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L’eau en questions-réponses

2-L’eau et le changement climatique

Le climat s’est-il réchauffé en France au cours du XXe siècle ?

En France, la température moyenne a augmenté de 0,9° C entre 1901 et 2000, la température minimale de 1,2° C et la température maximale de 0,6° C. On observe une diminution de la différence entre la température maximale et la température minimale au cours de la journée.

L’augmentation de la température s’est accompagnée d’une accentuation des contrastes saisonniers, la saison chaude se réchauffant plus que la saison froide.

Augmentation de la température minimale (à gauche) et de la température maximale (à droite) entre 1901 et 2000 (Jean-Marc MOISSELIN, Michel SCHNEIDER, Claire CANELLAS, Olivier MESTRE. Les changements climatiques en France au XXe siècle. Étude des longues séries homogénéisées de données de température et de précipitations. La Météorologie, n° 38, août 2002. p. 50).

Toutefois, les fluctuations des températures d’une année sur l’autre sont beaucoup plus importantes que leur augmentation tout au long du XXe siècle. Par exemple, l’augmentation des températures a été d’environ 0,8° C en un siècle en Ile-de-France alors que la température moyenne annuelle peut varier de 2° C d’une année sur l’autre.

Evolution de 1873 à 2000 des températures moyennes annuelles (en °C) à Paris-Montsouris, en noir. La moyenne glissante sur 15 ans est en gris et la tendance 1901-2000 en traits discontinus (Jean-Marc MOISSELIN, Michel SCHNEIDER, Claire CANELLAS, Olivier MESTRE. Les changements climatiques en France au XXe siècle. Étude des longues séries homogénéisées de données de température et de précipitations. La Météorologie, n° 38, août 2002. p. 53).

Références

Les précipitations ont-elles augmenté en France au cours du XXe siècle ?

Entre 1901 et 2000, les précipitations ont augmenté dans la majeure partie de la France et légèrement diminué dans le Sud-Est (Cévennes, Bouches-du-Rhône). L’augmentation des précipitations résulte principalement de l’augmentation du nombre de jours pluvieux, et, dans une moindre mesure, de l’augmentation de la fréquence des fortes précipitations.

Evolution du volume des précipitations entre 1901 et 2000. Carte de gauche : volume annuel ; cartes de droite : volume saisonnier (Serge PLANTON, Michel DEQUE, Eric MARTIN. L’état des connaissances sur l’évolution du climat en France et quelques impacts hydrologiques. Météo-France, CNRM/GAME. Clamart, Colloque Hydroécologie, 16-17 octobre 2008..

L’augmentation moyenne des précipitations s’est accompagnée d’un renforcement des contrastes saisonniers. La longueur des périodes pluvieuses a augmenté au printemps et en automne (sauf dans les Cévennes) et la longueur des périodes de sécheresse a augmenté en été.

Toutefois, les fluctuations des précipitations d’une année sur l’autre sont beaucoup plus importantes que leur augmentation tout au long du XXe siècle. Par exemple, les précipitations ont augmenté d’environ 10 % en un siècle en Ile-de-France alors que le volume des précipitations peut varier du simple au double d’une année sur l’autre.

Evolution du volume annuel des précipitations (en millimètres) à Paris-Montsouris de 1873 à 2000 (en noir). La moyenne glissante sur quinze ans est en gris et la tendance 1901-2000 en traits discontinus (Jean-Marc MOISSELIN, Michel SCHNEIDER, Claire CANELLAS, Olivier MESTRE. Les changements climatiques en France au XXe siècle. Étude des longues séries homogénéisées de données de température et de précipitations. La Météorologie, n° 38, août 2002. p. 54).

Références

Comment peut-on prévoir l’évolution du climat au XXIe siècle ?

En gros, le climat résulte d’une part de l’humidité et de la température locale et, d’autre part, des écarts de température entre différentes zones géographiques (principalement entre l’équateur et les pôles). Les vents et les courants sont dus aux écarts de température.

Si on ne tient pas compte des mouvements de l’atmosphère, la température résulte localement d’un équilibre entre l’apport d’énergie par le rayonnement solaire et l’énergie perdue sous forme de rayonnements infrarouges (ils sont émis en direction de l’espace). Les pertes par rayonnements infrarouges diminuent lorsque la concentration des gaz à effet de serre augmente. L’augmentation de température qui en résulte est facile à calculer.

Mais ceci n’est qu’une première approximation. En réalité, l’augmentation de la température modifie de nombreux éléments, notamment la couverture nuageuse et les vents, qui agissent à leur tour sur la température. Des simplifications sont indispensables pour que le calcul reste possible. Les simplifications adoptées diffèrent selon les scientifiques (on dit qu’ils n’utilisent pas le même modèle). La qualité des simplifications est jugée sur la capacité à simuler l’évolution du climat entre le milieu du XIXe siècle et la fin du XXe. Les calculs sont ensuite réalisés pour différentes concentrations de gaz à effet de serre.

Les experts considèrent que les prédictions sont robustes lorsqu’elles sont retrouvées par tous les modèles et que les questions restent ouvertes lorsque les prédictions divergent. Les prédictions d’un modèle pris isolément n’ont pas beaucoup d’intérêt.

Références

Peut-on prévoir l’évolution du climat à l’échelle de la France ou d’une région ?

Oui. On utilise les logiciels de prévision météorologique de Météo-France en prenant comme valeurs de départs les projections des modèles de climat appliqués à l’échelle de la planète. Plusieurs techniques permettent de passer du niveau global au niveau local. Leurs mérites respectifs sont évalués en comparant les prédictions avec les valeurs observées au cours des dernières décennies.

Il est impossible de déterminer la probabilité des évènements extrêmes (ex : grandes tempêtes, inondations catastrophiques) car ils résultent d’une conjonction fortuite de phénomènes qui, pris isolément, ne présentent pas de gravité particulière.

Références

Le climat va-t-il se réchauffer au XXIe siècle à l’échelle de la planète ?

Oui, la température à la surface de la Terre augmentera au cours du XXIe siècle. Ceci est vrai dans tous les scénarios retenus pour les émissions de gaz à effet de serre.

Les experts calculent l’évolution du climat dans plusieurs scénarios. Les principaux sont les suivants : 1) les émissions de gaz à effet de serre continuent de croître au même rythme qu’actuellement jusqu’en 2100 (scénario A2) ; 2) les émissions de gaz à effet de serre continuent de croître au même rythme qu’actuellement jusqu’en 2050 puis décroissent (scénario A1B) ; 3) les émissions de gaz à effet de serre sont presque stabilisées dès l’année 2000, puis décroissent à partir de 2050 (scénario B1).

Quelques soient les modèles utilisés, les trois scénarios donnent les mêmes résultats pour les trente ou cinquante prochaines années. Ils ne deviennent clairement distincts que dans la seconde moitié du XXIe siècle.

Les lignes en traits pleins correspondent à l’estimation moyenne du réchauffement pour les scénarios A2, A1B et B1 (Changements climatiques 2007 – Les éléments scientifiques. Contribution du Groupe de travail I au Quatrième rapport d’évaluation du GIEC. Première édition 2007. ISBN 92-9169-121-6. p. 14). Les zones ombrées matérialisent la fourchette dans laquelle s’inscrira probablement la température. Les barres grises sur la droite représentent la dispersion des prédictions d’un modèle à l’autre pour 2100 (la ligne solide à l’intérieure de chaque barre correspond à la valeur la plus probable).

Références

La température va-t-elle augmenter en France au cours du XXIe siècle ?

Oui. Tous les modèles prédisent une augmentation de la température d’ici la fin du XXIe siècle.

Dans le scénario où les émissions de gaz à effet de serre continuent de croître au même rythme qu’actuellement jusqu’en 2050 puis décroissent (scénario A1B), l’augmentation est autour de 3° C sur la majeure partie de la France.

Changement saisonnier de température (en °C) sur l’Europe entre les périodes 2080/2099 et 1961/1990, donné par la moyenne de 21 modèles de changement climatique dans le scénario où les émissions de gaz à effet de serre continuent de croître au même rythme qu’actuellement jusqu’en 2050 puis décroissent (scénario A1B) (Julien BOE. Changement global et cycle hydrologique : Une étude de régionalisation sur la France. Thèse. Université de Toulouse III. 23 novembre 2007. p. 175). DJF : décembre, janvier, février ; MAM : mars, avril, mai ; JJA : juin, juillet, août ; SON : septembre, octobre, novembre. L’échelle des couleurs varie entre 0° C (bleu foncé) et 6° C (rouge).

La figure ci-dessous fait ressortir la dispersion des prédictions dans le cas d’une modélisation régionale (le bassin de la Seine dans le cas présent).

Evolution des moyennes annuelles de la température sur l’ensemble du bassin de la Seine entre 1950 et 2100 [83]. Pour les trois plages de dix-neuf ans indiquées en gris, centrées en 1990, 2055 et 2090, la ligne grise matérialise la moyenne des prédictions et les tirets leur écart-type.

  • OBS : valeurs observées ; 14 GIEC : moyenne de quatorze modèles de changement climatique ; ARPEGE : modèle de changement climatique de Météo-France ;
  • scénario A1B : les émissions de gaz à effet de serre continuent de croître au même rythme qu’actuellement jusqu’en 2050 puis décroissent ; A2 : les émissions de gaz à effet de serre continuent de croître au même rythme qu’actuellement jusqu’en 2100.

A l’échelle d’une localité, l’augmentation de la température estivale est masquée jusqu’au milieu du XXIe siècle par sa variabilité d’une année sur l’autre. Il faut aller au-delà des années 2070 pour que la tendance à l’augmentation apparaisse clairement malgré les fluctuations de la température estivale d’une année sur l’autre.

Températures moyennes d’été (°C) observées à Paris-Orly de 1960 à 2003 (croix bleues) et simulées (losanges rouges) entre 1960 et 2100 dans un scénario où les émissions de gaz à effet de serre continuent de croître jusqu’en 2100 (scénario A2) (modèle de changement climatique de Météo-France) (Michel DEQUE. Canicule et Modélisation du climat. IMFREX – Impact des changements anthropiques sur la fréquence des phénomènes extrêmes de vent de température et de précipitations. 2005..

Références

Les précipitations vont-elles augmenter en France au cours du XXIe siècle ?

Globalement, les modèles de changement climatique prédisent que les précipitations augmentent au nord de l’Europe et diminuent au sud. Mais la limite est mal définie et les prédictions sont contradictoires pour une partie de l’Europe (dont la France).

Il reste cependant que tous les modèles sont d’accord entre eux pour prédire que la majeure partie de la France connaîtra une diminution des pluies estivales pouvant atteindre 30 %. La faible augmentation des précipitations hivernales dans le nord de la France ne contrebalance pas la sécheresse estivale.

Changement saisonnier des précipitations sur l’Europe entre les périodes 2080/2099 et 1961/1990, donné par la moyenne de 21 modèles de changement climatique dans le scénario où les émissions de gaz à effet de serre continuent de croître au même rythme qu’actuellement jusqu’en 2050 puis décroissent (scénario A1B) (Julien BOE. Changement global et cycle hydrologique : Une étude de régionalisation sur la France. Thèse. Université de Toulouse III. 23 novembre 2007. p. 176). DJF : décembre, janvier, février ; MAM : mars, avril, mai ; JJA : juin, juillet, août ; SON : septembre, octobre, novembre. Les croix indiquent les zones où les modèles sont en désaccord sur le signe du changement. L’échelle des couleurs varie entre -0,5 et +0,5. Le changement est relatif et donc sans unité.

Bien qu’elle soit faible par rapport à la variabilité du volume des précipitations d’une année sur l’autre, la tendance à la diminution des précipitations annuelles est visible à l’échelle régionale (le bassin de la Seine dans le cas présent).

Evolution des moyennes annuelles des précipitations sur l’ensemble du bassin de la Seine entre 1950 et 2100 ([83]). Pour les trois plages de dix-neuf ans indiquées en gris, centrées en 1990, 2055 et 2090, la ligne grise matérialise la moyenne des prédictions et les tirets leur écart-type. mm/d : millimètre d’eau par jour.

  • OBS : valeurs observées ; 14 GIEC : moyenne de quatorze modèles de changement climatique ; ARPEGE : modèle de changement climatique de Météo-France.
  • scénario A1B : les émissions de gaz à effet de serre continuent de croître au même rythme qu’actuellement jusqu’en 2050 puis décroissent ; scénario A2 : les émissions de gaz à effet de serre continuent de croître au même rythme qu’actuellement jusqu’en 2100.

Références

Les pénuries d’eau vont-elles s’aggraver au XXIe siècle ?

Oui les pénuries d’eau vont s’aggraver au XXIe siècle.

Le débit de la plupart des cours d’eau va diminuer en été et en automne, la baisse pouvant atteindre 60 % par endroit (ex : Adour, Isère, Var). Il faut s’attendre à une augmentation du nombre de jours d’étiage (niveau le plus bas des cours d’eau). Cette diminution des débits est quasi-sûre car l’incertitude sur le volume des précipitations est petite devant l’augmentation de l’évaporation due au réchauffement. En revanche, on connaît mal l’ampleur de la diminution du débit car elle dépend du volume des précipitations.

Les modèles prévoient aussi une augmentation du débit en hiver dans le sud-est du pays et les Alpes à cause de la fonte des neiges. Les prévisions sont moins fiables pour les autres cours d’eau. Il est probable que les débits en hiver et au printemps restent à peu près au même niveau qu’au XXe siècle.

Les prédictions sont moins précises dans le cas des très forts débits (ceux qui provoquent les inondations). Il est probable qu’ils restent au même niveau qu’à la fin du XXe siècle, voire qu’ils augmentent dans certains cas (ex : Durance, Var).

Tous les modèles de changement climatique prédisent une diminution de l’humidité des sols agricoles dans toute la France, et cela quelle que soit la saison (à l’exception des altitudes élevées dans les Alpes en hiver et au printemps).

DJF
MAM
JJA
SON

Changements de l’humidité des sols entre les périodes 2046/2065 et 1970/1999 (Julien BOE. Changement global et cycle hydrologique : Une étude de régionalisation sur la France. Thèse. Université de Toulouse III. 23 novembre 2007. p. 232). Brun : diminution de l’humidité ; bleu : augmentation de l’humidité (l’intensité de la couleur est proportionnée à l’ampleur du changement). Ces prédictions sont la moyenne de vingt modèles de changement climatique dans le scénario où les émissions de gaz à effet de serre continuent de croître au même rythme qu’actuellement jusqu’en 2050 puis décroissent (scénario A1B). DJF : décembre, janvier, février ; MAM : mars, avril, mai ; JJA : juin, juillet, août ; SON : septembre, octobre, novembre.

Rédérences

La fréquence et l’intensité des évènements catastrophiques augmentent-elles ?

Il est impossible de répondre à cette question pour les inondations car elles surviennent de façon très irrégulière, même à l’échelle des siècles. De plus l’aménagement des fleuves, la réduction des prairies et le développement des surfaces imperméabilisées (bâtiments, parkings et routes) ont modifié la probabilité des crues. On peut toutefois noter que le nombre d’inondations en Europe a été très élevé à la fin du XXe siècle (plus de 100 inondations majeures entre 1998 et 2002). Elles ont été particulièrement fréquentes dans le sud de l’Allemagne, la Suisse, le sud-est de la France, l’est de la Hongrie et la Roumanie.

Le nombre et l’intensité des tempêtes sont au même niveau à la fin du XXe siècle qu’à la fin du XIXe siècle. En revanche, on a observé dans toute l’Europe une raréfaction pendant la première moitié du XXe siècle suivie d’une augmentation rapide de leur nombre et de leur intensité à partir des années 1960. Des fluctuations quasi-décennales de la fréquence et de l’intensité des tempêtes se superposent aux grandes variations observées à l’échelle du siècle.

Référence

vendredi 16 mars 2012, par Olivier Dargouge