rupestre: Peinture d'un cheval sauvage dans la grotte de Lascaux en France, datant de 12 000 à 17 000 ans. A la fin de la période glaciaire, le mode de vie a changé et les humains ont arrêté de peindre des grottes.
        Photo: Artchive.com (cliquez pour agrandir, 75 kB)

        Bien sûr, nous sommes susceptibles à tout moment de subir des changements naturels du climat. Par exemple, l'Europe a connu il y a 400 ans une petite période glaciaire, durant laquelle il a fait plus froid (mais moins que durant une vraie période glaciaire). La différence aujourd'hui, c'est que nous risquons de subir un changement climatique causé par les humains. Nous émettons de plus en plus de CO2 et d'autres gaz à effet de serre, et il est fort probable que nous connaissions dans les cent prochaines années le réchauffement de la Terre le plus rapide depuis la fin de la période glaciaire.



        Des problèmes qui deviennent planétaires

        Depuis que les humains existent sur Terre, ils modifient leur environnement. Mais dans le passé, les effets de nos activités de chasse et d'agriculture étaient locaux. Ceci a changé depuis la Révolution Industrielle qui a commencé vers 1750 et s'est accélérée au 19ème et 20ème siècles. Une révolution est un changement social spectaculaire.

        La Révolution Industrielle a démarré quand les humains ont commencé à produire des biens en grande quantité, dans de grosses usines utilisant de l'énergie fournie par du charbon, et plus tard du pétrole, du gaz naturel et de l'électricité. La production de biens était plus facile et le développement de la technologie moderne s'est trouvé favorisé. Avant la révolution industrielle, il n'y avait ni trains, ni voitures, ni avions, ni usines, ni lampadaires, ni téléphones et pas non plus de télévision.

        Plus nous produisons et plus nous consommons, et plus nous modifions notre environnement. Depuis une cinquantaine d'années et pour la première fois dans l'histoire sont apparus des signes évidents prouvant que l'homme perturbe le fonctionnement de la planète entière. Nous sommes à l'origine de problèmes qui ne sont plus uniquement locaux mais planétaires. L'un de ces problèmes environnementaux planétaires est le risque d'un réchauffement climatique.

        bateau à vapeur

        2. Energies fossiles: avant la révolution industrielle, les bateaux avançaient grâce à leurs voiles ou à des rameurs. Les premiers bateaux à moteur furent des bateaux à vapeur, qui étaient alimentés par du charbon. Photo: NOAA (cliquez pour agrandir, 140 kB).

        Le changement climatique

        Les Hommes perturbent le climat parce qu'ils émettent des gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Ils peuvent provenir des usines et de l'agriculture qui nous fournissent des biens et de la nourriture, des centrales qui nous fournissent de l'électricité, ou des voitures et des avions qui nous transportent là où nous voulons aller.

        Les gaz à effet de serre perturbent le climat en augmentant l'effet de serre, qui est au départ un phénomène naturel. La vapeur d'eau, le CO2, ou d'autres gaz de l'atmosphère laissent les rayons du soleil arriver jusqu'à la surface terrestre, mais retiennent une partie de la chaleur que la Terre réémet et qui ainsi n'est pas entièrement renvoyée vers l'espace. Sans l'effet de serre naturel, la température moyenne serait de -18°C, et la Terre serait inhabitable. (allez voir la partie Basse atmosphère si vous voulez en savoir plus sur l'effet de serre).

        L'émission de gaz à effet de serre en grande quantité fait augmenter la concentration de ces gaz dans l'atmosphère, ce qui fait accroître l'effet de serre. Il y a alors plus de chaleur retenue par l'atmosphère, la température de la Terre augmente et le climat de la planète se trouve modifié.

        3. L'effet de serre: La lumière du soleil (lumière qui est visible) pénètre librement dans l'atmosphère (rayons jaunes à gauche sur la figure). Une partie est immédiatement renvoyée par les nuages, les particules contenues dans l'atmosphère et les surfaces brillantes comme la glace (rayons jaunes au milieu de la figure). Le reste réchauffe la planète. Les gaz à effet de serre diminuent la perte de chaleur vers l'espace (rayons rouges à droite de la figure). Cliquez pour agrandir! ( 56 kB)



        La suite



        Auteur: Camilla Schreiner - CICERO (Center for International Climate and Environmental Research - Oslo) - Norvège. relecteurs scientifiques: Andreas Tjernshaugen - CICERO (Center for International Climate and Environmental Research - Oslo) - Norvège- 20.01.2004 et Knut Alfsen - Statistics Norway - Norvège - 12.09.2003. relecteur pédagogique: Nina Arnesen - Marienlyst school in Oslo - Norvège - 10.03.2004. Dernière version: 27.03.2004.

      • 2. Un monde plus chaud

        Comment sera un monde plus chaud ?

        Un monde plus chaud ne sera pas juste le même avec un peu plus de sueur ! Par exemple, les vents, les pluies pourraient changer, et le niveau des mers monter. Ces modifications auront un effet sur la vie des plantes, des animaux et sur la santé humaine -sans parler de l'effet sur nos maisons, notre agriculture, le commerce ou l'économie.

        Le changement climatique

        Le climat du futur dépendra en partie des quantités de gaz à effet de serre que nous émettrons, qui seront elles-mêmes fonction de la population mondiale, de la consommation d'énergies fossiles, etc. Le Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat (GIEC, en anglais IPCC) a travaillé sur les changements climatiques possibles. Si nous ne faisons rien pour limiter les émissions de gaz à effet de serre, on peut s'attendre en 2100 à:

        • une augmentation de la température moyenne par rapport à 1990 de 1,4 à 5,8 °C
        • une augmentation du niveau de la mer entre 9 et 88 cm
        • 5 à 20% de pluie et de neige en plus
        • davantage de tempêtes et de vagues de chaleur , ce qui causera des inondations, des glissements de terrain, de la sécheresse et des feux de forêts, et
        • un changement de direction des vents et des courants océaniques, ce qui peut engendrer des modifications locales du climat.

        1. Photo: The NOAA Photo Library (cliquez pour agrandir, 48 kB)

        Mais pourquoi les scientifiques ne peuvent pas affirmer si le climat va se réchauffer d'un peu plus d'un degré ou de six degrés? Tout d'abord, ils ne savent pas combien de gaz nous allons émettre dans le futur; deuxièmement, on ne connaît pas la sensibilité du climat aux émissions de gaz à effet de serre.

        De plus, vous verrez que les figures ci-dessous indiquent des températures moyennes sur la Terre. Ce qui veut dire que localament, certaines régions seront plus chaudes, d'autres ne changeront pas, et d'autres pourront même être plus froides. Mais le changement climatique qu'aura à subir un pays en particulier n'a aucun rapport avec ses propres émissions. Les gaz à effet de serre sont bien mélangés dans l'air. Lorsqu'ils sont émis, ils ne restent pas sur place mais se dispersent dans toute l'atmosphère. Et ils restent longtemps dans l'air. On ne peut pas dire que plus un pays émet de gaz, plus il subira de modifications de son climat. Il est fort vraisemblable que les conséquences les plus importantes sur le climat, dues à l'augmentation des gaz à effet de serre, se manifestent loin de leur lieu de production.



        Quelles seront les conséquences?

        Les effets du réchauffement climatique seront variables suivant les endroits. Le temps pourra être plus sec ou plus humide, ou plus ou moins venteux. L'Europe devrait globalement se réchauffer, particulièrement en hiver. En Europe de l'Est, du Nord et en Europe centrale, l'augmentation des pluies et des averses devrait conduire à des problèmes d'inondations, tandis qu'on devra s'attendre à de fréquentes sécheresses au sud de l'Europe, à cause du manque de pluies et de l'évaporation augmentée. Ces cartes montrent le changement climatique probable en Europe:

        2. PLUS CHAUD PARTOUT: Les changements de température que l'Europe pourrait connaître pendant le 21ème siècle. La carte de gauche indique les températures moyennes durant l'année, mesurées avec un thermomètre, entre 1961 et 1990. La carte de droite montre les températures moyennes possibles entre 2071 et 2100, d'après les modèles climatiques. Ces valeurs sont incertaines et d'autres modèles pourraient donner des résultats un peu différents. Bien sûr, ces résultats dépendent des quantités de gaz à effet de serre qui seront émises dans l'atmosphère. Source: Sweclim/Naturvardsverket http://www.naturvardsverket.se/index.php3?main=/dokument/fororen/klimat/klimat/varmare.html (cliquez pour agrandir, 79 kB)

        3. HUMIDE ET SEC A LA FOIS: Les changements probables des précipitations (pluie et neige) en Europe durant le 21ème siècle. La carte de gauche montre les changements de précipitation en hiver. La carte de droite montre les changements de précipitation en été. Ces cartes sont basées sur des calculs de modèles. Ces valeurs sont incertaines et d'autres modèles pourraient donner des résultats un peu différents. Bien sûr, ces résultats dépendent des quantités de gaz à effet de serre qui seront émises dans l'atmosphère. Source: Sweclim/Naturvardsverket http://www.naturvardsverket.se/index.php3?main=/dokument/fororen/klimat/klimat/varmare.html (cliquez pour agrandir, 65 kB)



        Les animaux et les plantes devront trouver de nouveaux endroits pour vivre

        Les changements climatiques auront aussi un effet sur les conditions de vie des animaux et des plantes -autant pour les espèces en particulier que pour leur écosystème entier. De nombreuses espèces, perturbées parce que leur habitat deviendra plus sec, plus froid, plus humide ou plus chaud, seront obligées de migrer ou pourront disparaître. Les espèces les plus vulnérables sont celles vivant dans des milieux très spécifiques. Un climat plus chaud va conduire les espèces et les écosystèmes à se déplacer vers les pôles et en altitude. Les espèces vivants dans les régions nordiques ou montagneuses sont particulièrement en danger, car les autres espèces empièteront sur leur territoire et qu'elles ne pourront pas monter plus haut sur les montagnes indéfiniment ! Dans les régions polaires, la banquise fondra plus tôt au printemps et se formera plus tardivement à l'automne, ce qui aura des conséquences graves sur les espèces qui vivent sur ou autour de la banquise (par exemple, les ours polaires ou certains phoques).

        4. VIVRE PLUS HAUT: Quand le climat se réchauffe, les espèces montagneuses montent en altitude. Ceci est une chèvre de montagne Nord-américaine (Oreamnos americanus)

        Les observations ont montré que le réchauffement intervenu depuis 30 ans a déjà influencé la vie des plantes et des animaux en Europe. Par exemple, certains oiseaux ou animaux ont étendu leur habitat. Une étude sur la croissance printanière de plusieurs espèces de plantes a montré que leur bourgeonnement et leur floraison se sont décalés de 2 à 5 jours plus tôt tous les 10 ans durant les 50 dernières années; la migration printanière et la ponte des oiseaux se sont avancées de 2 à 5 jours tous les 10 ans. Les espèces adaptées à des milieux spécifiques se sont déplacées d'en moyenne 6 km vers les pôles, ou de 6 mètres en altitude, tous les 10 ans.

        Un facteur essentiel pour la survie -ou non- des plantes et des animaux est la vitesse à laquelle le climat va se réchauffer. Plus ils auront de temps pour s'adapter, plus ils auront une chance d'y parvenir. Un réchauffement planétaire rapide et soudain leur laissera moins de chance qu'une augmentation lente et graduelle de la température du globe.

        c'est bon la sieste

        5. DES OURS MOINS GROS: Les ours polaires sont menacés par le réchauffement planétaire. L'ours capture des phoques sur la banquise du pôle Nord, et si la banquise se raréfie dans l'année, la période de chasse des ours sera raccourcie. Des études ont montré que le poids moyen des ours polaires a déjà diminué. Photo: The NOAA Photo Library (cliquez pour agrandir, 49 kB)



        La suite...




        Auteur: Camilla Schreiner - CICERO (Center for International Climate and Environmental Research - Oslo) - Norvège. Relecteurs scientifiques: Andreas Tjernshaugen - CICERO (Center for International Climate and Environmental Research - Oslo) - Norvège- 20.01.2004 et Knut Alfsen - Statistics Norway - Norvège - 12.09.2003. Relecteur pédagogique: Nina Arnesen - Marienlyst school in Oslo - Norvège - 10.03.2004. Dernière version: 27.03.2004.

      • 3. Que faire contre le réchauffement?

        Que faire contre le réchauffement du climat ?

        On peut freiner le réchauffement climatique en émettant moins de gaz à effet de serre comme le CO2. Moins on en émettra, moins le climat se réchauffera dans le futur.

        1. A BICYCLETTE: Moins on émet et moins le climat se réchauffera.



        Consommer moins de combustibles fossiles

        On pouurait ralentir et même stopper le changement climatique qui a déjà commencé. Mais le climat est un vieux monsieur qui met du temps à réagir: les gaz que nous avons émis jusqu'à présent vont continuer à modifier le climat pendant encore de nombreuses années -même si nous nous efforçons de limiter nos émissions. En diminuant les émissions de gaz, nous ralentirons le réchauffement, mais le climat continuera à changer tant que nous vivrons. Par contre, nos enfants et petits-enfants pourraient profiter des efforts que nous ferions aujourd'hui.

        La chose la plus importante que nous pourrions faire pour freiner le réchauffement est de brûler moins de combustibles fossiles pour émettre moins de CO2.

        Les améliorations technologiques et le changement de notre style de vie peuvent faire diminuer la quantité d'énergie qu'on utilise pour le transport, le chauffage, le refroidissement, l'éclairage, tout ce qui consomme de l'électricité, la production industrielle, etc...

        En utilisant des sources d'énergie autre que les combustibles fossiles, on peut réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre. Des techniques alternatives existent: les énergies renouvelables comme les éoliennes, les panneaux solaires, l'énergie hydroélectrique (bien que des gaz à effet de serre puissent parfois être formés si de la végétation croupit dans les bassins de rétention d'eau); l'utilisation de la biomasse comme le bois, la paille ou autres végétaux (à condition que de nouveaux arbres ou de nouvelles plantes les remplacent); et l'énergie nucléaire; même si elle est contestable pour d'autres raisons.

        Des innovations technologiques pourraient, dans le futur, nous apporter des sources d'énergies qui remplaceraient les énergies fossiles. Par exemple, les voitures pourraient fonctionner à l'hydrogène plutôt qu'à l'essence (les véhicules à hydrogène n'émettent pas de CO2. Mais pour produire de l'hydrogène, on a besoin de beaucoup d'énergie. Si cette énergie provient de charbon, de pétrole ou de gaz naturel, on pourrait se retrouver à émettre autant de CO2 qu'avec une voiture roulant à l'essence!).

        Est-ce qu'on ne pourrait pas filtrer le CO2?

        De nos jours, on peut supprimer pas mal de pollution en utilisant des filtres. Mais il n'existe toujours pas de système à un coût raisonnable permettant de filtrer le CO2 émis par les industries, les centrales électriques et les véhicules. Beaucoup de gouvernements et de compagnies privées tentent de mettre au point une technologie qui pourrait piéger le CO2 issu de la combustion du charbon, du pétrole ou du gaz naturel, avant qu'il ne soit émis dans l'atmosphère. Il pourrait ensuite être stocké dans le sous-sol, par exemple dans des puits de pétrole vides.

        Chaque année la compagnie pétrolière Statoil stocke environ 1 million de tonnes de CO2 dans une couche de sable située à 1000 mètres sous l'océan, sur le sire de Sleipner en mer du Nord. Le gaz naturel qui est pompé sur ce site contient du CO2, qui est séparé du gaz puis injecté dans une couche de sable sous l'océan. 600 milliards de tonnes de CO2 peuvent y être stockés, ce qui représente les émissions de toutes les centrales électriques d'Europe pour les 600 ans à venir.

        Il existe deux obstacles principaux pour appliquer cette technologie à grande échelle. Premièrement, nous devons être certains que les zones de stockage sont sûres et que le dioxyde de carbone ne va pas fuir. Deuxièmement, il faut que le piégeage et le stockage du CO2 soit suffisamment rentable pour que l'industrie utilise cette technologie. Pour l'instant personne ne sait quand le CO2 pourra être stocké à faible coût. Et ce processus ne peut de toute façon être utilisé que pour les sources de pollution grandes et uniques - comme les centrales électriques et les usines. Les émissions de sources plus petites et dispersées, comme les voitures, les avions, les poêles à mazout par exemple, ne peuvent pas se servir de cette technologie.

        2. AU FOND DE LA MER: Le gaz naturel est extrait de sous la mer sur le site de Sleipner dans la mer du Nord. le CO2 est séparé du reste du gaz et est réinjecté dans une couche de sable voisine. Illustration : Alligator Film/BUG (cliquez pour agrandir, 135 kB)



        Réduire les émissions des autres gaz à effet de serre

        Nous pouvons aussi réduire les émissions des gaz à effet de serre qui ne proviennent pas des énergies fossiles.

        • En stoppant la déforestation, on peut éviter de relarguer du CO2 dans l'atmosphère. De nos jours, la déforestation est surtout pratiquée dans les régions tropicales où les forêts sont abattues pour être remplacées par des pâturages ou des champs cultivés, par exemple.
        • Les décharges émettent le puissant gaz à effet de serre qu'est le méthane (CH4) à cause des déchets organiques en décomposition. En piégeant et en utilisant ce gaz comme combustibles, on peut à la fois obtenir de la chaleur et réduire les émissions de gaz à effet de serre.
        • L'agriculture contribue aux émissions de CO2, de méthane, et de protoxyde d'azote (N2O). Des méthodes de culture plus respectueuses de l'environnement peuvent réduire ces émissions.
        • De nombreux procédés industriels relarguent des gaz à effet de serre, en particulier ceux qui contiennent du fluor (les HFC, les PFCs, t le SF6). On peut réduire ces émissions en améliorant les techniques de production.



        Capturer le CO2 atmosphérique

        On peut aussi augmenter l'absorption de CO2 dans les forêts, les océans ou sur la terre.

        • Quand on plante une forêt là où il n'y en avait pas, le carbone de l'atmosphère est absorbé par les arbres qui poussent. Ceci permet d'enlever un peu du CO2 que nous émettons dans l'atmosphère. Mais cette diminution du CO2 de cette façon ne peut pas contrebalancer les quantités énormes que les humains injectent dans l'atmosphère. De plus, la plantation de forêts peut poser des problèmes -par exemple en empiétant sur l'agriculture ou en détruisant des milieux où vivent des animaux sauvages ou des espèces végétales rares.
        • Les océans absorbent de grandes quantités de CO2 atmosphérique, car le plancton végétal retient le carbone grâce à sa photosynthèse. Certains scientifiques proposent d'augmenter cette absorption en utilisant de l'engrais pour le plancton. Mais on ne connaît pas bien l'efficacité qu'aurait une telle mesure , et le développement des algues qui seraient ainsi aussi fertilisées pourrait avoir des conséquences désastreuses.

        3. FORETS: En plantant des forêts, l'absorption de CO2 de l'atmosphère augmenterait.

        Les gaz à effet de serre ayant plusieurs origines, plusieurs mécanismes peuvent être mis en place pour les limiter. Mais comme la grande majorité des émissions provient des combustibles fossiles, la première des solutions à mettre en place est vraiment de réduire l'utilisation d'énergies fossiles.



        Pourquoi la combustion du bois ne contribue pas au réchauffement planétaire

        Lorsque nous brûlons de la biomasse, comme du bois ou de la sciure de bois, l'énergie est libérée sous forme de chaleur, et le carbone retourne dans l'atmosphère sous forme de CO2. Si de nouveaux arbres sont plantés là où les autres ont été abattus, les nouveaux arbres vont, pour fabriquer leur biomasse, absorber et garder le CO2 de l'atmosphère. Ceci rééquilibre le cycle du CO2. A l'échelle de quelques années, la quantité de CO2 dans l'atmosphère sera constante. C'est pour cette raison que les "bio-énergies" sont considérés comme neutres du point de vue du cycle du CO2.

        4. ENERGIE PROVENANT DE LA BIOMASSE: les bioénergies sont neutres vis-àvis du CO2



        La suite...




        Auteur: Camilla Schreiner - CICERO (Center for International Climate and Environmental Research - Oslo) - Norvège. Relecteurs scientifiques: Andreas Tjernshaugen - CICERO (Center for International Climate and Environmental Research - Oslo) - Norvège- 20.01.2004 et Knut Alfsen - Statistics Norway - Norvège - 12.09.2003. Relecteur pédagogique: Nina Arnesen - Marienlyst school in Oslo - Norvège - 10.03.2004. Dernière version: 27.03.2004.