Quelle est l’échelle de temps pertinente pour étudier l’évolution actuelle du climat ?

La réponse de

Auteur Patrick Monfray

Patrick Monfray

Directeur de recherche au CNRS, Patrick J. Monfray a développé, dans les années 1990, la composante française du réseau de surveillance atmosphérique de CO2 de l’Organisation métérologique mondiale (OMM) et il a innové dans la modélisation climat-carbone. Co-fondateur du Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (LSCE) à Gif-sur-Yvette et du programme international IGBP/IMBER, Patrick Monfray a dirigé le Laboratoire d’études en géophysique et océanographie spatiales (LEGOS) à Toulouse et la division Océan-Atmosphère du CNRS/INSU. En 2010, il a rejoint l’Agence nationale de la recherche (ANR) pour superviser les programmes sur les changements environnementaux en lien avec la société. Il est co-président du Belmont Forum, groupe international de financement de programmes internationaux en environnement vers un développement soutenable.

Centre national de la recherche scientifique
Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat
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Cette question simple, a priori, nécessite de préciser tout d’abord ce que recouvre le mot « climat ». Le climat est souvent défini comme les caractéristiques (moyenne et variabilité) de l’environnement physique1 sur une certaine période de temps qui s'étend d’un mois à des milliers ou millions d'années.

L’imbrication des échelles de temps

En règle générale, on considère une période de 30 ans, à l’instar de l’Organisation météorologique mondiale (OMM). Ce choix est arbitraire mais il n’est pas anodin : il correspond globalement au temps nécessaire pour l’apprentissage et la transmission d’une génération humaine à l’autre. L’évolution du climat est alors un problème intergénérationnel qui pose un double défi à la société :

  • Le premier défi concerne la mémoire des événements extrêmes (tempête, grand froid, canicule, crue, glissement de terrain, etc.) qui n’arrivent qu’une fois par génération, ou moins, et face auxquels les infrastructures ou les modes de vie se révèlent souvent inadaptés.
  • Le second défi se rapporte à la responsabilité envers les générations à venir. Les activités humaines (émissions de gaz et d’aérosols, utilisation des terres et des ressources, etc.) affectent désormais le climat, notamment ses caractéristiques régionales et les événements extrêmes associés.

La confusion existe entre ces deux défis. Trop souvent l’occurrence d’un événement extrême est comprise comme la conséquence du changement climatique, alors qu’il peut s’agir d’événements intrinsèques à la variabilité du climat mais avec un temps de récurrence long et dont la mémoire n’est pas conservée. Il est donc primordial de déterminer si la fréquence et l’intensité de ces extrêmes varient à long terme. Quant à la prévisibilité à court terme des événements extrêmes, elle reste limitée par la dimension chaotique de l’émergence d’un événement donné.
Les longues séries météorologiques et les données historiques ou paléoclimatiques sont essentielles pour caractériser les fréquences de ces événements extrêmes (ex : crues centennales ou millénaires). Des méthodes statistiques sont aussi utilisées pour détecter les changements dans les caractéristiques du climat (état moyen et variabilité, y compris les événements extrêmes) et pour appréhender les causes de ces changements.

Dans une société post-industrielle où sont privilégiés des systèmes réactifs et une gouvernance à court terme, les demandes sociétales émergent désormais pour prévoir l’évolution du climat entre quelques années et 30 ans. Toutefois, ce domaine temporel constitue un défi pour la recherche, à la frontière entre le climat et la météorologie, car les jeux d’observations directes sont trop restreints pour appréhender les variabilités et les processus sous-jacents à l’œuvre.
Cette échelle intra- à inter-décennale nécessite également de prendre en compte l’état dynamique du système climatique et des différents facteurs qui influencent son évolution depuis plusieurs siècles, voire quelques millénaires : facteurs anthropiques (rejets de gaz à effet de serre et aérosols, évolution des paysages et de leurs fonctionnalités, etc.), mais aussi facteurs naturels (émissions volcaniques et activité solaire).

Aux échelles de temps encore plus courtes (quelques années à quelques mois), les enjeux sont encore plus importants pour le fonctionnement des sociétés. La recherche s’attache à décrire l’évolution d’événements particuliers (par exemple, l’événement dit « El Niño » en zone Pacifique équatoriale) en s’appuyant sur des ensembles de nombreuses simulations.

La notion de climat et de son évolution peut donc couvrir un large spectre temporel qui va de plusieurs années à plusieurs siècles ou millénaires.

Les enjeux sociétaux face aux changements climatiques

Le deuxième point important pour que la réponse à la question initiale soit précise concerne le mot « pertinent » : pertinent pour qui, pour quel groupe, pour quelle problématique ? Comme souvent en science, préciser la question c’est contribuer à y répondre. Plutôt que de présenter la multiplicité des cas possibles, nous avons choisi d’évoquer quatre exemples qui mettent en regard secteur socio-économique, problématique climatique, recherche et développement.

Agriculture et variabilités climatiques : mois-décennies

Le cycle saisonnier des ressources en eau est fortement modulé d’une année à l’autre. La prévisibilité saisonnière (recherche météorologique) constitue donc un enjeu majeur pour optimiser les dates de semences, de traitement et de récolte. Un changement répété du cycle imposera un changement d’espèces cultivées et de pratiques agricoles (recherche agronomique).

Tourisme hivernal et couverture neigeuse : années-décennies

Les principales stations françaises ont été construites dans les années 1960, anormalement froides. Depuis, elles doivent faire face au réchauffement des années 1980-2010 avec des canons à neige (développement technologique).

Irrigation et fonte des glaciers : décennies

La réduction des névés et des glaciers réduit le stockage saisonnier de l’eau en altitude, et donc le débit des rivières au printemps et en été. En aval, ce phénomène affecte les terres agricoles irriguées dans les zones arides, et il rend nécessaire l’évolution des pratiques et des infrastructures (stockage et optimisation de l’eau).

Urbanisme côtier et niveau de la mer : décennies-siècles

Si l’augmentation moyenne du niveau de la mer est encore faible (environ 3mm/an), les surcotes (1 ou 2 mètres), lors des tempêtes séculaires, peuvent préfigurer des situations décennales, voire annuelles, à la fin du xxie siècle, en raison de la fonte progressive du Groenland et de l’Antarctique de l’Ouest. La question de l’endiguement ou de la reconstruction en hauteur (droit civil, génie civil, bâtiments, etc.) se pose alors.

Les changements climatiques sur quelques années à quelques siècles recouvrent un large spectre d’enjeux pour les sociétés actuelles. Les adaptations à mettre en œuvre nécessitent une avancée imbriquée des recherches climatiques et des stratégies de développements socio-économiques. Sur ces enjeux de moyen et long termes, un dialogue renforcé est requis entre science et société, ainsi que des politiques dépassant la durée des mandats électoraux.

 

Notes

  • 1. L’environnement physique inclut l’atmosphère (température, pluies, vents), l’hydrosphère (salinité, hauteur de mer, courant), la cryosphère (épaisseur de neige, banquise, glace), les sols et la biosphère (albédo, rugosité, état hydrique).
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