Comprendre les conséquences du réchauffement climatique et les possibilités d'action

Un effort de recherche scientifique majeur est mené depuis quelques dizaines d’années pour élaborer un modèle robuste sur le changement climatique, ses causes et ses conséquences, et pour définir les actions qui peuvent être conduites pour y faire face.

En dehors des effets abiotiques, le réchauffement climatique a des impacts importants sur la biodiversité et la santé humaine :

par des effets directs sur les populations (effectifs, état sanitaire, répartition à la surface du globe) et sur leur évolution ;

par des effets indirects liés aux perturbations des écosystèmes naturels et agricoles (approvisionnement et régulation).

L’augmentation de la concentration en CO2 favorise la production de biomasse, mais des difficultés peuvent résulter de la faible disponibilité des terres agricoles suite à la désertification ou à la montée du niveau marin, à la diffusion de pathogènes, à l’évolution de la qualité des sols et des apports en eau).

Aux niveaux individuel et collectif, il convient de mener des recherches et d’entreprendre des actions :

en agissant par la réduction des émissions de gaz à effet de serre (les bénéfices et inconvénients de méthodes de stockage du carbone sont à l’étude) ;

en proposant des adaptations.

Il existe, dans différents pays, des plans d’action bâtis sur un consensus scientifique, dont l’objectif est de renforcer l’acquisition des connaissances, ainsi que l’évaluation éclairée et modulable des stratégies mises en place.

Projet : conséquences du réchauffement climatique et possibilités d'action

TP : dégazage du CO2

Chapitre : comprendre les conséquences du réchauffement climatique et les possibilités d'action

I - Les conséquences du réchauffement climatique

A – Les impacts du changement climatique sur les écosystèmes

Les suivis sur le long terme d’espèces marines et terrestres, les expérimentations ainsi que les projections simulées par les modèles robustes élaborés par les scientifiques montrent les impacts du changement climatique sur les écosystèmes.

1 – Exemple des récifs coralliens

À titre d’exemple, on peut citer le cas des récifs coralliens. L’augmentation de la température des océans engendre un stress qui provoque l’expulsion des algues microscopiques vivant en symbiose avec les coraux. Ce phénomène provoque le blanchiment des coraux et peut entraîner leur mort.

Or, les récifs coralliens sont des écosystèmes abritant une très grande biodiversité : de nombreux êtres vivants dépendent des coraux, qui constituent pour eux une niche écologique dans laquelle ils trouvent nourriture et abri. La mort des coraux suite au réchauffement climatique pourrait donc être à l’origine de la disparition de nombreuses espèces.

Cette perturbation des récifs coralliens pourrait également être un problème pour les populations humaines dépendant des services écosystémiques fournis par les récifs (nourriture et protection contre les vagues et l’élévation du niveau de la mer).

2 – Exemple des mangroves

Les mangroves, situées sur les littoraux tropicaux, sont directement menacées par le réchauffement climatique.

L’élévation du niveau de la mer provoque leur submersion progressive, et lorsque leur migration vers l’intérieur des terres est bloquée par l’urbanisation, elles disparaissent.

L’augmentation de la température de l’eau, la modification de la salinité et la fréquence accrue des tempêtes dégradent ces écosystèmes.

La disparition des mangroves entraîne la perte d’habitats pour de nombreuses espèces, une diminution de la protection naturelle des côtes contre l’érosion et les inondations, ainsi que la libération du carbone qu’elles stockaient, ce qui accentue encore le réchauffement climatique.

B – Les conséquences sur les activités humaines

1 – Sécurité alimentaire et ressources marines

Le réchauffement climatique pose également de nombreux problèmes pour la sécurité alimentaire des populations humaines.

Les rendements de la pêche pourraient fortement diminuer, principalement dans les eaux intertropicales. En effet, l’élévation de la température des océans provoque un déplacement des espèces marines vers des eaux plus profondes et vers des latitudes plus élevées.

De plus, la hausse de la température diminue la concentration de dioxygène dissous dans l’eau, rendant plus difficile la respiration des espèces marines et diminuant ainsi la taille des individus.

2 – Agriculture et production végétale

Les rendements de l’agriculture pourraient également fortement diminuer dans de nombreux pays.

Bien que l’augmentation de la concentration de CO2 favorise la photosynthèse et donc la production de biomasse, les végétaux cultivés pourraient souffrir de l’élévation de la température (provoquant une évaporation plus importante, modifiant le rythme de développement des végétaux…) et de la diminution dans certaines régions de la quantité de précipitations.

C – Les phénomènes climatiques extrêmes

On observe une augmentation de la fréquence des vagues de chaleur depuis 1947. Ces vagues de chaleur sont plus intenses, plus durables et plus sévères.

Les modèles révèlent que la fréquence ainsi que la sévérité de ces épisodes devraient augmenter si le forçage radiatif lié à l’effet de serre additionnel augmente (ex : 8,5 W·m⁻²).

La vague de chaleur du mois d’août 2003 s’est traduite par une augmentation très significative du nombre de décès : 15 000 morts en France et 70 000 en Europe.

D – L’élévation du niveau marin et les migrations climatiques

Des équipes de chercheurs différentes aboutissent à la même conclusion : le niveau marin s’est élevé d’environ 20 à 30 cm depuis 1900.

Les modèles simulant l’évolution du niveau marin aboutissent à l’idée que l’ampleur de l’élévation dépend du forçage radiatif.

Pour un forçage de 8,5 W·m⁻², l’élévation du niveau marin pourrait atteindre 1 mètre d’ici 2100.

Pour une élévation d’un mètre du niveau des océans, les lignes de rivage de nombreux pays (ex : Pays-Bas) seront profondément modifiées.

Cette modification des lignes de rivage obligera certaines populations à migrer.

Ces populations devant migrer acquièrent le statut de réfugiés climatiques (potentiellement 1 milliard d’individus en 2100).

E - Le changement climatique, les espèces invasives et les maladies vectorielles

Le changement climatique favorise également la propagation d’espèces invasives et l’expansion de maladies vectorielles.

L’augmentation des températures, la modification des régimes de précipitations et la perturbation des écosystèmes naturels permettent à certaines espèces animales, végétales ou microbiennes de coloniser de nouveaux territoires. Ces espèces invasives entrent souvent en compétition avec les espèces locales, perturbent les chaînes alimentaires et menacent la biodiversité.

Par exemple, certaines espèces d’insectes tropicaux, comme les moustiques Aedes aegypti et Aedes albopictus, vecteurs de maladies telles que la dengue, le chikungunya ou le virus Zika, étendent progressivement leur aire de répartition vers des zones tempérées, favorisées par des hivers plus doux.

De la même manière, des agents pathogènes responsables de maladies touchant les plantes cultivées ou les forêts se développent dans des régions auparavant trop froides pour eux.

Ces phénomènes ont des conséquences écologiques, sanitaires et économiques importantes : perte de biodiversité, augmentation des maladies émergentes et atteintes aux cultures et à la sécurité alimentaire.

II – Les stratégies d’atténuation du changement climatique

Les modèles simulant les impacts du changement climatique montrent de grandes différences d’impacts entre une élévation de la température mondiale de 1,5 °C et une élévation de 2 °C.

Afin de limiter le réchauffement à 1,5 °C, différentes stratégies d’atténuation sont proposées par la communauté scientifique.

L’atténuation regroupe les actions diminuant les émissions de gaz à effet de serre (GES) et les actions permettant le stockage du carbone (émissions nettes négatives).

A – Réduction des émissions de GES

Parmi les actions visant à réduire les émissions de GES, on peut citer :

• les actions individuelles : faire moins d’enfants, vivre sans voiture, ne pas prendre l’avion, consommer moins de viande, améliorer l’efficacité énergétique de son habitation…

• les actions collectives : diminuer l’utilisation des combustibles fossiles, développer le nucléaire et les énergies renouvelables…

Le plan national d’adaptation au changement climatique permet au niveau local d’orienter les politiques publiques afin de protéger les populations des phénomènes climatiques extrêmes, mais aussi d’améliorer la résilience des principaux secteurs de l’économie face aux changements climatiques.

B – Stockage du carbone

Parmi les méthodes ayant pour objectif de stocker du carbone, on peut citer :

• l’augmentation des puits de carbone naturels (par la lutte contre la déforestation, l’afforestation et la reforestation…) ;

• le développement de techniques industrielles de capture et de stockage du carbone (comme la bioénergie avec captage et stockage de carbone).

Ces différentes stratégies apportent des solutions d’atténuation mais soulèvent également de nombreuses questions concernant notamment leurs coûts, leurs conséquences pour l’environnement et leur acceptabilité par les populations humaines (développement du nucléaire, stockage géologique du carbone…).

III – Les stratégies d’adaptation

L’adaptation au changement climatique désigne les stratégies, initiatives et mesures visant à réduire la vulnérabilité des systèmes naturels et humains contre les effets du réchauffement climatique.

A – Les îlots de chaleur urbains

Les mesures de températures révèlent que les villes constituent des « îlots de chaleur ».

Lors de vagues de chaleur, ce phénomène augmente le risque pour les populations vivant dans les métropoles.

Des solutions permettant de limiter ce phénomène existent : plantations d’arbres, augmentations des surfaces végétalisées, création de points d’eau, utilisation de matériaux absorbant peu la chaleur afin de limiter l’utilisation des climatisations.

B – L’adaptation côtière

Le changement climatique s’accompagne d’une augmentation de l’élévation du niveau marin.

L’exemple des Pays-Bas révèle que des solutions permettent de gérer les conséquences de cette élévation.

Les rehaussements des digues ainsi que la mise en place de barrages amovibles permettent de protéger le territoire notamment lors des tempêtes.

Chapitre : comprendre les conséquences du réchauffement climatique et les possibilités d'action

I – Les conséquences du réchauffement climatique

A – Impacts sur les écosystèmes

Les suivis et modèles montrent que le réchauffement modifie profondément les écosystèmes.

1 – Récifs coralliens

Réchauffement → stress → expulsion des algues symbiotiques → blanchiment et mort des coraux.

Perte d’habitats → disparition d’espèces → baisse des services écosystémiques (pêche, protection côtière).

2 – Mangroves

Montée des eaux → submersion des mangroves.

Urbanisation empêche leur déplacement → disparition.

Perte de protection côtière, d’habitats et libération du carbone stocké → réchauffement aggravé.

B – Conséquences sur les activités humaines

1 – Ressources marines

Espèces migrent vers eaux profondes/froides.

O₂ dissous ↓ → respiration difficile → poissons plus petits → baisse des rendements de pêche.

2 – Agriculture

CO₂ ↑ → photosynthèse favorisée, mais :

chaleur excessive,

évaporation ↑,

sécheresses → rendements agricoles ↓.

C – Phénomènes climatiques extrêmes

Vagues de chaleur : + fréquentes, + longues, + fortes depuis 1947.

Exemple : canicule 2003 → 15 000 morts en France.

Les modèles prévoient aggravation si forçage radiatif augmente.

D – Élévation du niveau marin et migrations

+20 à 30 cm depuis 1900 → jusqu’à +1 m d’ici 2100 (scénario 8,5 W·m⁻²).

Recul du littoral, inondations → réfugiés climatiques (~1 milliard en 2100).

E – Espèces invasives et maladies vectorielles

Réchauffement → extension d’espèces tropicales (moustiques Aedes : dengue, Zika, chikungunya).

Nouvelles zones colonisées → perte de biodiversité, maladies, atteintes agricoles.

Conséquences : écologiques, sanitaires et économiques.

II – Les stratégies d’atténuation

A – Réduction des émissions de GES

Actions individuelles : moins de trajets, moins de viande, moins de consommation énergétique.

Actions collectives : énergies renouvelables, nucléaire, baisse des fossiles.

Objectif : limiter le réchauffement à +1,5 °C.

Plans nationaux → renforcer la résilience face aux événements extrêmes.

B – Stockage du carbone

Naturel : reforestation, lutte contre déforestation.

Industriel : captage et stockage du CO₂ (BECSC).

Limites : coûts, impacts environnementaux, acceptation sociale.

III – Les stratégies d’adaptation

A – Îlots de chaleur urbains

Villes = plus chaudes que zones rurales.

Solutions : végétation, points d’eau, matériaux clairs.

B – Adaptation côtière

Exemple : Pays-Bas → digues rehaussées, barrages amovibles → protection contre tempêtes et montée des eaux.

• Climatologue / Expert·e en modélisation climatique (Bac+8 minimum) : il étudie les variations passées, actuelles et futures du climat à l’aide de modèles numériques. En simulant différents scénarios d’émissions de gaz à effet de serre, il évalue leurs impacts sur les écosystèmes, les océans et les sociétés humaines, afin d’orienter les politiques d’atténuation et d’adaptation.

• Ingénieur·e en transition énergétique et développement durable (Bac+5 minimum) : il conçoit et met en œuvre des stratégies pour réduire les émissions de GES, améliorer l’efficacité énergétique et développer les énergies renouvelables. Il participe aussi à des projets de stockage du carbone ou d’aménagements urbains durables (végétalisation, écoquartiers, adaptation aux vagues de chaleur).

• Écologue / Chargé·e d’adaptation au changement climatique (Bac+5 à Bac+8 minimum) : il analyse les effets du réchauffement sur la biodiversité (récifs coralliens, mangroves, espèces invasives) et propose des plans d’action pour restaurer les milieux naturels, renforcer leur résilience et préserver les services écosystémiques dont dépendent les sociétés humaines.

Quiz de révision

• Certaines espèces pourraient-elles s’adapter rapidement à la vitesse du changement climatique actuel ?

• Les technologies de capture et de stockage du carbone sont-elles une solution durable ou une illusion technologique ?

• Faut-il compter sur la géo-ingénierie (ex : ensemencement des nuages, miroirs spatiaux, aérosols stratosphériques) pour limiter le réchauffement ?

• Jusqu’où les sociétés humaines peuvent-elles s’adapter à un réchauffement de +2 °C ou +3 °C ?

• Peut-on concilier croissance économique et réduction des émissions de gaz à effet de serre ?

• Les comportements individuels ont-ils encore un réel impact face à l’ampleur du changement climatique ?