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La Terre, une planète fragile Le climat sous influences (II) Par climat on entend non pas la "météo du jour" mais l'ensemble des conditions météorologiques qui influencent une région. De manière globale, plusieurs facteurs influencent le climat : - des facteurs astronomiques, liés au déplacement de la Terre et du système solaire dans l'espace - des facteurs anthropiques, liés aux activités humaines - des facteurs météorologiques, liés aux déplacements des masses d'air autour de la Terre. Certains facteurs portent leurs effets loin dans l'avenir, à des échéances centenaires ou millénaires. Chaque facteur contient plusieurs sources perturbatrices ainsi que nous allons l'expliquer. Les facteurs astronomiques 1°. Les variations de l'irradiance solaire totale. Cette mesure, directe, de l'énergie totale reçue n'existe malheureusement que depuis les années 1980. Les variations à long terme ne peuvent expliquer que le réchauffement des 150 dernières années. L'IPCC et la plupart des climatologues s'accordent aujourd'hui pour reconnaître que le Soleil peut-être considéré comme le responsable du réchauffement qui s'est produit depuis 1950, contre 20-30% du réchauffement des 30 dernières années Sa contribution est donc significative. Il existe également une forte corrélation avec la longueur du cycle solaire et la température de surface. Un aperçu de cette influence est développé sur le site du WDC.
2°. Les variations de la quantité de rayonnement UV solaire affecte la couche d'ozone. Chacun de nous sait qu'il s'agit d'une partie très importante de notre atmosphère, lieu de réactions chimiques qui gouvernent le reste de l'activité de l'atmosphère; des variations à long terme modifieront la quantité d'ozone. 3°. Le champ magnétique solaire et le vent solaire, principalement sous la forme d'électrons et de protons issus du Soleil ont un effet protecteur sur tout le système solaire car ils forment une sorte de bouclier devant les rayons cosmiques constitués de particules énergiques issues du rayonnement des étoiles proches et des supernovae. Les mesures directes du champ magnétique sont réalisées depuis environ 30 ans.
Si nous tenons compte des influences astronomiques, il s'avère que les rayons cosmiques modifient également le climat, conduisant soit à un refroidissement soit un réchauffant du climat en fonction de la couverture nuageuse : 4°. Le passage du Soleil dans les bras de la Galaxie est assez bien corrélé avec les époques glacaires. Telle est la conclusion à laquelle sont parvenus Douglas Gies et J.Helsel de l'Université d'Etat de Géorgie dans une étude publiée dans l'Astrophysical Journal le 14 mars 2005. Ils précisent qu'au cours des derniers 500 millions d'années, le Soleil a traversé 4 bras spiralés de la Voie Lactée dont les effets sont corrélés avec 4 chutes de température importantes sur Terre. Ce phénomène permet d'affirmer qu'une exposition prolongée à un taux élevé de rayons cosmiques associé aux bras spiralés peut conduire à une augmentation de la couverture nuageuse et à de longues périodes glaciaires sur Terre. 5°. Inversement, une corrélation a été établie entre les effets des rayons cosmiques et la quantité de nuages bas. Des chercheurs Danois ont établi en 2001 que moins de nuages bas (cumulus, nimbus, stratus) produisent un effet de réchauffement climatique. Cette observation a été analysée au cours du XXeme siècle et est comparable au réchauffement provoqué par l'effet de serre. Seul le premier effet (irradiance) est aujourd'hui inclu dans les modèles climatiques. Aussi, les effets indirects doivent-ils être ajoutés aux effets directs et il est fort possible que les modèles numériques sous-estiment la vigueur du Soleil. Le grand problème est qu'ils ne peuvent pas prédire ce que fera le Soleil demain. Tous les spécialistes solaires des missions SOHO, Trace et autre Ulysse ont encore besoin de beaucoup plus de données pour expliquer les mécanismes physiques proposés qui se cachent derrière les effets indirects cités ci-dessus. Les facteurs anthropiques Ce sont les fameux gaz à effet de serre rejetés dans l'atmosphère par les activités humaines, même si une fraction de ces gaz proviennent de réactions naturelles mais celles-ci n'affectent pas aussi rapidement la température de l'air que l'activité anthropique. De manière indirecte, en augmentant notamment la température de l'air, la quantité de vapeur d'eau dans l'atmosphère et en favorisant certaines réactions physico-chimiques, les gaz à effet de serre influencent le système thermodynamique de l'atmosphère et donc le climat, tant à l'échelle locale que globale, d'où l'importe que requiert sa surveillance. Le tableau suivant reprend les principaux gaz à effet de serre à surveiller dans le cadre du protocole de Kyoto et leur pouvoir de réchauffement. Ainsi qu'on le constate c'est le dioxyde de carbone, le fameux gaz carbonique, qui s'attribue l'essentiel des effets. Je vous suggère de vous reporter à l'article consacré à l'effet de serre pour plus de détails. A lire : L'effet de serre
Les facteurs météorologiques Enfin, le climat qui règne dans une région dépend bien entendu de l'influence des masses d'air, de leur pression, leur température, leur humidité, leur altitude et leur vitesse de déplacement. Il faut y ajouter l'effet temporaire mais parfois très perturbant des cataclysmes naturels, principalement des éruptions volcaniques décrites précédemment. Le sujet étant trop vaste et trop complexe pour être décrit en quelques lignes, je vous suggère de vous reporter au dossier sur la météorologie pour plus de détails. En fait ce facteur météo est lui-même influencé à grande échelle par le facteur astronomique ainsi que par l'effet de serre dont la composante anthropique n'a cessé de croître depuis la révolution industrielle. Rôle des océans et des landes dans l'émission de gaz carbonique Certains scientifiques ont prétendu que rien ne démontrait l'origine anthropique des émissions de gaz carbonique et donc que l'homme était à l'origine de l'accentuation de l'effet de serre avec toutes les conséquences négatives de ce phénomène. Ils invoquent notamment le rôle des océans et des landes et leur capacité à émettre et dissoudre ce gaz. Ainsi que nous allons le démontrer, leur remarque est partiellement correcte mais cet effet est largement recouvert par les émissions liées aux activités humaines. En effet, la chimie de l'eau de mer consiste en un ensemble complexe d'équilibres faisant intervenir le gaz carbonique, des ions bicarbonates et carbonates, ainsi que les carbonates qui sont fabriqués par le plancton où déposés par l'érosion dans les sédiments sous forme de particules solides. Ce milieu est donc en équilibre avec la quantité de gaz carbonique contenu dans l'atmosphère et la pression de partielle de gaz contenue dans l'air dépend donc de la composition chimique des mers. Selon ces scientifiques très minoritaires, rien ne prouve que la quantité de gaz carbonique contenue dans les océans n'a pas été libérée par un changement complexe dans le cycle du plancton, par la chimie de la surface des océans, par la circulation des courants abyssaux ou encore par le volcanisme... On a toutefois pu démontrer que le taux de libération et de dissolution du gaz carbonique n’a pas été constant au cours de l’évolution; sa concentration n'est pas en équilibre[8]. Les océans modernes ont rapidement dissout le gaz carbonique alors qu’ils furent leur principale source durant l’ère interglaciaire. Dans le détail, alors que le gaz carbonique se concentre dans l'hémisphère nord, il est en même temps dissout dans les océans de l'hémisphère sud. Le problème vient donc d'ailleurs.
Il a la question du gaz carbonique qui disparaîtau-dessus des landes. Celles-ci absorbent un bon tiers des dégazages de nos industries. Question importante, ce gaz carbonique va-t-il continuer à se dissiper, va-t-il saturer l'atmosphère ou augmenter durant le ce siècle ? La vitesse à laquelle se dissout le gaz carbonique terrestre, tant actuellement qu’à l’ère interglaciaire reste indéterminée. Nous n'avons pas la réponse actuellement car pister le CO2 n’est pas chose facile. La question de l'effet à venir des landes sur la concentration de gaz carbonique dans l'atmosphère reste donc ouverte. Dans ce système dynamique complexe dans lequel tout interagit avec tout sur le long terme, les causes et les effets se nouent plus qu'ils ne s'enchaînent et sont difficilement modélisables pour prédire les taux fuurs de CO2 atmosphérique. Il faut donc adopter une autre approche. L'avis des climatologues S'il est difficile de savoir si le gaz carbonique présent dans l'atmosphère provient ou non d'un processus naturel lié au cycle des océans ou des landes notamment, on peut utiliser une autre méthode pour déterminer son origine. Puisque gaz carbonique et effet de serre sont corrélés, demandons-nous quels sont les changements les plus récents de l'effet de serre ? La température de l'atmosphère de la Terre a-t-elle récemment changé, si oui depuis quand, et à quel taux ? Comme l'indique le graphique suivant, les climatologues nous répondent que l'atmosphère s'est légèrement réchauffée depuis 1850; elle s'est refroidie entre 1900 et 1920 mais depuis les années 1960, la vapeur d'eau réchauffe l'atmosphère à raison de 0.2% chaque année. Sur ce point tous les scientifiques sont d'accord, sauf quelques lobbies, l'Administration Bush Jr., la Chine et quelques états émergeants d'Asie et d'Afrique dont les vues à courts termes refusent de reconnaître l'évidence. Mais sans doute plus longtemps.
Depuis une génération, les analyses effectuées sur l'île d'Hawaii au sommet du Mauna Loa ont démontré que l'augmentation de la température de l'air et la modification des régimes climatiques n’étaient pas liées à des fluctuations naturelles et quelques indices peuvent le démontrer. Prochain chapitre
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