Les changements climatiques. Il l’a fait, souvent de façon spectaculaire, au cours des échelles de temps géologiques de la Terre, mesurées en centaines de milliers et en millions d’années. Certains de ces changements pourraient avoir provoqué un phénomène appelé Terre boule de neige, une période au cours de laquelle la planète entière a gelé. D’autres changements ont amené la planète dans la direction opposée.
Alors que la science s’améliore pour mesurer et déchiffrer les preuves de ces atmosphères du passé, les chercheurs découvrent que de grands épisodes climatiques sont liés à des événements d’extinction de masse, lorsqu’une grande partie de la vie sur Terre s’est éteinte.
Donc, si le climat change et a eu tendance à être drastique dans le passé, pourquoi le kerfuffle quand on parle de changement climatique, aujourd’hui ?
L’un des principaux points de discorde parmi les sceptiques restants, et le point sur lequel la plupart des climatologues s’accordent – ainsi que des scientifiques de nombreux autres domaines – est de savoir si les activités humaines sont les principaux moteurs du changement climatique rapide.
Ce qui a autrefois pris ces longues périodes géologiques pour faire fondre les glaciers ou transformer une forêt tropicale luxuriante en savane sèche se produit maintenant à l’échelle d’une vie humaine, voire plus rapidement.
Nous appelons cela le changement anthropique ou induit par l’homme.
Des chercheurs du Laboratoire national d’Argonne du Département américain de l’énergie (DOE) s’efforcent de régler les détails et de mieux comprendre le changement climatique.
Ils sont impliqués, par exemple, dans le profilage des changements quotidiens du vent, de la température et de l’humidité pour aider à des prévisions météorologiques précises. Ils ont développé des modèles révolutionnaires qui prédisent les futures conditions dangereuses, telles que les incendies de forêt, la sécheresse et les tempêtes tropicales. Et ils utilisent ces modèles pour aider les communautés à prendre de meilleures décisions sur la façon de localiser ou de soutenir les infrastructures essentielles nécessaires pour fournir de l’électricité, du gaz et des communications.
L’un de ces chercheurs est Scott Collis, un scientifique de l’atmosphère spécialisé dans les orages. Voix publique sur la question du changement climatique, Collis a tenté de rendre l’information scientifique accessible au public sur des émissions allant de PBS à Fox.
Il est facile de brosser un tableau plus large du changement climatique, suggère Collis, c’est dans les points les plus fins – les interactions des courants océaniques, de la chaleur et des nuages, par exemple – que les choses commencent à se compliquer. Mais cela ne signifie pas que les idées principales sont difficiles à comprendre.
Alors, décomposons-le.
Météo ou pas
Un bon point de départ consiste à définir la différence entre le temps et le climat, un point de friction commun à de nombreuses personnes.
Tour d’horizon vidéo de l’action d’Argonne pour lutter contre le changement climatique. Crédit : Laboratoire National d’Argonne
Vous entendrez peut-être quelqu’un dire qu’il fait plus froid qu’il ne devrait l’être à une certaine période de l’année, ou que nous obtenons plus de neige dans des endroits qui ne sont généralement pas connus pour la neige.
Pour certains, c’est la preuve que le changement climatique n’existe pas ou qu’il va à l’encontre de l’idée du réchauffement climatique. Mais ce n’est pas si simple.
Dans un clin d’œil à un ancien mentor d’Argonne, Collis a déclaré que le climat est ce que vous attendez, le temps est ce que vous obtenez.
Alors que le temps change tout le temps, sur le long terme, il y a des tendances constantes. Si vous vivez à ou autour de Chicago, par exemple, vous avez probablement connu plusieurs saisons en une journée (d’où la maxime, « si vous n’aimez pas le temps à Chicago, attendez 15 minutes »).
Pourtant, les habitants du Midwest s’attendent à ce que l’été soit le plus chaud en août, et janvier apportera presque toujours des températures froides, des vents violents et des routes glissantes.
Ce cycle répété et constant de temps sur une région donnée et sur une période de temps s’appelle le climat.
La National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) suit à la fois le temps et le climat. Tous les 10 ans, il publie des normales climatiques ou des observations météorologiques moyennes collectées à partir de stations météorologiques d’une région, d’un continent ou du globe.
Chaque rapport décennal est basé sur 30 ans d’observations météorologiques et aide les scientifiques à prédire à quoi pourraient ressembler les températures et autres conditions au cours des 10 prochaines années. Le rapport sur la normale climatique le plus récent inclut les deux décennies les plus chaudes jamais enregistrées, à l’échelle mondiale, de 2000 à 2019.
« La dernière normale climatique a montré non seulement une augmentation massive des températures, mais aussi des changements intéressants dans les précipitations », a déclaré Collis.
Ces changements dans les précipitations entraînent des tempêtes plus importantes et plus violentes – oui, même de la neige – et piquent l’intérêt de scientifiques comme Collis.
Voilà donc le temps et le climat. Maintenant, voici pourquoi les scientifiques appellent les événements actuels le changement climatique anthropique.
Comprendre la cause
Tout comme le climat est une accumulation de temps, le changement climatique est causé par la suraccumulation de certains gaz dans l’atmosphère.
L’augmentation des gaz à effet de serre dans l’atmosphère, comme le dioxyde de carbone et le méthane, produits par les transports et les processus industriels et agricoles, sont les principaux moteurs du changement climatique d’origine humaine ou anthropique. Crédit : NASA-JPL/Caltech
Certains de ces gaz, comme le dioxyde de carbone (CO2), sont importants pour capter le rayonnement infrarouge du soleil, qui peut nous nuire (coups de soleil et cancer de la peau) et empêcher notre planète de devenir trop froide. Mais trop peut provoquer un effet de serre qui emprisonne la chaleur dans l’atmosphère et commence vraiment à réchauffer les choses.
« Le dioxyde de carbone devient vraiment excité lorsqu’il est touché par un rayonnement infrarouge », a expliqué Collis. « Il absorbe cette énergie et la réémet. Mais au lieu de la renvoyer dans l’espace, il en renvoie une partie sur Terre. »
Collis a comparé cela à l’intérieur d’une voiture par une chaude journée. Les vitres d’une voiture agissent comme le CO2, laissant entrer le rayonnement visible, mais bloquant la chaleur qui tente de s’échapper ; nous le ressentons immédiatement lorsque nous montons dans une voiture dont les vitres ont été relevées par une chaude journée.
Notre planète devient ce véhicule, et les gaz que nous rejetons dans l’atmosphère en sont les coupables.
Comment savons-nous ça?
Il existe une corrélation directe entre les niveaux accrus de CO2 dans l’atmosphère et les augmentations de température actuelles. Les scientifiques datent ce lien du début de la révolution industrielle en Europe et aux États-Unis dans les années 1800, lorsque les sociétés ont été témoins de la conversion à grande échelle au charbon, un important contributeur de CO2, pour faire progresser la fabrication.
Les scientifiques établissent cette relation en utilisant des enregistrements météorologiques historiques et des mesures de CO2 tirées d’échantillons de carottes de glace et de sédiments océaniques, de cernes d’arbres et de récifs coralliens, qui capturent tous ces données remontant à 150 ans, dans certains cas, des millénaires.
D’après ces preuves, nous savons que les températures ont augmenté en même temps que les gaz à effet de serre. Et lorsque les humains ont commencé à enregistrer les changements dans leur environnement, que ce soit par le biais d’instruments scientifiques ou de photographies et de vidéos, nous avons commencé à observer les effets au fur et à mesure qu’ils se produisaient.
Le charbon est resté la principale source de production d’énergie jusqu’à l’arrivée d’une énergie nucléaire plus propre à la fin des années 1950 et l’utilisation lente mais croissante des énergies renouvelables depuis les années 1970. Mais les États-Unis et les pays du monde entier continuent de libérer d’énormes quantités de CO2 et d’autres gaz à effet de serre puissants, comme le méthane, provenant de nombreuses autres sources qui animent la vie telle que nous la connaissons.
Le transport, par exemple, représente plus d’un quart des émissions de CO2 émises aux États-Unis, tandis que la production d’électricité (charbon, pétrole et gaz) est responsable d’un peu moins. L’industrie représente environ 20 % et l’agriculture 10 %.
Mais les pratiques agricoles, l’élevage bovin en particulier, libèrent plus de méthane que toute autre forme d’industrie. Et tandis que le CO2 est plus abondant, le méthane est un gaz à effet de serre plus puissant. En fait, alors que les terres gelées depuis longtemps, ou les régions de pergélisol, près du cercle polaire arctique commencent à dégeler, les scientifiques s’inquiètent de la libération de grandes quantités de méthane stocké qui pourraient encore aggraver le problème.
Pour mieux comprendre la relation entre les humains, la libération de gaz à effet de serre et le changement climatique, les scientifiques utilisent les outils les plus récents et les plus performants à leur disposition. Par exemple, Collis mentionne l’Orbiting Carbon Observatory 2 de la NASA, un satellite qui suit la libération de CO2 à travers le monde, qu’elle provienne de sources naturelles ou humaines.
Les installations de recherche du monde entier utilisent également des simulations, ou des modèles, pour confirmer les idées sur le climat passé et les niveaux de CO2, et prédire les scénarios futurs.
« A Argonne, nous effectuons des simulations sur la température et le temps et nous obtenons une valeur, celle qui pourrait refléter l’ère préindustrielle », a décrit Collis. « Ensuite, nous ajoutons plus de CO2, la quantité que nous produisons, et obtenons une autre valeur. Et puis nous faisons des choses comme mettre d’énormes quantités de CO2 pour voir ce qui se passe. Et, oui, la science nous dit que c’est nous. »
Selon la page Web sur le climat de la NASA, la quantité de CO2 dans l’atmosphère actuelle, mesurée en parties par million (ppm), a presque doublé depuis 1850 – considérée comme préindustrielle – pour atteindre environ 415 ppm. « C’est plus que ce qui s’est produit naturellement sur une période de 20 000 ans (du dernier maximum glaciaire à 1850, lorsque le niveau est passé de 185 ppm à 280 ppm) », note le site.
Vous pouvez trouver plus de chiffres sur cette relation entre les gaz à effet de serre et la hausse des températures dans un certain nombre d’installations de recherche, mais l’argument le plus convaincant en faveur du changement climatique d’origine humaine est l’observation.
La chaleur record, la fréquence et la gravité accrues des tempêtes, la fonte des glaciers et l’élévation du niveau de la mer sont difficiles à ignorer.
Plus dures encore sont les sécheresses et les incendies de forêt qui sévissent non seulement dans l’ouest des États-Unis, mais aussi dans des régions aussi éloignées que la Sibérie, laissant des millions d’acres de terres stériles.
Certains pourraient encore affirmer que ce n’est que le cours naturel des choses, mais la recherche suggère le contraire. Un article dans la revue scientifique Nature ont rapporté que la chaleur record aux États-Unis et au Canada était 150 fois plus susceptible de se produire en raison du changement climatique que par pur hasard, et commencerait à se produire plus fréquemment à mesure que les températures augmenteraient.
Difficile d’ignorer les commentaires négatifs
À mesure que les températures augmentent et deviennent constantes au fil du temps, la Terre commence à développer ce qu’on appelle une boucle de rétroaction dans de nombreux systèmes écologiques différents.
Par exemple, la raison pour laquelle les scientifiques se soucient de la perte du manteau neigeux et de la couverture de glace dans des régions comme l’Antarctique et le Groenland est que le blanc de la glace réfléchit la chaleur vers le ciel, tandis que les eaux sombres qui les entourent l’absorbent.
Ainsi, la chaleur fait fondre la glace et la neige, ce qui en laisse moins pour réfléchir la chaleur. Cela ouvre de plus grandes zones de l’océan environnant pour absorber plus de chaleur, faisant fondre davantage les calottes glaciaires et gardant la chaleur piégée sur la planète.
En plus de la hausse des températures due à ce processus, l’autre préoccupation est la montée du niveau de la mer. La glace ne disparaît pas simplement; il augmente le volume des océans et modifie les marées, déplaçant les populations le long de côtes déjà précaires, de la Nouvelle-Orléans au Bangladesh.
Un autre effet, peut-être plus immédiatement perceptible, de la boucle de rétroaction est la survenue d’orages plus violents.
« Le gaz à effet de serre qui pourrait surprendre certains est la vapeur d’eau », s’exclame Collis. « Cela présente également des problèmes de rétroaction très intéressants. Pour simplifier une équation physique compliquée que nous utilisons, plus l’air est chaud, plus il y a de vapeur d’eau dans l’atmosphère. Cela conduit à des précipitations plus importantes et à des tempêtes et des ouragans plus importants. »
Comme preuve de ce phénomène, rappelons les inondations massives de 2021 dans certaines parties de l’Europe et de la Chine, dont beaucoup se sont produites dans des régions qui ne sont pas connues pour recevoir de fortes pluies.
« Nous obtenons ces types de cycles de rétroaction sévères parce que les choses ne se produisent pas sur des échelles de temps géologiques. Ils se produisent de plusieurs ordres de grandeur plus rapidement », a déclaré Collis. « Au lieu de s’adapter, nous obtenons la migration. Les endroits qui étaient autrefois cultivables ne le sont plus, les changements du niveau de la mer poussent les gens à sortir, les espèces recherchent des latitudes plus fraîches. Les choses se passent beaucoup trop rapidement pour que les espèces, les humains et les plantes s’adaptent. »
Malgré ces pressentiments, tout n’est pas sombre, tout comme Scrooge le reconnaît lors de la dernière de ses visites fantomatiques dans « A Christmas Carol »: « Mais si les cours sont écartés, les fins changeront. » Dans notre histoire, l’avenir sera décidé par ceux d’entre nous qui font des choix respectueux de l’environnement dans leur vie quotidienne ; par les gouvernements et les industries qui s’efforcent de réduire les émissions de gaz à effet de serre ; et par des institutions de recherche, comme Argonne, qui sont à la pointe des innovations pour une planète plus propre.