Climat et société
Climats passés, passage de l'homme, climat futur : repères essentiels
Marie-Antoinette Mélières/Chloé Maréchal
CRDP de l'académie de Grenoble
Préface : Des biens publics à préserver
11
Introduction : Le fil directeur de l'ouvrage
13
Partie I
Le climat sur terre et son moteur : l'énergie
1 - Pourquoi y a-t-il des climats si différents sur Terre ?
18
2 - Des climats différents ... et une vie si variée
20
2.1 Les différents climats sur Terre20
2.2 Climats, biomes et biodiversité21
2.3 Climat et société26
3 - D'une mosaïque de climats à la définition d'un
climat moyen
29
3.1 La température29
3.2 La quantité d'eau reçue32
3.3 Les vents34
3.4 Trois «postes» clés, consommateurs d'énergie34
4 - Le climat moyen sur Terre
36
4.1 Le pourvoyeur d'énergie : le Soleil36
4.2 L'équilibre énergétique à la surface de la Terre38
5 - L'impact de l'atmosphère sur le rayonnement
42
5.1 Comment l'atmosphère modifie le rayonnement solaire et le
rayonnement tellurique42
5.2 Les caractéristiques de l'atmosphère et de ses différents
constituants43
5.3 Les trois mécanismes radiatifs qui chauffent ou refroidissent
la surface terrestre46
5.4 Le jeu croisé des constituants de l'atmosphère et de la surface
terrestre51
6 - L'équilibre énergétique : la saga de la traversée
de l'atmosphère
55
6.1 Le bilan énergétique à la surface de la Terre55
6.2 Les différentes composantes de ce bilan56
6.3 Synthèse des mécanismes de chauffage de la surface terrestre60
6.4 Impact de l'activité humaine ?61
Partie I - En résumé...
62
Encadré I.1 Température, énergie, rayonnement
64
Encadré I.2 Énergie liée au mouvement des masses d'air
67
Encadré I.3 L'équilibre thermique : l'image du bol de soupe
68
Encadré I.4 Effet de serre : l'analogie de la baignoire
70
Partie II
Les différentes causes de l'évolution du climat
7 - L'approche choisie
82
8 - L'émission du soleil
84
8.1 Impact sur le climat : le mécanisme84
8.2 Comment cette émission a varié84
8.3 Quelles conséquences ?86
9 - La distance de la Terre au soleil
88
9.1 Impact sur le climat : le mécanisme88
9.2 Comment et pourquoi cette distance varie88
9.3 Quelles conséquences ?89
10 - La composition de l'atmosphère
90
10.1 Impact sur le climat : le mécanisme90
10.2 Comment et pourquoi cette composition a varié90
10.3 Quelles conséquences ?92
11 - Le transfert de chaleur de l'équateur vers les
pôles
94
11.1 Impact sur le climat : le mécanisme94
11.2 Comment et pourquoi ce transfert peut varier94
11.3 Quelles conséquences ?95
12 - Les oscillations résultant de l'interaction
entre l'atmosphère et l'océan
96
12.1 Impact sur le climat : le mécanisme96
12.2 Les fluctuations des alizés et leur conséquence : l'ENSO97
12.3 Les fluctuations sur l'Atlantique et leurs conséquences : la NAO97
13 - Autres facteurs intervenants
99
Partie II - En résumé...
100
Encadré II.1 Les éruptions volcaniques
102
Encadré II.2 El Niño
104
Partie III
Les enseignements du passé
14 - Le souvenir du lointain passé
113
14.1 Sur les milliards d'années...113
14.2 Depuis des dizaines de millions d'années : un lent refroidissement114
14.3 L'entrée en scène des glaciations de l'hémisphère nord118
15 - Depuis 2 millions d'années : la valse des glaciations
120
15.1 L'enregistrement de cette valse120
15.2 La cause initiale des alternances glaciaire-interglaciaire124
15.3 Une alternance de climats bien régulière127
15.4 Glaciaires et interglaciaires : deux stades climatiques très
contrastés128
15.5 Les glaciaires comme les interglaciaires : semblables mais
jamais identiques132
15.6 Des changements «brutaux» lors du dernier cycle climatique135
16 - La valse des glaciations : conséquence et
enseignement
140
16.1 L'impact des alternances glaciaire-interglaciaire sur la vie140
16.2 Quelques enseignements144
16.3 A quand le retour de la prochaine glaciation ?149
17 - Depuis 12000 ans, la période chaude de l'holocène
150
17.1 L'Holocène150
17.2 Les trois grilles de lecture de l'évolution du climat durant
l'Holocène150
17.3 Sur plus de 10 000 ans : la lente évolution de l'insolation151
17.4 Sur cette toile de fond, des clignotements du Soleil159
18 - Sur le siècle, des fluctuations mondiales et
régionales
167
18.1 Du global...167
18.2 ..au régional : l'exemple de l'oscillation nord-atlantique172
18.3 D'autres sources d'évolution ?173
19 - Climats passés, des analogues aux climats
futurs envisageables
174
19.1 Le coup de chaud d'il y a 55 millions d'années174
19.2 Il y a trois millions d'années176
19.3 Sur les deux derniers millions d'années177
Partie III - En résumé...
178
Encadré III.1 Calottes, glaciers, banquise : de la glace partout, mais ...
180
Encadré III.2 Le forage de la calotte antarctique à Vostok
181
Encadré III.3 Le coup de froid brutal du Dryas récent
181
Encadré III.4 Le rôle des gaz à effet de serre dans les alternances
glaciaire-interglaciaire
183
Encadré III.5 Un film apocalyptique : "Le jour d'après"
184
Encadré III.6 L'Holocène raconté par un paysage de la Drôme
185
Partie IV
L'évolution récente du climat
20 - Le changement climatique récent
196
20.1 L'évolution de la température196
20.2 L'évolution des précipitations, de la vapeur d'eau et des
évènements extrêmes208
20.3 Une vue d'ensemble sur les dernières décennies213
20.4 L'impact du réchauffement : une question primordiale213
21 - L'impact du réchauffement sur la cryosphère
(neige et glace)
215
21.1 L'évolution de la banquise, «canari» de la planète215
21.2 L'évolution des glaciers218
21.3 L'évolution des calottes glaciaires222
21.4 L'évolution des sols gelés225
21.5 L'évolution de l'englacement et de la couverture neigeuse228
22 - L'impact du réchauffement sur l'océan
231
22.1 L'évolution du niveau marin232
22.2 L'évolution de la salinité des océans237
22.3 Un ralentissement de la circulation profonde ?238
22.4 L'évolution du CO2 dissous et l'acidification des océans239
22.5 En résumé, une grande cohérence à l'échelle de la planète242
23 - L'impact du réchauffement sur les écosystèmes
243
23.1 Les évolutions en cours243
23.2 Les prémices d'un dysfonctionnement249
23.3 Les conséquences d'un réchauffement sur la vie250
24 - Le réchauffement du 20e siècle :
origine naturelle ou humaine ?
251
24.1 L'impact de l'activité humaine251
24.2 Les causes naturelles : Soleil et volcans263
24.3 Synthèse des différentes causes pouvant intervenir :
le rôle prépondérant de l'homme264
Partie IV - En résumé...
268
Encadré IV.1 Le CO2
271
Encadré IV.2 Le cycle du carbone
272
Partie V
Le climat du 21e siècle et l'impact des activités humaines
25 - Deux facteurs clés
282
25.1 Les émissions de gaz à effet de serre282
25.2 La croissance démographique284
26 - Les prévisions : scénarios économiques et
modélisations climatiques
286
26.1 Les différentes étapes dans la prévision286
26.2 Les modèles climatiques288
26.3 Les différents scénarios économiques289
27 - Un aperçu général des différentes simulations
290
27.1 La stabilisation du climat : étape ultime des différents scénarios290
27.2 Les scénarios couvrant plusieurs siècles290
27.3 Les scénarios sur le 21e siècle293
28 - Le réchauffement futur et ses conséquences
296
28.1 À l'échelle de la planète296
28.2 Sur les différentes régions304
29 - L'évolution future du climat : inconnues et
incertitudes
310
29.1 Des modèles à améliorer310
29.2 Des scénarios économiques déjà dépassés ?311
29.3 A la merci d'un accident climatique brutal ?311
30 - L'évolution naturelle du climat pourrait-elle
compenser le réchauffement futur envisagé ?
315
30.1 Sur les milliers d'années, l'impact des paramètres orbitaux315
30.2 Les éruptions volcaniques316
30.3 L'activité du Soleil316
30.4 Les fluctuations naturelles317
31 - Vers quels scénarios se diriger ?
318
31.1 L'impact sur la vie : un enjeu fondamental318
31.2 L'importance du changement climatique envisagé à l'aune
des leçons du passé320
31.3 Un réchauffement moyen de +2°C : un objectif à ne pas dépasser322
31.4 L'équation «triple zéro» ou les trois enjeux sociétaux323
32 - Le changement climatique dans l'état actuel
de la planète
325
32.1 Les dégradations environnementales325
32.2 La raréfaction des ressources minérales325
32.3 L'inexorable croissance de la population mondiale ?326
33 - L'avènement d'un nouveau type de développement ?
327
Partie V - En résumé...
328
Conclusion
Appendice 1 : Les saisons, la circulation atmosphérique, la
circulation océanique335
Appendice 2 : Les paramètres orbitaux, métronomes des glaciations346