Causes des changements climatiques

Les changements climatiques s'entendent d'une modification à long terme dans les conditions météorologiques mesurée par les changements dans la température, les précipitations, les vents, l'enneigement et d'autres indicateurs. Ils peuvent comprendre à la fois les changements des conditions météorologiques moyennes ainsi que de la variabilité, y compris, par exemple, les changements dans les conditions extrêmes.

Le climat de la Terre est naturellement variable à toutes les échelles temporelles. L'équilibre entre la quantité d'énergie solaire reçue et la quantité de chaleur rayonnante, qui détermine l'équilibre énergétique de la Terre, régule toutefois l'état climatique à long terme et la température moyenne de la planète. (Apprenez-en plus sur le système climatique de la Terre). Tout facteur qui cause un changement soutenu de la quantité d'énergie solaire reçue ou de chaleur rayonnante peut mener à des changements climatiques. Ces facteurs étant externes au système climatique, ils sont appelés 'agents de forçage du climat', invoquant l'idée qu'ils forcent ou poussent le climat vers un nouvel état à long terme - un climat plus chaud ou plus froid selon la cause du changement. Des facteurs différents agissent à des échelles temporelles différentes, et les facteurs à l'origine des changements dans le climat de la Terre dans le passé éloigné ne jouent pas tous un rôle dans les changements climatiques contemporains. Les facteurs responsables des changements climatiques peuvent être divisés en deux catégories : ceux liés à des processus naturels et ceux liés à l'activité humaine. En plus des causes naturelles des changements climatiques, des changements internes dans le système climatique, comme les variations dans les courants océaniques ou la circulation atmosphérique, peuvent aussi agir sur le climat pendant de courtes périodes. Cette variabilité interne naturelle du climat se superpose sur les changements climatiques forcés à long terme.


Causes naturelles

Des facteurs naturels externes au système climatique, comme des changements dans l'activité volcanique, la production solaire et l'orbite de la Terre autour du Soleil, peuvent altérer le climat de la Terre. Parmi ceux-ci, les changements dans l'activité volcanique et les changements dans le rayonnement solaire constituent les deux facteurs pertinents à des échelles temporelles des changements climatiques contemporains. En ce qui a trait à l'équilibre énergétique de la Terre, ces facteurs agissent principalement sur la quantité d'énergie solaire reçue. Les éruptions volcaniques sont épisodiques et ont des effets relativement courts sur le climat. Les changements dans l'irradiation solaire ont contribué aux tendances climatiques au cours du dernier siècle mais, depuis la Révolution industrielle, l'effet des apports de gaz à effet de serre dans l'atmosphère a été plus que cinquante fois plus marqué que l'effet des changements dans la production solaire.

Causes anthropiques

Les changements climatiques peuvent également être causés par les activités humaines, comme le brûlage de combustibles fossiles et la conversion de terres pour la foresterie et l'agriculture. Depuis le début de la Révolution industrielle, l'influence des humains sur le système climatique a considérablement augmenté. En plus d'autres incidences environnementales, ces activités modifient la surface terrestre et émettent diverses substances dans l'atmosphère. Ces substances, en retour, peuvent avoir un effet sur la quantité d'énergie solaire reçue et la quantité de chaleur rayonnante, ce qui peut avoir à la fois un effet de réchauffement ou de refroidissement du climat. Le dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre, est le principal produit de la combustion de combustibles fossiles. L'effet global des activités humaines depuis le début de la Révolution industrielle a été un effet de réchauffement, actionné principalement par les émissions de dioxyde de carbone et aggravé par les émissions d'autres gaz à effet de serre.

L'accumulation de gaz à effet de serre dans l'atmosphère a mené à un accroissement de l'effet de serre naturel. Cet accroissement de l'effet de serre par l'activité humaine est préoccupant, car les émissions continues de gaz à effet de serre ont le pouvoir de réchauffer la planète à des niveaux jamais connus dans l'histoire la civilisation. De tels changements climatiques pourraient avoir des répercussions environnementales, sociales et économiques vastes et/ou imprévisibles.

Facteurs de forçage de courte et de longue durée

Le dioxyde de carbone est la principale cause des changements climatiques d'origine anthropique. Émis en vastes quantités lors du brûlage de combustibles fossiles, il a une très longue durée de vie, ce qui signifie qu'il continue d'altérer le système climatique durant sa longue durée de séjour dans l'atmosphère. Toutefois, le brûlage de combustibles fossiles, les processus industriels et les activités agricoles et forestières émettent d'autres substances qui agissent également comme agents de forçage du climat. Certains, comme l'oxyde nitreux, sont des gaz à effet de serre de longue durée de vie comme le dioxyde de carbone, et contribuent donc aux changements climatiques à long terme. D'autres substances ont une durée de vie plus courte dans l'atmosphère parce qu'elles en sont éliminées assez rapidement. Leur effet sur le système climatique est par conséquent d'aussi courte durée. Ensemble, ces facteurs de forçage climatique à courte durée de vie sont responsables en bonne partie des changements climatiques attribuables aux substances d'origine anthropique. Certains de ces facteurs ont un effet de réchauffement du climat ('facteurs de forçage climatique positifs'), tandis que d'autres ont un effet inverse ('facteurs de forçage climatique négatifs').

Si les niveaux atmosphériques des facteurs de forçage climatique à courte durée de vie sont continuellement renouvelés par des émissions continues, ces facteurs continuent à exercer un effet de forçage du climat. La réduction des émissions mènera toutefois assez rapidement à une réduction des niveaux atmosphériques de ces substances. Un certain nombre de facteurs de forçage climatique à courte durée de vie ont des effets de réchauffement climatique et, ensemble, contribuent le plus à l'accroissement d'origine anthropique de l'effet de serre après le dioxyde de carbone. Ces facteurs incluent le méthane et l'ozone troposphérique - deux gaz à effet de serre - et le carbone noir, une petite particule solide issue de la combustion incomplète de carburants à base de carbone (p. ex. charbon, pétrole et bois).

D'autres facteurs de forçage climatique à courte durée de vie ont des effets de refroidissement du climat, plus particulièrement les aérosols de sulfate. Le brûlage de combustibles fossiles émet du dioxyde de soufre dans l'atmosphère (en plus du dioxyde de carbone), qui se combine ensuite avec la vapeur d'eau pour former de minuscules gouttelettes (aérosols) qui reflètent la lumière du soleil. Les aérosols de sulfate demeurent dans l'atmosphère quelques jours seulement (ils en sont éliminés par le biais des précipitations acides); ils n'ont donc pas le même effet à long terme que les gaz à effet de serre. Toutefois, le refroidissement attribuable aux aérosols de sulfate présents dans l'atmosphère a compensé une partie du réchauffement attribuable à d'autres substances. C'est-àRdire que, n'eût été les niveaux élevés d'aérosols de sulfate dans l'atmosphère, le réchauffement que nous avons connu jusqu'à maintenant aurait été encore plus marqué.

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