21.1 : L'effet de serre et le changement climatique
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La température de la Terre est un exercice d'équilibre
La température de la Terre dépend de l'équilibre entre l'énergie qui entre et sort de la planète. Lorsque l'énergie solaire est absorbée, la Terre se réchauffe. Lorsque l'énergie du soleil est réfléchie dans l'espace, la Terre évite le réchauffement. Lorsque de l'énergie est libérée de la Terre dans l'espace, la planète se refroidit. De nombreux facteurs, naturels et humains, peuvent entraîner des modifications du bilan énergétique de la Terre, notamment :
- les modifications de l'effet de serre, qui influe sur la quantité de chaleur retenue par l'atmosphère de la Terre ;
- Les variations de l'énergie solaire atteignant la Terre ;
- Modifications de la réflectivité de l'atmosphère et de la surface de la Terre.
Les scientifiques ont dressé un tableau du climat de la Terre, remontant à des centaines de milliers d'années, en analysant un certain nombre de mesures indirectes du climat telles que les carottes de glace, les cernes des arbres, la taille des glaciers, le nombre de pollens et les sédiments océaniques. Les scientifiques ont également étudié les modifications de l'orbite de la Terre autour du soleil et l'activité du soleil lui-même.
Les données historiques montrent que le climat varie naturellement sur une large gamme d'échelles de temps. En général, les changements climatiques antérieurs à la révolution industrielle des années 1700 peuvent s'expliquer par des causes naturelles, telles que les modifications de l'énergie solaire, les éruptions volcaniques et les changements naturels des concentrations de gaz à effet de serre (GES). Les récents changements climatiques ne peuvent toutefois pas être expliqués uniquement par des causes naturelles. Les recherches indiquent qu'il est très peu probable que les causes naturelles expliquent la plupart des réchauffements observés, en particulier depuis le milieu du XXe siècle. Ce sont plutôt les activités humaines, en particulier notre combustion de combustibles fossiles, qui expliquent le réchauffement actuel (figure\(\PageIndex{a}\)). Le consensus scientifique est clair : en modifiant le cycle du carbone, les humains modifient le climat mondial en augmentant les effets de ce que l'on appelle l'effet de serre.
L'effet de serre permet à l'atmosphère de retenir la chaleur
Les jardiniers qui vivent dans des environnements modérés ou frais utilisent les serres car elles retiennent la chaleur et créent un environnement plus chaud que les températures extérieures. C'est idéal pour les plantes qui aiment la chaleur ou qui sont sensibles au froid, comme les plants de tomates et de poivrons. Les serres contiennent du verre ou du plastique qui laissent passer la lumière visible du soleil. Cette lumière, qui est une forme d'énergie, est absorbée par les plantes, le sol et les surfaces et les réchauffe. Une partie de cette énergie thermique est ensuite émise vers l'extérieur sous forme de rayonnement infrarouge, une forme d'énergie différente. Contrairement à la lumière visible, le verre de la serre bloque le rayonnement infrarouge, retenant ainsi l'énergie thermique et provoquant une augmentation de la température à l'intérieur de la serre.
Le même phénomène se produit à l'intérieur d'une voiture par temps ensoleillé. Avez-vous déjà remarqué à quel point une voiture peut faire plus chaud que la température extérieure ? L'énergie lumineuse du soleil passe par les vitres et est absorbée par les surfaces de la voiture, telles que les sièges et le tableau de bord. Ces surfaces chaudes émettent alors un rayonnement infrarouge qui ne peut pas traverser le verre. Cette énergie infrarouge piégée provoque une augmentation de la température de l'air dans la voiture. Ce processus est communément appelé effet de serre.
La vidéo ci-dessous est destinée aux enfants, mais fournit une introduction claire et simple à l'effet de serre.
L'effet de serre se produit également sur l'ensemble de la Terre. Bien entendu, notre planète n'est pas entourée de fenêtres en verre. Au lieu de cela, la Terre est enveloppée d'une atmosphère qui contient des gaz à effet de serre (GES). Tout comme le verre d'une serre, les GES laissent passer l'énergie lumineuse visible provenant du soleil, mais ils bloquent le rayonnement infrarouge émis par la Terre vers l'espace (figure\(\PageIndex{b}\)). De cette façon, ils aident à piéger l'énergie thermique qui augmente ensuite la température de l'air. Le fait d'être un gaz à effet de serre est une propriété physique de certains types de gaz ; en raison de leur structure moléculaire, ils absorbent les longueurs d'onde du rayonnement infrarouge, mais sont transparents à la lumière visible. Parmi les principaux gaz à effet de serre, citons la vapeur d'eau (H 2 O), le dioxyde de carbone (CO 2) et le méthane (CH 4). Les GES agissent comme une couverture, rendant la Terre beaucoup plus chaude qu'elle ne le serait autrement. Les scientifiques estiment que la température moyenne de la Terre serait de -18 °C sans les GES d'origine naturelle.
Qu'est-ce que le réchauffement climatique ?
Le réchauffement climatique fait référence à la hausse récente et continue de la température moyenne de la planète près de la surface de la Terre. Elle est principalement causée par l'augmentation des concentrations de gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Le réchauffement de la planète entraîne une modification des modèles climatiques. Cependant, le réchauffement climatique lui-même ne représente qu'un aspect du changement climatique.
Qu'est-ce que le changement climatique ?
Le changement climatique fait référence à toute modification significative des mesures du climat qui perdure pendant une période prolongée. En d'autres termes, le changement climatique inclut des changements majeurs de température, de précipitations ou de régime des vents, entre autres effets, qui se produisent sur plusieurs décennies ou plus.
Les principaux gaz à effet de serre
Les plus importants GES directement émis par l'homme sont le CO 2 et le méthane. Le dioxyde de carbone (CO 2) est le principal gaz à effet de serre qui contribue aux récents changements climatiques mondiaux. Le CO 2 est un composant naturel du cycle du carbone, impliqué dans des activités telles que la photosynthèse, la respiration, les éruptions volcaniques et les échanges océan-atmosphère. Les activités humaines, principalement la combustion de combustibles fossiles et les modifications de l'utilisation des sols, rejettent de très grandes quantités de CO 2 dans l'atmosphère, provoquant une augmentation de sa concentration dans l'atmosphère.
Les concentrations atmosphériques de CO 2 ont augmenté de 45 % depuis l'ère préindustrielle, passant d'environ 280 parties par million (ppm) au XVIIIe siècle à 409,8 ppm en 2019 (figure\(\PageIndex{c}\)). Le niveau actuel de CO 2 est plus élevé qu'il ne l'a été depuis au moins 800 000 ans, selon les preuves provenant de carottes de glace qui préservent les anciens gaz atmosphériques (figure\(\PageIndex{d-f}\)). Les activités humaines rejettent actuellement plus de 30 milliards de tonnes de CO 2 dans l'atmosphère chaque année. Alors que certaines éruptions volcaniques ont libéré de grandes quantités de CO 2 dans un passé lointain, l'US Geological Survey (USGS) rapporte que les activités humaines émettent désormais plus de 135 fois plus de CO 2 que les volcans chaque année. Cette accumulation de CO 2 causée par l'homme dans l'atmosphère ressemble à une baignoire remplie d'eau, où s'écoule plus d'eau du robinet que ce que le drain peut en emporter.
Autres gaz à effet de serre
Bien que cette concentration soit bien inférieure à celle du CO 2, le méthane (CH 4) est 28 fois plus puissant qu'un gaz à effet de serre. Le méthane est produit lorsque les bactéries décomposent la matière organique dans des conditions anaérobies et peut être libéré en raison de processus naturels ou anthropiques. Des conditions anaérobies peuvent se produire lorsque de la matière organique est piégée sous l'eau (par exemple dans les rizières) ou dans les intestins des herbivores. Les causes anthropiques représentent aujourd'hui 60 % du total des rejets de méthane. Les exemples incluent l'agriculture, l'extraction et le transport de combustibles fossiles, l'exploitation minière, l'utilisation de décharges et le brûlage de forêts. Plus précisément, l'élevage de bovins libère du méthane dû à la fermentation dans leur rumen et produit du méthane qui est expulsé de leur tube digestif. Le méthane est plus abondant dans l'atmosphère de la Terre aujourd'hui qu'il n'a jamais été aussi abondant depuis au moins 650 000 ans, et les concentrations de CH 4 ont fortement augmenté pendant la majeure partie du 20e siècle. Elles sont aujourd'hui plus de deux fois et demie supérieures aux niveaux préindustriels (1,9 ppm), mais leur taux d'augmentation s'est considérablement ralenti au cours des dernières décennies.
La vapeur d'eau est le gaz à effet de serre le plus abondant et aussi le plus important en termes de contribution à l'effet de serre naturel, malgré sa courte durée de vie dans l'atmosphère. Certaines activités humaines peuvent influencer les niveaux de vapeur d'eau locaux. Cependant, à l'échelle mondiale, la concentration de vapeur d'eau est contrôlée par la température, qui influence les taux globaux d'évaporation et de précipitation. Par conséquent, la concentration globale de vapeur d'eau n'est pas sensiblement affectée par les émissions humaines directes.
L'ozone troposphérique (O 3), qui a également une courte durée de vie dans l'atmosphère, est un puissant gaz à effet de serre. Les réactions chimiques créent de l'ozone à partir des émissions d'oxydes d'azote et de composés organiques volatils provenant des automobiles, des centrales électriques et d'autres sources industrielles et commerciales en présence de lumière solaire (comme indiqué à la section 10.1). En plus de capter la chaleur, l'ozone est un polluant qui peut provoquer des problèmes de santé respiratoire et endommager les cultures et les écosystèmes.
Les variations de l'énergie solaire influent sur la quantité d'énergie qui atteint la Terre
Le climat peut être influencé par les changements naturels qui influent sur la quantité d'énergie solaire qui atteint la Terre. Ces changements incluent les changements au sein du soleil et les changements de l'orbite de la Terre. Les changements qui se produisent dans le soleil lui-même peuvent affecter l'intensité de la lumière solaire qui atteint la surface de la Terre. L'intensité de la lumière solaire peut provoquer un réchauffement (pendant les périodes de forte intensité solaire) ou un refroidissement (pendant les périodes de faible intensité solaire). Le soleil suit un cycle naturel de 11 ans caractérisé par des hauts et des bas d'intensité, mais l'effet sur le climat de la Terre est faible. Les modifications de la forme de l'orbite de la Terre ainsi que de l'inclinaison et de la position de l'axe de la Terre peuvent également affecter la quantité de lumière solaire atteignant la surface de la Terre.
Les variations de l'intensité du soleil ont influencé le climat de la Terre par le passé. Par exemple, le « petit âge glaciaire » entre les XVIIe et XIXe siècles peut avoir été partiellement causé par une phase de faible activité solaire entre 1645 et 1715, qui a coïncidé avec des températures plus fraîches. Le petit âge glaciaire fait référence à un léger refroidissement de l'Amérique du Nord, de l'Europe et probablement d'autres régions du monde. Les changements de l'orbite de la Terre ont eu un impact important sur le climat pendant des dizaines de milliers d'années. Ces changements semblent être la principale cause des cycles antérieurs des périodes glaciaires, au cours desquelles la Terre a connu de longues périodes de températures froides (périodes glaciaires), ainsi que des périodes interglaciaires plus courtes (périodes entre les périodes glaciaires) de températures relativement plus chaudes.
L'évolution de l'énergie solaire continue d'affecter le climat. Cependant, l'activité solaire est restée relativement constante, hormis le cycle de 11 ans, depuis le milieu du XXe siècle et n'explique donc pas le récent réchauffement de la Terre. De même, les modifications de la forme de l'orbite de la Terre ainsi que de l'inclinaison et de la position de l'axe de la Terre influent sur la température sur des échelles de temps relativement longues (des dizaines de milliers d'années) et ne peuvent donc pas expliquer le récent réchauffement.
Les changements de réflectivité affectent la quantité d'énergie qui entre dans le système terrestre
Lorsque l'énergie solaire atteint la Terre, elle peut être réfléchie ou absorbée. La quantité réfléchie ou absorbée dépend de la surface et de l'atmosphère de la Terre. Les objets et les surfaces de couleur claire, comme la neige et les nuages, ont tendance à réfléchir la plus grande partie de la lumière solaire, tandis que les objets et les surfaces plus sombres, comme l'océan et les forêts, ont tendance à absorber davantage de lumière Le terme albédo fait référence à la quantité de rayonnement solaire réfléchie par un objet ou une surface, souvent exprimée en pourcentage. La Terre dans son ensemble a un albédo d'environ 30 %, ce qui signifie que 70 % de la lumière solaire qui atteint la planète est absorbée. La lumière solaire absorbée réchauffe le sol, l'eau et l'atmosphère de la Terre.
L'albédo est également affecté par les aérosols. Les aérosols sont de petites particules ou gouttelettes de liquide présentes dans l'atmosphère qui peuvent absorber ou réfléchir la lumière du soleil. Contrairement aux gaz à effet de serre (GES), les effets climatiques des aérosols varient en fonction de leur composition et de l'endroit où ils sont émis. Les aérosols qui réfléchissent la lumière du soleil, tels que les particules provenant d'éruptions volcaniques ou les émissions de soufre provenant de la combustion du charbon, ont un effet rafraîchissant. Ceux qui absorbent la lumière du soleil, comme le carbone noir (une partie de la suie), ont un effet réchauffant.
Les changements naturels de l'albédo, tels que la fonte de la glace de mer ou l'augmentation de la couverture nuageuse, ont contribué au changement climatique dans le passé, agissant souvent comme des rétroactions à d'autres processus. Les volcans ont joué un rôle notable dans le climat. Les particules volcaniques qui atteignent la haute atmosphère peuvent renvoyer suffisamment de lumière solaire vers l'espace pour refroidir la surface de la planète de quelques dixièmes de degré pendant plusieurs années. Les particules volcaniques issues d'une seule éruption ne produisent pas de changements à long terme car elles restent dans l'atmosphère beaucoup moins longtemps que les GES.
Les changements humains dans l'utilisation et la couverture des sols ont modifié l'albédo de la Terre. Des processus tels que la déforestation, le reboisement, la désertification et l'urbanisation contribuent souvent aux changements climatiques dans les lieux où ils se produisent. Ces effets peuvent être significatifs à l'échelle régionale, mais ils sont plus faibles lorsqu'on les calcule en moyenne sur l'ensemble du globe.
Consensus scientifique : le changement climatique mondial est réel
Le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) a été créé en 1988 par le Programme des Nations Unies pour l'environnement et l'Organisation météorologique mondiale. Il est chargé d'évaluer et de synthétiser les preuves scientifiques concernant le changement climatique mondial. Le GIEC utilise ces informations pour évaluer les impacts actuels et les risques futurs, en plus de fournir des évaluations aux décideurs politiques. Ces évaluations sont publiées environ tous les six ans. Le rapport le plus récent, la 5e évaluation, a été publié en 2013. Des centaines de scientifiques de premier plan du monde entier sont choisis pour rédiger ces rapports. Au cours de l'histoire du GIEC, ces scientifiques ont examiné des milliers d'études mises à la disposition du public et examinées par des pairs. Le consensus scientifique est clair : le changement climatique mondial est réel et les humains sont très probablement à l'origine de ce changement.
En outre, les principales agences scientifiques des États-Unis, notamment la National Aeronautics and Space Administration (NASA) et la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), s'accordent également à dire que le changement climatique se produit et que ce sont les humains qui en sont la cause. En 2010, le Conseil national de la recherche des États-Unis a conclu que « le changement climatique se produit, est très probablement causé par les activités humaines et pose des risques importants pour un large éventail de systèmes humains et naturels ». De nombreuses organisations scientifiques indépendantes ont publié des déclarations similaires, aux États-Unis et à l'étranger. Cela ne signifie pas nécessairement que tous les scientifiques sont d'accord sur chaque composante du problème du changement climatique, mais il existe un large consensus sur le fait que le changement climatique se produit et qu'il est principalement causé par l'excès de gaz à effet de serre provenant des activités humaines. Les critiques du changement climatique, motivés par une idéologie plutôt que par des preuves, tentent de suggérer au public qu'il n'existe aucun consensus scientifique sur le changement climatique mondial. Une telle affirmation est manifestement fausse.
État actuel du changement climatique mondial et changements futurs
Les concentrations de gaz à effet de serre dans l'atmosphère continueront d'augmenter à moins que les milliards de tonnes d'émissions anthropiques produites chaque année ne diminuent de manière significative. L'augmentation des concentrations devrait avoir les effets suivants :
- Augmenter la température moyenne de la Terre (figure\(\PageIndex{g}\)),
- Influencer les modèles et les quantités de précipitations,
- Réduire la couverture de glace et de neige, ainsi que le pergélisol,
- Augmenter le niveau de la mer (figure\(\PageIndex{h}\)),
- Augmente l'acidité des océans.
Figure\(\PageIndex{h}\) : Variation de la hauteur de la mer (mm) dans le temps. La hauteur de la mer a augmenté d'environ 3,3 millimètres par an en moyenne depuis 1993. Les données proviennent d'observations du niveau de la mer par satellite par le Goddard Space Flight Center de la NASA. Image de la NASA (domaine public).
Ces changements auront un impact sur notre approvisionnement alimentaire, nos ressources en eau, nos infrastructures, nos écosystèmes et même notre propre santé. L'ampleur et le rythme des changements climatiques futurs dépendront principalement des facteurs suivants :
- La vitesse à laquelle les niveaux de concentration de gaz à effet de serre dans l'atmosphère continuent d'augmenter,
- Dans quelle mesure les caractéristiques du climat (par exemple, la température, les précipitations et le niveau de la mer) réagissent à l'augmentation attendue des concentrations de gaz à effet de serre,
- Influences naturelles sur le climat (par exemple, activité volcanique et variations de l'intensité du soleil) et processus naturels au sein du système climatique (par exemple, modifications des modèles de circulation océanique).
Les émissions de GES passées et actuelles affecteront le climat dans un avenir lointain
De nombreux gaz à effet de serre restent dans l'atmosphère pendant de longues périodes. Par conséquent, même si les émissions cessaient d'augmenter, les concentrations de gaz à effet de serre dans l'atmosphère resteraient élevées pendant des centaines d'années. De plus, si nous stabilisions les concentrations et si la composition de l'atmosphère actuelle restait stable (ce qui nécessiterait une réduction spectaculaire des émissions actuelles de gaz à effet de serre), les températures de l'air de surface continueraient de se réchauffer. Cela est dû au fait que les océans, qui emmagasinent la chaleur, mettent de nombreuses décennies à répondre pleinement à des concentrations plus élevées de gaz à effet La réponse de l'océan à l'augmentation des concentrations de gaz à effet de serre et à la hausse des températures continuera d'influencer le climat au cours des prochaines décennies, voire des centaines d'années.
Changements de température futurs
Les modèles climatiques projettent les principaux changements liés à la température suivants :
- Les températures mondiales moyennes devraient augmenter de 2 °F à 11,5 °F d'ici 2100, en fonction du niveau des futures émissions de gaz à effet de serre et des résultats des différents modèles climatiques.
- D'ici 2100, la température moyenne de la planète devrait se réchauffer au moins deux fois plus qu'au cours des 100 dernières années.
- La température de l'air au niveau du sol devrait continuer à se réchauffer plus rapidement au-dessus des terres que des océans.
- Certaines régions du monde devraient connaître des augmentations de température plus importantes que la moyenne mondiale.
Précipitations et tempêtes à venir
Les régimes des précipitations et des tempêtes, y compris les précipitations et les chutes de neige, sont susceptibles de changer. Cependant, certains de ces changements sont moins certains que les changements associés à la température. Les projections indiquent que les changements futurs en matière de précipitations et de tempêtes varieront selon la saison et la région. Certaines régions peuvent avoir moins de précipitations, d'autres peuvent avoir plus de précipitations et d'autres peuvent connaître peu ou pas de changement. La quantité de pluie qui tombe lors de fortes précipitations est susceptible d'augmenter dans la plupart des régions, tandis que les trajectoires des tempêtes devraient se déplacer vers les pôles. Les modèles climatiques prévoient les changements suivants en matière de précipitations et de tempêtes :
- Les précipitations annuelles moyennes mondiales devraient augmenter d'ici la fin du siècle, bien que les variations de la quantité et de l'intensité des précipitations varient d'une région à l'autre.
- L'intensité des précipitations augmentera probablement en moyenne. Cela sera particulièrement prononcé dans les régions tropicales et aux latitudes élevées, qui devraient également connaître une augmentation globale des précipitations.
- La force des vents associés aux tempêtes tropicales est susceptible d'augmenter. La quantité de précipitations qui tombent lors des tempêtes tropicales est également susceptible d'augmenter.
- Les précipitations annuelles moyennes devraient augmenter dans certaines zones et diminuer dans d'autres.
L'avenir de la glace, du manteau neigeux et du pergélisol
La banquise arctique connaît déjà un déclin spectaculaire. La superficie couverte par la neige dans l'hémisphère nord a diminué depuis 1970. La température du pergélisol a augmenté au cours du siècle dernier, ce qui le rend plus vulnérable au dégel. Au cours du prochain siècle, on s'attend à ce que la glace de mer continue de diminuer, que les glaciers continuent de se rétrécir, que la couverture neigeuse continue de diminuer et que le pergélisol continue de dégeler.
Pour chaque réchauffement de 2 °F, les modèles prévoient une diminution d'environ 15 % de l'étendue de la glace de mer moyenne annuelle et une diminution de 25 % de la glace de mer arctique en septembre. Les zones côtières des calottes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique devraient continuer à fondre ou à glisser dans l'océan. Si le rythme de cette fonte des glaces augmente au 21e siècle, les calottes glaciaires pourraient contribuer de manière significative à l'élévation du niveau mondial de la mer. La taille des glaciers devrait continuer à diminuer. Le taux de fonte devrait continuer à augmenter, ce qui contribuera à l'élévation du niveau de la mer.
Changement futur du niveau de la mer
Le réchauffement des températures contribue à l'élévation du niveau de la mer en dilatant l'eau des océans, en faisant fondre les glaciers de montagne et les calottes glaciaires et en provoquant la fonte ou l'écoulement de certaines parties des calottes glaciaires du Groenland et de Depuis 1870, le niveau mondial de la mer a augmenté d'environ 8 pouces. Les estimations de l'élévation future du niveau de la mer varient selon les régions, mais le niveau mondial de la mer devrait augmenter plus rapidement au cours du prochain siècle qu'au cours des 50 dernières années. La contribution de la dilatation thermique, des calottes glaciaires et des petits glaciers à l'élévation du niveau de la mer est relativement bien étudiée, mais les impacts du changement climatique sur les calottes glaciaires sont moins connus et constituent un domaine de recherche actif. Il est donc plus difficile de prévoir dans quelle mesure les changements des calottes glaciaires contribueront à l'élévation du niveau de la mer. Les calottes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique pourraient contribuer à une élévation supplémentaire du niveau de la mer d'un pied, selon la réaction des calottes glaciaires.
Des facteurs régionaux et locaux influeront sur la future élévation relative du niveau de la mer sur des côtes spécifiques du monde entier (figure\(\PageIndex{i}\)). Par exemple, l'élévation relative du niveau de la mer dépend des changements d'altitude qui se produisent à la suite d'un affaissement (affaissement) ou d'un soulèvement (élévation), en plus de facteurs tels que les courants locaux, les vents, la salinité, la température de l'eau et la proximité de calottes glaciaires qui s'amincissent. En supposant que ces forces géologiques historiques se poursuivent, une élévation de 2 pieds du niveau mondial de la mer d'ici 2100 se traduirait par l'élévation relative suivante du niveau de la mer :
- 2,3 pieds à New York
- 2,9 pieds à Hampton Roads, en Virginie
- 3,5 pieds à Galveston, au Texas
- 1 pied à Neah Bay dans l'État de Washington
L'acidification future des océans
L'acidification des océans est le processus par lequel les eaux de l'océan diminuent en pH. Les océans deviennent plus acides à mesure que les émissions de dioxyde de carbone (CO 2) dans l'atmosphère se dissolvent dans l'océan. Ce changement est mesuré sur l'échelle du pH, les valeurs les plus faibles étant plus acides. Le pH des océans a diminué d'environ 0,1 unité de pH depuis l'ère préindustrielle, ce qui équivaut à une augmentation de 25 % de l'acidité. Le niveau de pH des océans devrait encore diminuer d'ici la fin du siècle, les concentrations de CO 2 devant augmenter dans un avenir prévisible. L'acidification des océans a des effets néfastes sur de nombreuses espèces marines, notamment le plancton, les mollusques, les crustacés et les coraux. À mesure que l'acidification des océans augmentera, la disponibilité du carbonate de calcium diminuera. Le carbonate de calcium est un élément constitutif essentiel des coquilles et des squelettes de nombreux organismes marins. Si les concentrations atmosphériques de CO 2 doublent, les taux de calcification des coraux devraient diminuer de plus de 30 %. Si les concentrations de CO 2 continuent d'augmenter au rythme actuel, les coraux pourraient devenir rares sur les récifs tropicaux et subtropicaux d'ici 2050.
Interactions incompatibles
Le changement climatique affecte également la phénologie, c'est-à-dire l'étude des effets des conditions climatiques sur le calendrier des événements périodiques du cycle de vie, tels que la floraison des plantes ou la migration des oiseaux. Des chercheurs ont montré que 385 espèces de plantes en Grande-Bretagne fleurissent 4,5 jours plus tôt que ce qui avait été enregistré au cours des 40 années précédentes. De plus, les espèces pollinisées par les insectes étaient plus susceptibles de fleurir plus tôt que les espèces pollinisées par le vent. L'impact des changements de date de floraison serait atténué si les insectes pollinisateurs émergeaient plus tôt. Ce décalage entre les plantes et les pollinisateurs pourrait avoir des effets néfastes sur l'écosystème car, pour survivre, les plantes pollinisées par les insectes doivent fleurir lorsque leurs pollinisateurs sont présents.
De même, les oiseaux migrateurs se fient à des indices de longueur du jour, qui ne sont pas influencés par le changement climatique. Leurs sources de nourriture pour insectes apparaissent toutefois plus tôt dans l'année en réponse à la hausse des températures. En conséquence, le changement climatique réduit la disponibilité de nourriture pour les espèces d'oiseaux migrateurs.
Propagation des maladies
Cette hausse des températures mondiales augmentera l'éventail des insectes porteurs de maladies ainsi que des virus et des parasites pathogènes qu'ils abritent. Ainsi, les maladies se propageront à de nouvelles régions du monde. Cette propagation a déjà été documentée avec la dengue, une maladie qui touche des centaines de millions de personnes par an, selon l'Organisation mondiale de la santé. Les températures plus froides limitent généralement la distribution de certaines espèces, comme les moustiques qui transmettent le paludisme, car les températures glaciales détruisent leurs œufs.
Non seulement l'aire de répartition de certains insectes pathogènes s'étendra, mais la hausse des températures accélérera également leur cycle de vie, ce qui leur permettra de se reproduire et de se multiplier plus rapidement, et peut-être de développer une résistance aux pesticides plus rapidement. Outre la dengue, d'autres maladies devraient se propager à de nouvelles régions du monde à mesure que le climat mondial se réchauffe. Il s'agit notamment du paludisme, de la fièvre jaune, du virus du Nil occidental, du virus Zika et du chikungunya.
Le changement climatique ne se contente pas d'accroître la propagation de maladies chez l'homme. La hausse des températures est associée à une mortalité accrue des amphibiens due à la chytridiomycose (voir Espèces envahissantes). De même, la hausse des températures a exacerbé les infestations de conifères, tels que les pins et les épinettes, par les scolytes.
Le changement climatique touche tout le monde
Nos vies sont liées au climat. Les sociétés humaines se sont adaptées au climat relativement stable dont nous jouissons depuis la dernière période glaciaire qui s'est terminée il y a plusieurs milliers d'années. Le réchauffement climatique entraînera des changements qui peuvent affecter notre approvisionnement en eau, l'agriculture, les systèmes d'énergie et de transport, l'environnement naturel et même notre propre santé et sécurité.
Le dioxyde de carbone peut rester dans l'atmosphère pendant près d'un siècle en moyenne, de sorte que la Terre continuera de se réchauffer au cours des prochaines décennies. Plus il fait chaud, plus le risque de changements majeurs du climat et du système de la Terre augmente. Bien qu'il soit difficile de prévoir les impacts exacts du changement climatique, il est clair que le climat auquel nous sommes habitués n'est plus un indicateur fiable de ce à quoi nous attendre à l'avenir.
Nous pouvons réduire les risques auxquels nous serons confrontés en raison du changement climatique. En faisant des choix qui réduisent la pollution par les gaz à effet de serre et en nous préparant aux changements déjà en cours, nous pouvons réduire les risques liés au changement climatique. Les décisions que nous prenons aujourd'hui façonneront le monde dans lequel vivront nos enfants et nos petits-enfants.
Vous pouvez prendre des mesures à la maison, sur la route et au bureau pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et les risques associés au changement climatique. Bon nombre de ces mesures peuvent vous faire économiser de l'argent. Certaines, comme la marche ou le vélo pour se rendre au travail, peuvent même améliorer votre santé ! Vous pouvez également vous impliquer au niveau local ou étatique pour soutenir l'efficacité énergétique, les programmes d'énergie propre ou d'autres programmes climatiques.
Lectures supplémentaires suggérées
Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat. 2013. 5e évaluation : résumé à l'intention des décideurs politiques.
NASA. 2018. Changements climatiques mondiaux : signes vitaux de la planète. Ce site Web de la NASA fournit une panoplie multimédia de contenus attrayants. Découvrez le changement climatique à l'aide des données collectées par les satellites de la NASA et plus encore.
Attribution
Modifié par Melissa Ha à partir des sources suivantes :
- Le climat et les effets du changement climatique mondial à partir de General Biology par OpenStax (sous licence CC-BY)
- Changement climatique à partir de Biologie environnementale par Matthew R. Fisher (sous licence CC-BY)
- Le cycle du carbone à partir de la biologie par John W. Kimball (sous licence CC-BY)