Biographies

Auteurs

François-Marie Bréon est chercheur climatologue au Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement et est président de l’Association française pour l’information scientifique (Afis). Il a participé à la rédaction du cinquième rapport du GIEC publié en 2014. Diplômé de l’École normale supérieure, il a travaillé dans plusieurs pays, en particulier en France et aux États-Unis. Persuadé du risque du réchauffement climatique, il milite pour un changement des comportements pour réduire nos émissions de gaz à effet de serre, mais aussi pour le développement de l’énergie nucléaire qui pourrait se substituer aux énergies fossiles dans certains pays.

Gilles Luneau, grand reporter, puis rédacteur en chef, mène de front une carrière de journaliste et d’auteur-réalisateur. Il fut collaborateur régulier du Nouvel Observateur pendant plus de vingt ans, pour le service politique étrangère, avant de rejoindre GÉO. Il a été un des co-fondateurs de l’Agence de presse Libération, puis a travaillé pour la plupart des grands titres de la presse écrite française, de Libération à Paris-Match. Il est auteur-réalisateur de documentaires pour Arte et France Télévision et a écrit ou co-écrit de nombreux ouvrages (essais, enquêtes, biographie, roman, beaux livres), dont L’Alimentation en otage avec José Bové (Autrement, 2015), ou Le vent nous portera avec J.-Y. Grandidier (Alternatives/Gallimard, 2017).

Préfacier

Jean Jouzel est climatologue et glaciologue. Il a consacré l’essentiel de sa carrière scientifique à la reconstitution des climats passés. Diplômé de l’École supérieure de chimie industrielle de Lyon, il est directeur de recherche émérite au CEA et a dirigé l’Institut Pierre-Simon Laplace de 2001 à 2008. Il est aujourd’hui membre du Conseil stratégique de la recherche. Il a reçu de nombreux prix récompensant ses travaux, dont la Médaille d’or du CNRS en 2002 et le prix Vetlesen en 2012. Ancien vice-président du groupe scientifique du GIEC, co-lauréat du prix Nobel de la Paix en 2007, Jean Jouzel est l’une des grandes figures de la lutte contre le réchauffement climatique. Il a publié avec Anne Debroise Le défi climatique (Dunod, 2014).

Cartographe

Hugues Piolet est un journaliste indépendant, spécialisé dans la communication par l’image. Il a créé un grand nombre d’infographies et de cartes pour la presse et l’édition et a notamment contribué à la réalisation de plusieurs atlas Autrement. Il est également le co-auteur du livre SurNaturelles, les merveilles de notre planète (Larousse, 2020).

Maquette

Conception et réalisation : Agence Twapimoa

Coordination éditoriale : Marion Chatizel pour la 1re édition ; Anne Lacambre pour cette édition

Fabrication : Margot Jourdan

ISBN : 978-2-7467-6259-6

© Autrement, un département de Flammarion, 2021.

87, quai Panhard et Levassor, 75647 Paris Cedex 13

www.autrement.com

Dépôt légal : octobre 2021

Dépôt légal des éditions précédentes : © Éditions Autrement, 2018.

Tous droits réservés. Aucun élément de cet ouvrage ne peut être reproduit, sous quelque forme que ce soit, sans l’autorisation expresse de l’éditeur et du propriétaire, les Éditions Autrement.

Atlas du climat

Préface de Jean Jouzel

Introduction
Le temps qu’il fait

Le fonctionnement du climat

Les différents systèmes d’observation du climat

L’équilibre énergétique

L’effet des nuages

Périodes glaciaires et périodes chaudes, les climats du passé

La circulation océanique

Le « cycle du carbone »

Les perturbations naturelles sur le climat

Quand l’homme perturbe le climat

Hausse des températures

Neige, glaciers et banquises en recul

La montée du niveau des mers

L’effet de serre

Les émissions de CO₂ issues des énergies fossiles

Les problématiques liées à l’ozone

La déforestation

Aérosols et autres forçages

Les impacts du réchauffement climatique

Tempêtes, vagues de chaleur et autres événements extrêmes

Fonte ou extension des glaces : de nouveaux territoires exploitables ?

Des terres submergées

La biodiversité terrestre en danger ?

La biodiversité marine en péril ?

La pêche à l’épreuve du réchauffement

Un bouleversement agricole

La santé en question

Réfugiés climatiques et populations déplacées

Le coût du réchauffement

Le temps de l’action

L’étude des scénarios du futur

Les conséquences des scénarios les plus optimistes et pessimistes

La prise de conscience du réchauffement

Les difficultés de la gouvernance mondiale

Comment trouver des financements ?

Le nucléaire peut-il sauver le climat ?

Les choix énergétiques

Les pistes de géo-ingénierie

Un changement de modèle agricole

Des transports à réinventer

Villes durables, écoquartiers : la solution ?

Vie quotidienne

La révolution des modes de vie est-elle possible ?

Conclusion générale
Quels choix pour demain ?

Annexes

Bibliographie et sitographie

PRÉFACE

La première édition de cet ouvrage a été publiée en 2015 en amont de la 21e conférence des parties de la convention climat, la COP21, qui s’est traduite par un accord international visant à limiter le réchauffement climatique à long terme bien en deçà de 2 °C par rapport à la période préindustrielle, si possible à 1,5 °C.

Ce fut une année charnière dans la lutte contre le réchauffement climatique puisque cet « accord de Paris » a, dès 2016, été ratifié par quasiment l’ensemble des pays de notre planète. Le retrait des États-Unis, suite à l’élection de Donald Trump, lui a fait perdre cette universalité qu’il a heureusement retrouvée grâce à celle de Joe Biden. Mais – et c’est le problème de cet accord – les engagements de réduction des émissions de gaz à effet de serre pris par l’ensemble des pays sur les années 2020 sont très loin d’être suffisants par rapport aux objectifs affichés. Pour garder des chances de limiter le réchauffement à 1,5 °C, il faudrait qu’ils soient cinq fois plus élevés et que l’effort de réduction se poursuive de façon à atteindre la neutralité carbone à horizon 2050. C’est un véritable défi auquel il nous faut faire face pour que les jeunes d’aujourd’hui puissent, sans trop de difficultés, s’adapter au climat qu’ils connaîtront d’ici la fin du siècle.

Tout comme en 2015, nous vivons aujourd’hui une période clé pour l’avenir de notre climat à un moment où les émissions repartent globalement à la hausse, à la sortie de la crise économique liée à la pandémie, alors qu’il faudrait qu’elles diminuent de façon rapide. Certes plus de 130 pays affichent cet objectif de neutralité carbone d’ici le milieu du siècle, d’ici 2060 pour la Chine. Mais il ne semble pas que, collectivement, nous en prenions le chemin à un moment où les scientifiques du GIEC, le Groupe intergouvernemental d’experts sur l’évolution du climat, publient le premier volet de leur 6e rapport dont les conclusions – certitude quant à l’origine humaine du réchauffement en cours, intensification, récente et future, des événements extrêmes, irréversibilités… – nous redisent l’urgence de l’action.

Les six dernières années n’ont pas seulement été les plus chaudes que nous ayons connues depuis 150 ans, elles ont – dans le sillage de l’accord de Paris, de trois rapports spéciaux du GIEC et maintenant de son 6e rapport qui sera finalisé en 2022 – été marquées par une montée en puissance du problème climatique. Au-delà des décideurs politiques, beaucoup d’autres personnes, chercheurs, enseignants, entreprises, collectivités, élus de tous horizons, médias, ONG et de plus en plus de citoyens, se sentent directement concernés et ont soif de connaissances vis-à-vis de tout ce qui touche à l’évolution de notre climat.

L’ouvrage de François-Marie Bréon et de Gilles Luneau a été mis à jour, au regard des connaissances acquises depuis 2015. Très pédagogique, dans son format double pages, dans ses textes très clairs, et dans la très riche cartographie réalisée par Hugues Piolet, il répond pleinement à cette attente et, à tous les trois, j’adresse mes félicitations. Tous les aspects sont abordés, depuis le fonctionnement du système climatique, le rôle des activités humaines, les impacts du réchauffement, jusqu’aux actions à mettre en œuvre. Une fois ce livre refermé, seule reste la limpidité du message et, nous l’espérons, l’envie d’agir ou tout au moins de participer au mouvement qui devrait nous entraîner vers une société bas carbone.

C’est avec un extrême plaisir que je préface cette nouvelle édition et que j’encourage le lecteur à s’y plonger. Je suis toujours très proche de François-Marie avec qui j’ai beaucoup partagé depuis près d’une trentaine d’années. Nous sommes d’accord sur tout ou presque lorsque nous parlons de climat mais nous avons quelques divergences lorsque nous abordons les solutions à mettre en œuvre. Cela conduit à des débats enrichissants qui sont le reflet des ceux qui restent nécessaires pour choisir notre avenir et celui de nos enfants.

Jean Jouzel

INTRODUCTION

Le temps qu’il fait

Qui n’a pas levé les yeux vers le ciel pour voir le temps qu’il fait ? Le « temps », on en connaît la variabilité saisonnière et quotidienne. On se souvient des jours particulièrement chauds, froids ou pluvieux. On ne ressent guère les variations annuelles ou décennales. C’est toute la différence entre la météo et le climat. Tous deux reposent sur des phénomènes physiques, mesurables, relevant de la dynamique des fluides et des forces cosmiques enserrant la planète Terre dans le système solaire. Mais derrière ces mots, météo et climat, il y a deux exercices de la science. Le premier tente de prédire le lendemain. Le second s’attache à donner du sens à l’histoire du temps qu’il fait et d’en comprendre les règles d’évolution.

Depuis sa formation il y a 4,5 milliards d’années, la Terre n’a cessé d’évoluer, permettant, à un tournant de son histoire, l’apparition de la vie il y a 3,8 milliards d’années. Elle a suivi une évolution marquée par une complexification continue, dont l’apparition de l’homme est l’un des temps forts. Le genre humain n’a pas échappé à ce mouvement continu, comme le démontre la trajectoire des hominidés, dont la trace remonte à 7 millions d’années seulement. L’homme a toujours cherché à explorer et à comprendre à la fois l’environnement qui l’entoure et la raison de son apparition. La conquête intellectuelle est loin d’être terminée, mais l’accumulation de savoirs permet aujourd’hui d’affirmer que depuis deux siècles, les modes de vie de l’homme ont modifié son environnement au point de perturber le fonctionnement habituel du paramètre climatique.

Le fait saillant de ce changement climatique est que nous en connaissons les causes – l’élévation des taux de concentration de gaz à effet de serre dans l’atmosphère – et que nous sommes donc en mesure de trouver des solutions pour en réduire le rythme et la portée. L’objet de ce livre est d’en faire la pédagogie.

Temps géologique et historique

De Théophraste (vers 372-287 av. J.-C.) à Dobzhansky, Mayr et Simpson – en passant par Linné, Buffon, Lamarck, Darwin, Mendel, Haeckel, de Vries, Watson et Crick –, les savants questionnent depuis plus de 2 000 ans l’évolution biologique, les multiples adaptations des organismes unicellulaires, des animaux, des végétaux à leur environnement, climat compris. Grâce à la somme de leurs travaux, nous savons aujourd’hui que les espèces évoluent ou disparaissent à l’échelle de milliers ou de millions d’années. Mais c’est désormais sur deux siècles que nous constatons un bouleversement des conditions du vivant, conséquence de l’action des hommes. On comprend dès lors que l’élévation moyenne de la température dont il est question dans ce livre ne se limite pas à l’approche de son impact sur l’éventuel bien-être des sociétés sous un climat plus chaud, mais sonne l’alerte sur les menaces que fait peser ce réchauffement sur la géographie, les ressources naturelles et la biodiversité indispensables à l’homme.

Cette dimension temporelle introduit dans notre propos l’urgence d’agir, à la fois pour limiter cette élévation de température que nous savons inéluctable et pour s’y adapter au mieux.

Le fonctionnement du climat

Le climat – défini comme la statistique des conditions météorologiques prévalant, dans la durée, dans les basses couches de l’atmosphère – est depuis des millions d’années un jeu d’équilibre dynamique entre le rayonnement solaire, le rayonnement tellurique, la composition chimique et la circulation de l’atmosphère, les courants marins, les vents, la photosynthèse des végétaux, perturbés par la rotation de la Terre, la dérive des continents, les éruptions volcaniques et autres chutes de météorites.

Le tout s’orchestre, à des échelles de temps très différentes, autour du cycle de l’eau et de celui du carbone s’échangeant entre leurs quatre réservoirs naturels : la biosphère (ensemble des végétaux, animaux et organismes vivants), la lithosphère (les sols et sous-sols terrestres et marins), l’hydrosphère (mers, océans, lacs et rivières) et l’atmosphère. La circulation des masses d’air atmosphériques et des masses d’eau océaniques assure le transport d’énergie des régions excédentaires vers les régions déficitaires, plus particulièrement depuis les régions tropicales vers les régions polaires.

Les différents systèmes d’observation du climat

Pour comprendre les mécanismes qui déterminent le climat, il faut mesurer les différents paramètres qui le régissent sur terre, en mer et dans l’atmosphère. Les variables climatiques peuvent être affectées par des changements infimes, comme une élévation du niveau moyen de l’océan de quelques millimètres par an. Les mesures doivent donc être d’une précision absolue pour être utiles à la modélisation du climat. La collecte des données et leur partage entre scientifiques du monde entier s’organisent autour de protocoles communs.

Un réseau de mini sous-marins

Le rôle décisif de l’océan dans l’évolution climatique est longtemps resté de l’ordre de l’approximation, faute de moyens de mesures. En 2000, à l’initiative de l’Organisation météorologique mondiale (OMM) et de la Commission océanographique intergouvernementale de l’Unesco (COI), 31 pays et 50 agences de recherche se sont associés dans le programme Argo consistant à concevoir et à lâcher des balises autonomes (moteur hydraulique et batteries), dérivant librement en fonction des courants, pour observer en temps réel le comportement des océans.

Aujourd’hui, 3 771 balises mesurent en continu la température et la salinité des masses d’eau du globe. Une fois jetée à la mer, la balise (2 mètres de hauteur, antenne comprise) flotte pendant une dizaine d’heures puis, tel un sous-marin miniature automatique, s’immerge pour descendre à 1 000 mètres. À cette profondeur, elle se stabilise et dérive au gré des courants marins pendant huit à dix jours. Ensuite, elle reprend sa plongée jusqu’à 2 000 mètres avant de remonter progressivement à la surface. La remontée dure environ six heures, pendant lesquelles les capteurs de la bouée collectent les données de température et de salinité. Une fois émergée, la balise transmet ses données par satellite avant de replonger et de répéter le même cycle. Chaque balise est capable d’atteindre jusqu’à 150 cycles de mesure sur quatre ans. Les données recueillies sont en libre accès pour la communauté scientifique internationale, en premier lieu les climatologues et les océanologues.

Chaque année, 800 à 900 de ces robots sous-marins sont mis à l’eau pour maintenir un réseau suffisant de flotteurs actifs. L’Union européenne s’est engagée sur un rythme de 250 balises/an et a développé une extension pour mesurer des paramètres biogéochimiques relevés, en particulier dans les grandes profondeurs et aux zones polaires. Depuis 2012, le Deep-Arvor, une balise mise au point par l’Ifremer, repousse les limites à 3 500 mètres de profondeur… Tous les flotteurs restent géolocalisés en permanence. Cela permet d’identifier les « trous » dans la collecte d’informations, notamment les zones peu profondes et celles dont les courants chassent les balises. C’est là que les marins des courses au large viennent à la rescousse. Quand leur navigation les porte dans les zones les plus inhospitalières et inexplorées de la planète – tel le grand Sud océanique –, ils mettent à l’eau des balises Argo. Pour le plus grand bien de la science.

Plus d’un millier de radiosondages quotidiens

Une radiosonde est un appareil contenant des instruments de mesures, envoyé dans l’atmosphère sous un ballon, gonflé à l’hélium ou à l’hydrogène (moins coûteux). À bord de l’engin pesant 100 à 300 grammes, thermomètre, baromètre et hygromètre miniaturisés transmettent en continu les données recueillies depuis le niveau du sol jusqu’à une altitude pouvant dépasser 35 000 mètres. Au sol, une station de réception capte le signal de l’émetteur et décode les informations transmises. La radiosonde est suivie au radar, ce qui permet de calculer sa vitesse de déplacement, donc d’en déduire la direction et la force des vents qu’elle rencontre. Très haut dans l’atmosphère, le ballon éclate et l’instrumentation revient au sol, amortie par un parachute. Il existe aussi des catasondes, lâchées par avion, notamment utilisées pour étudier la structure des cyclones tropicaux.

Il y existe plus de 850 sites dans le monde entier d’où sont lancés des radiosondages, au moins deux fois par jour et 365 jours par an. La répartition des centres de radiosondages n’est pas régulière sur la surface du globe et les pays développés de l’hémisphère Nord (82 % des lieux de radiosondage) sont mieux couverts que les déserts et océans de l’hémisphère Sud (18 %). 820 de ces sondages sont effectués par des stations fixes et une trentaine à partir de bateaux sur des lignes régulières. Le coût d’un radiosondage est de l’ordre de 300 euros.

L’équilibre énergétique

L’état thermique de notre planète est le fruit d’échanges entre l’énergie qu’elle reçoit du soleil et celle qu’elle émet ou réfléchit. Les inégalités régionales d’exposition au rayonnement solaire – dues à l’inclinaison de la Terre et à sa course autour du soleil – sont compensées par les transports de chaleur par l’océan et l’atmosphère. Le bilan global des radiations émises par la planète équilibre approximativement celles provenant du soleil et captées par la Terre.

Le soleil, « carburant » du climat

Le soleil éclaire la Terre sous forme d’ondes électromagnétiques à courte longueur d’onde (< 4 µm) dont la puissance moyenne est de 342 W/m2, très inégalement répartie (jour/nuit, saisons…). L’atmosphère et les surfaces réfléchissent environ un tiers de ces ondes qui ne réchauffent donc pas la Terre (effet d’albédo). Le reste est absorbé par l’atmosphère (67 W/m2) et les surfaces (168 W/m2) en transformant l’éclairement en chaleur. Simultanément, surfaces et atmosphère se refroidissent en émettant des ondes électromagnétiques de grandes longueurs d’onde (> 4 µm) nommées infrarouge thermique. En moyenne annuelle sur l’ensemble du globe, le bilan est presque équilibré et le rayonnement infrarouge qui sort de l’atmosphère est pratiquement égal au rayonnement solaire qui est absorbé. Il y a cependant d’importantes disparités régionales et temporelles.

L’intérieur de la Terre est aussi une source d’énergie via la décomposition radioactive de certains éléments. Cette production de chaleur interne est responsable de l’activité volcanique qui peut avoir un impact sur le climat. En revanche, l’apport de chaleur en surface est minime par rapport à celui du soleil.