Les changements climatiques:

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Les changements climatiques une prévision
théorique ancienne

• 19ème siècle découverte de l'effet de serre de
  l'atmosphère
• Début du 20ème siècle hypothèses
• les changements du CO2 dans le passé ont pu
  influencer le climat
• les activités humaines peuvent entrainer un
  accroissement du CO2 atmosphérique, ce qui
  modifiera le climat

J. Fourrier
S. Arrhenius
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Température d'équilibre d'une planète
Perte d'énergie par émission de rayonnement
infrarouge
Gain d'énergie par absorption du rayonnement
solaire

La Terre gagne de l'énergie en absorbant du
rayonnement solaire et perd de l'énergie en
émettant du rayonnement infra rouge. A
l'équilibre, la Terre gagne autant d'énergie
qu'elle en perd. Une planète sans atmosphère, à
la place de la Terre, qui absorberait et
réfléchirait la même quantité de rayonnement
solaire que la Terre aurait une température de
surface de -18C. La température moyenne de la
surface de la Terre est de 15C environ.
Pourquoi cette différence? A cause d'un
phénomène physique que l'on appelle effet de
serre.
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Quels sont les principaux gaz à effet de serre
pour l'atmosphère de la Terre ?
CH4 N2O
O3

• Effet de serre (W.m-2)
• Vapeur d'eau 75 60
• CO2 32 26
• ozone 10 8
• N2OCH4 8 6

CO2
H2O
Source Meehl and Trenberth, 1997

• La concentration de H2O est très variable dans
  le temps et dans l'espace elle est en générale
  très liée à la température.
• La concentration de O3 est surtout élevée entre
  15 et 50 km d'altitude
• La concentration des autres gaz à effet de serre
  (CO2, CH4, N2O...) est assez uniforme

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Les variations récentes de CO2 aux regards des
variations passées.
Source GIEC 2007
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Qu'elles sont les perturbations radiatives
récentes?
Gaz à effet de serre
Soleil
Aérosols
Volcans
Source GIEC 2007
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Depuis un siècle, le climat se réchauffe et
change.
Source GIEC 2007
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Comment le climat est-il modifiée par ces
perturbations radiatives?

• Modélisation numérique du climat
• basée sur les équations de la physique
• mise en oeuvre sur un ordinateur (dimension
  finie)?
• Importance des processus sous-maille (nuages,
  ...)?
• Modèle de climat de l'IPSL
• atmosphère, océan, criosphère, biosphère
• 100 aine de chercheurs.

Maillage atmosphérique
Maillage océanique
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Les perturbations du climat
naturelles
anthropiques
Source GIEC, 2001
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Projections pour le futur
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Emissions et concentrations de CO2 utilisation
de scénarios
Source GIEC 2001
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Evolution récente et future de la température
moyenne
Source GIEC 2007
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Evolution de la température moyenne à l'échelle
de 1000 ans
Source GIEC 2001
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Projection pour l'an 2100
Changement des températures pour le scénario A2
Source CNRM et IPSL, 2006
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Projection pour l'an 2100
Changement de précipitations pour le scénario A2
Source CNRM et IPSL, 2006
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Projection pour l'an 2100
Changement de précipitations pour le scénario A2
Source CNRM et IPSL, 2006
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Changement de la circulation de l'océan profond?
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Projection pour l'an 2100
Changement des températures pour le scénario A2
Source CNRM et IPSL, 2006
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Conclusions

• L'effet de serre est un phénomène physique bien
  compris
• Le climat va changer de façon importante si les
  émissions de CO2 et des autres gaz à effet de
  serre ne sont pas réduites
• La distribution géographique du changement de
  température est assez bien connue
• Ceci n'est pas le cas pour les précipitations
• Le stress hydrique des plantes va augmenter
  (accroissement de l'évaporation)?
• Le cycle saisonnier de l'eau disponible va
  changer
• Le niveau de la mer va augmenter
• Cyclones? Tempêtes? Orages ?
• L'océan et la végétation continueront-il à
  capter la moitié du CO2 émis par l'homme?

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Merci de votre attention