Le changement climatique a 150 ans

Le 30 septembre 2011 par Valéry Laramée de Tannenberg
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John Tyndall peut être considéré comme l'un des premiers climatologues.
John Tyndall peut être considéré comme l'un des premiers climatologues.

Dublin célèbre, ces jours-ci, le 150e anniversaire de la publication d’un article fondateur de la climatologie. L’occasion de revenir sur un siècle et demi d’avancées scientifiques en la matière.

Ce début d’automne est riche en célébrations d’anniversaires. Ces derniers jours, on a coup sur coup soufflé les 50 bougies du gâteau du WWF et du Centre interprofessionnel technique d’étude de la pollution atmosphérique (Citepa). Dix de plus que sur les cakes de Greenpeace et des Amis de la terre.
 
Il est un birthday, en revanche, qui est un peu passé à la trappe. Seuls les scientifiques irlandais ont, en effet, pensé à commémorer le 150e anniversaire –aujourd’hui 30 septembre- de la publication d’un très long article scientifique dont le contenu allait forger le socle de ce qui deviendra, par la suite, la base de la climatologie.
 
Le 30 septembre 1861, donc, un physicien irlandais du nom de John Tyndall publie dans The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, un papier au titre pas très glamour: «On the Absorption and Radiation of Heat by Gases and Vapours, and on the Physical Connexion of Radiation, Absorption and Conduction».
 
Dans son long papier, le physicien irlandais, qui a déjà attribué l’effet de serre à la vapeur d’eau et au dioxyde de carbone (CO2), estime que toute variation de la quantité de ces deux gaz produira des effets sur le climat. Il ne sera pas démenti.
Et surtout pas par Svante Arrhenius. Célébrissime chimiste suédois, prix Nobel en 1903, le professeur à l’université de Stockholm est un dilettante. Entre deux recherches sur la conductibilité des électrolytes, le futur directeur de l’Institut Nobel de chimie-physique s’acharne à expliquer le cycle des glaciations. Sa thèse est relativement simple: le climat varie en fonction de la concentration dans l’atmosphère «d’acide carbonique». Publiée en 1896, elle contient un calcul saisissant: en réduisant de moitié la concentration de CO2 dans l’atmosphère, la température moyenne régnant en Europe baisserait de 4 à 5°C.
 
En s’appuyant sur les travaux de son éminent collègue, un autre physicien suédois, Arvid Högbom, a l’idée d’évaluer la température moyenne globale pour le cas très saugrenu (à l’époque) où la concentration de gaz carbonique dans l’atmosphère viendrait à doubler. L’hypothèse semble délirante pour les contemporains du chercheur d’Uppsala. Tout comme ses résultats: un doublement du CO2 ferait grimper la température moyenne globale de 5 à 6°C. Un scénario toujours d’actualité pour le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (Giec).
 
Les travaux d’Arrhenius et de Högbom sont fréquemment décriés par nombre de scientifiques, et notamment par les géologues. L’un d’entre eux est pourtant séduit par la démarche des deux Scandinaves. Peu connu de ce côté-ci de l’Atlantique, Thomas Chrowder Chamberlin étudie les relations entre le climat et les variations de la teneur atmosphérique du dioxyde de carbone. Plus tard, il développe toute une théorie du changement climatique. Un phénomène, argue-t-il, qui est la résultante des actions combinées de l’atmosphère, des océans, des volcans, des forêts et de la géologie. Le futur président de l’Association américaine pour l’avancement de la science (AAAS) calcule aussi les stocks de carbone contenus dans l’atmosphère, les mers, les roches, les sols et les forêts, ouvrant ainsi la voie à une bonne connaissance du cycle du carbone.
 
La science n’appartient pas qu’aux scientifiques diplômés. Ingénieur, Guy Stewart Callendar a une marotte: la météorologie. En cette fin des années 1930, une question tenace taraude météorologues et autres physiciens de l’atmosphère: le climat ne se réchaufferait-il pas? Callendar se prend au jeu. Des années durant, il collecte les courbes de température réalisées par 200 stations de mesure du monde entier. Leur examen est sans appel: la température moyenne globale a progressé de 0,5°C depuis le début du siècle. Spécialiste des machines à vapeur, Callendar reconstitue le volume de CO2 émis «dans l’air libre» par les activités industrielles. Résultat: la concentration de CO2 atmosphérique a crû de 6% entre 1900 et 1936. Le lien entre accroissement de la teneur en carbone anthropique et augmentation de la température est fait.
 
Avec la fin du second conflit mondial, les recherches reprennent. Gilbert Plass fait ainsi plusieurs découvertes fondamentales. Le physicien canadien annonce que le pouvoir de réchauffement du dioxyde de carbone est supérieur à celui de la vapeur d’eau. Ses calculs montrent qu’un doublement de la concentration du gaz carbonique ferait monter la température moyenne globale de 3,6°C. Tout aussi inquiétant, l’océan ne peut absorber qu’une partie du CO2 anthropique. L’essentiel ira donc enrichir l’atmosphère. Last but not least, le professeur de la Texas A&M University estime que la combustion de tous les «fossiles» à notre disposition (charbon, pétrole, gaz naturel) ferait bondir le thermomètre planétaire de 7°C.
 
L’inquiétude gagne le corps scientifique. En 1957, Roger Revelle estime qu’en émettant des volumes considérables de gaz carbonique, nous réalisons une «gigantesque expérience de géophysique». L’océanographe américain préconise de suivre l’évolution de la teneur en dioxyde de carbone dans l’atmosphère. Le futur professeur de physique d’Al Gore est entendu. Propriété de l’US Weather Bureau, l’observatoire de Mauna Loa est tout désigné pour cette tâche. Bâti sur un volcan de l’archipel d’Hawaï, le site bénéficie d’une atmosphère d’une exceptionnelle pureté. Il est équipé, dès 1957, de spectromètres à infrarouge pour mesurer le CO2 atmosphérique. Le bébé est confié à Charles Keeling, qui restera le premier scientifique à avoir consacré sa carrière à mesurer l’évolution du dioxyde de carbone.
 
Ce travail ne passionne pas les médias. Sanction immédiate: la National Science Foundation (NSF) tire les cordons de la bourse. Qu’à cela ne tienne. Courbes en main, Charles Keeling présente ses premiers résultats. Ils sont plus qu’inquiétants: la teneur en gaz carbonique progresse de 1,5 à 2 parties par million (ppm) par an. Son mentor, Roger Revelle, prend le relais. En 1965, l’ancien patron de la SIO fait partie du Comité consultatif des sciences du président américain. Un aréopage auquel Lyndon Johnson demande d’établir un bilan de la qualité de l’environnement aux Etats-Unis. Rendu public au mois de novembre, Restoring the Quality of our Environment est l’un des tout premiers documents officiels américains à faire état de la menace climatique. Sur ses 300 pages, l’étude en consacre une vingtaine à l’Atmospheric Carbon Dioxide. En partie rédigé par Charles Keeling, ce chapitre rappelle «qu’au début de la décennie, la quantité de CO2 dans l’air était de 7% supérieure à celle du milieu du siècle dernier». Et le rythme s’accélère. «Si le rythme d’émission reste comparable à celui de 1959, le total du CO2 injecté dans l’atmosphère sera, en l’an 2000, de 28% supérieur à ce qu’il était en 1950.»
 
Sans équivoque, la montée du thermomètre est annoncée: de 0,6 à 4°C pour un accroissement d’un quart de la concentration en gaz carbonique. Ce réchauffement pourrait provoquer la fonte des glaces de l’Antarctique en un millier d’années. Avec, comme inévitable conséquence la montée du niveau des mers: 3 mètres tous les 10 ans. L’acidification des eaux est également pointée du doigt. Mais selon les auteurs, «elle n’aura pas d’effet significatif sur la plupart des plantes». A contrario, dans les zones où le sol est riche et bien irrigué, la photosynthèse devrait connaître un boom sans précédent. Malgré ce bilan en demi-teintes, les océanographes cherchent à attirer l’attention: «Les changements climatiques qui résulteraient de l’accroissement de CO2 pourraient être néfastes pour l’Humanité», écrivent-ils.
 
Pour une fois, un rapport a une suite. Le ministère américain des transports lance un grand programme d’évaluation des effets météorologiques, écologiques, sociaux, économiques et agricoles des changements climatiques anthropiques.
En 1968, l’Organisation météorologique mondiale (OMM) et le Conseil international pour la science (CIS) lancent de concert le programme de recherche sur l’atmosphère globale (Garp). Durant l’été 1974, 40 navires océanographiques de 20 nations, 12 avions et un satellite, lancé pour l’occasion, auscultent sous toutes ses coutures la partie tropicale de l’Atlantique. Les conclusions sont inquiétantes. En 1974, le secrétaire général de l’OMM souligne, au cours la première conférence mondiale sur l’alimentation, que de nombreux résultats «font état de possibles impacts des changements climatiques sur la production mondiale de nourriture et d’autres activités humaines». Le 15 juillet 1977, la Une du New York Times est barrée d’un titre évocateur: «Les scientifiques craignent que l’utilisation massive de charbon puisse nuire au climat».
 
Les conférences internationales se succèdent. En 1978, les scientifiques présentent, à Vienne, les résultats actualisés du Garp. En février 1979, l’OMM convoque, à Genève, la première Conférence mondiale sur le climat. Cent experts exhortent les Nations à prendre la mesure «de l’influence omniprésente du climat sur les activités humaines». Les chercheurs les incitent aussi «à prévoir et prévenir les changements climatiques qui seraient dus à l’activité de l’homme et dont les effets seraient néfastes pour le bien-être de l’humanité».
 
Les données sont suffisantes pour que les scientifiques se décident à donner de la voix. A l’invitation de Mostapha Tolba, le directeur exécutif du Programme des Nations unies pour l’environnement (Pnue), des climatologues de 29 nations font le point, en octobre 1985. Encore aujourd’hui, les conclusions de cette conférence de Villach (Autriche) sont historiques. Les climatologues affirment que les activités humaines sont responsables d’une hausse de la concentration dans l’atmosphère de CO2 et d’autres gaz à effet de serre (GES). Ce changement dans la composition de l’atmosphère donnera un coup de chaud à la température moyenne globale, de l’ordre de 1,5 à 4,5°C en cas de doublement de la teneur en dioxyde de carbone. Cet échauffement provoquera une montée du niveau des mers estimée entre 20 et 140 centimètres.
 
La déclaration de Villach fait grand bruit. Ses principaux points sont repris par la Commission Brundtland, chargée par l’ONU de plancher sur le développement durable. Dans son rapport, publié en mars 1987, l’aréopage appelle les Etats du monde à coordonner leurs efforts pour mettre en œuvre des stratégies d’adaptation et de réduction des émissions de GES.
En mai 1987, le comité exécutif de l’OMM se rapproche du Pnue. But des discussions: concevoir un dispositif permettant de diffuser régulièrement l’état des connaissances climatiques. Originalité de ce système de veille: le système d’évaluation scientifique sera placé sous la tutelle des gouvernements. Le Giec est né.
 
Depuis sa naissance, le Giec a produit, notamment, 4 rapports d’évaluation (et de nombreuses autres publications techniques) dont les conclusions n’ont jamais démenti les découvertes des pionniers de la climatologie.


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