La FAQ bretonne du changement climatique

Alors que la météo est une description du temps qu’il fait au jour le jour, le climat est une description du temps météorologique sur le long terme, allant de quelques mois à des milliers (voire millions) d’années. Cette caractérisation se fait grâce à l’analyse statistique d’éléments définissant la météo, soit des paramètres météorologiques tels que la température, les précipitations, le vent, etc. La météo va ainsi nous dire qu’il va faire chaud, ou s’il va neiger dans les prochains jours ; le climat nous dira si les températures atteintes ou la quantité de neige tombée étaient exceptionnelles ou fréquentes.

L’analyse statistique du climat est basée sur des valeurs centrales (médiane, moyenne) et la variabilité (minimum, maximum, quantiles) des paramètres météorologiques sur une certaine période, en un endroit donné. Le climat est donc l’ensemble des probabilités d’observer une certaine météo. L’Organisation météorologique mondiale a établi que la période minimale pour définir un climat est de 30 ans.

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Les normales climatiques permettent ainsi de définir le climat moyen : c’est la moyenne d’une grandeur météo sur une période de 30 ans, ou autrement dit, la valeur qu'il est le plus probable d’observer durant cette période. Météo France met à jour les normales climatiques toutes les décennies. Les données météo disponibles permettent de calculer quatre normales climatiques : 1961-1990, 1971-2000, 1981-2010, 1991-2020.

Cet indicateur sert de point de référence sur deux niveaux :

• Comparer une grandeur d’une période précise (journée, mois, saison, année) à sa normale climatique, afin de savoir si la météo est « normale » cet été, cette année… La différence entre une valeur ponctuelle et une normale climatique est appelée anomalie climatique.
• Comparer différentes normales climatiques afin de voir si des tendances à long terme se dégagent. Si cette tendance est significative, on parle alors de changement climatique.

Les normales climatiques étant des moyennes sur de longues périodes, il existe des variabilités climatiques autour de cet état moyen du climat.

La variabilité interne du climat est la variation naturelle des grandeurs météorologiques autour de leur moyenne, qui reflète les fluctuations normales de la météo (on parle aussi de variabilité naturelle). Cette variabilité interne prend également en compte les événements extrêmes (canicules, sécheresse, etc.) dans le fait qu’ils ont lieu à une fréquence « normale », typique (une fois tous les cinq, dix, vingt ou cent ans). Dans cette variabilité interne, on identifie souvent la variabilité interannuelle, qui est le degré de variation, d’année en année, autour de la moyenne. Typiquement, le cumul de précipitations en Bretagne présente une forte variabilité interannuelle : ses valeurs sont très changeantes d’une année à l’autre.

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Statistiquement, le changement climatique est une modification de la distribution des paramètres météorologiques définissant le climat, qui persiste sur une longue période (des décennies et plus). En d’autres mots, si la probabilité d’observer une certaine météo se modifie au cours du temps, alors on parle de changement climatique. Ces évolutions du climat sont dues à l’influence de différents facteurs à des échelles temporelles et géographiques de grande ampleur (comme une éruption volcanique, les cycles solaires ou l’activité anthropique).

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Dans le langage courant, « le changement climatique » considère les changements attribués aux activités humaines. Tel que défini dans la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques, il s’agit d’une modification du climat due aux « activités humaines altérant la composition de l’atmosphère mondiale », qui vient « s’ajouter à la variabilité naturelle du climat ». Le sixième rapport (AR6) du GIEC pointe la responsabilité « sans équivoque » des activités humaines dans le changement climatique actuel.

Selon les derniers calculs du GIEC, la Terre s'est globalement réchauffée de 1,1°C depuis la période préindustrielle (1850-1900). Les activités humaines et leurs émissions de gaz à effet de serre ont eu un effet réchauffant (+ 1,5°C) qui a été en partie contrebalancé par les émissions de gaz refroidissants (- 0,4°C), comme le SO₂. Les facteurs climatiques naturels et la variabilité naturelle du climat ont eu un impact négligeable (entre - 0.3°C et + 0.3°C) par rapport à celui des activités humaines.

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Le GIEC, Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du Climat, est un organe scientifique de l’ONU, créé en 1988, spécialement dédié à l’évaluation de l’état des connaissances sur le changement climatique. Il ne produit donc aucune donnée ou étude nouvelle, ni ne fournit de recommandations. Ses experts synthétisent les connaissances sur les causes, les conséquences, et les moyens d’atténuer et de s’adapter au changement climatique.

Ce travail est réalisé via des cycles d’évaluation (qui durent entre cinq et sept ans) par trois groupes de travail, au terme desquels est publié un rapport d’évaluation, sous forme de trois volets :

• les principes physiques et écologiques du changement climatique (groupe I)
• les impacts, la vulnérabilité et l'adaptation au changement climatique (groupe II) 
• les moyens d'atténuer (mitigation) le changement climatique (groupe III)

Le cycle d’évaluation se clôture avec un rapport de synthèse du rapport d’évaluation, et un résumé à l’intention des décideurs. Si les rapports d’évaluation sont le fruit d’un consensus scientifique, le résumé à l’intention des décideurs est, lui, issu de compromis politiques. Ce document est négocié, phrase par phrase, et approuvé à l’unanimité par les représentants des 195 pays membres du GIEC. Il sert de base aux actions politiques à mener face au changement climatique.

Le GIEC publie également des rapports spéciaux sur des thématiques précises, ainsi que des lignes directrices concernant la méthodologie des inventaires nationaux de gaz à effet de serre.

Pour décrire le changement climatique qui a déjà eu lieu, les scientifiques s’appuient sur des observations climatiques. Ce sont des mesures issues de tout un réseau de stations météorologiques, qui fournissent des données qui sont ensuite validées et corrigées, si nécessaire, par des experts pour s’assurer de leur fiabilité.

La difficulté est d’obtenir des séries de mesures assez longues (plus de 30 ans) et continues. Des ruptures peuvent être causées par des guerres, des déplacements de stations météo, des tempêtes, etc. En Bretagne, ces séries longues sont rares, et spatialement peu homogènes car historiquement concentrées dans les ports maritimes, où ces données étaient essentielles pour la navigation.

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Il est possible de pallier le manque d’homogénéité des observations climatiques avec des modèles de réanalyse, qui vont assimiler ces observations et remplir les trous dans les séries de données par des simulations. Ces séries de données sont globales et uniformes, sans rupture dans le temps ou dans l’espace. Elles peuvent s’étaler sur plusieurs dizaines d’années, jusqu’à l’époque actuelle (avec quelques heures ou jours de latence), et sont projetées sur un maillage pouvant couvrir de grands territoires, jusqu’à la planète entière.
Par exemple, Météo France a produit SAFRAN, qui livre des données météorologiques journalières sur une maille de 8 x 8 km pour la France entière, sur une période remontant jusqu’à 1959.

A partir des données du climat passé sont calculées les normales climatiques, et l’analyse de leurs évolutions permet de dégager des tendances climatiques, avec un certain degré d’incertitude. Ces tendances sont considérées comme significative ou non selon l’importance de l’incertitude.

Cette incertitude peut être liée à la qualité et l’hétérogénéité spatiale et temporelle des données, mais aussi à leur variabilité intrinsèque. Pour reprendre l’exemple des précipitations bretonnes, leur variabilité interannuelle élevée agit comme un bruit de fond qui empêche, statistiquement, de dégager des tendances climatiques significatives.

Un modèle climatique est la simulation mathématique d’une planète B dont le climat est décrit par un certain nombre d’hypothèses et d’équations. On peut soit modéliser la planète dans son ensemble, dans ce cas on parle de modèle climatique global (GCM), soit choisir de modéliser le climat d’une zone climatique plus précise, avec un modèle climatique régional (RCM). Comme il va modéliser le climat sur une zone limitée, un RCM ne tourne jamais seul : il va intégrer des paramètres climatiques du GCM à ses frontières, afin de connecter cette zone limitée dans l’espace au climat qui l’entoure. On parle alors de couplage entre le modèle global et régional, et de forçage du modèle global sur le modèle régional. C’est de cette manière que sont modélisés les climats à l’échelle d’un continent.

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Ces modèles s’appliquent sur un maillage, c’est-à-dire un découpage géographique en carrés plus ou moins grands (un peu comme la résolution d’un écran). Les modèles globaux décrivent le climat sur des carrés de 150 km de côté, les couplages globaux-régionaux permettent d’aller jusqu’à une résolution de l’ordre de la dizaine de kilomètres. En Europe, les couples de modèles globaux et régionaux ont été définis dans le cadre du projet EUROCORDEX.

Pour avoir une échelle encore plus fine et décrire encore mieux le climat, on effectue des simulations du modèle régional pour le climat passé, en les corrigeant grâce aux observations climatiques réelles issues des stations. Différentes méthodes de correction de biais existent (exemple : Adamont, CDFt, R2D2).  

Les projections climatiques sont réalisées sur base de ces modèles climatiques, selon différents scénarios de concentrations de gaz à effet de serre dans l’atmosphère et de développements socio-économiques de nos sociétés.

Le réchauffement global de la planète, durant tout le XXIème siècle et au-delà, sera largement déterminé par les émissions cumulées de gaz à effet de serre. Les projections de notre climat futur doivent donc être réalisées à partir de trajectoires d’évolution d'émissions de gaz à effet de serre jusqu’à la fin du siècle. Nous mentionnerons ici ceux repris dans les deux derniers rapports (AR5 et AR6) : les RCP et les SSP.

Les RCP (pour Representative Concentration Pathway) sont des profils représentatifs d’évolution future des concentrations de GES. Ils sont illustratifs de quatre voies de développement différentes durant le XXIème siècle, en termes d’émissions de GES, de polluants atmosphériques et d’affectation des terres.

Ces RCP sont identifiés par des chiffres qui représentent le niveau de forçage radiatif approximatif atteint en 2100 (en watt/m²) selon le profil d’émissions de GES. Plus ce chiffre est élevé, plus l’effet de serre est important.

Ces RCP ont été remplacés par les SSP dans le 6ème rapport du GIEC, mais sont encore présents dans de nombreux documents liés au changement climatique.

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Les SSP (Shared Socio-economic Pathways) sont des narratifs de développement socio-économique : ils décrivent des évolutions alternatives de nos sociétés, issues de la combinaison de paramètres économiques, technologiques, démographiques et institutionnels.

Développés par la communauté scientifique, ces SSP sont utilisés pour définir des trajectoires d’émissions de gaz à effet de serre dans le 6ème rapport du GIEC. La force de cette approche est de pouvoir associer des « récits » de développements sociétaux à des futurs climatiques. A chaque SSP peuvent être associés différents profils d’émissions de GES, qui conduiront à un certain réchauffement. 

Parmi les nombreux scénarios possibles, le GIEC en a sélectionné cinq, qui couvrent l’étendue des futurs décrits dans la littérature scientifique, selon des facteurs anthropiques du changement climatique. Ils sont nommés SSPx-y, où x est le narratif socio-économique (numéroté de 1 à 5) qui a été utilisé pour développer la trajectoire d’émissions de GES, et y représente le réchauffement associé, via la valeur de l’augmentation du forçage radiatif en 2100.

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Trois scénarios RCP et SSP portent la même valeur de forçage radiatif :

• RCP2.6 et SSP1-2.6, considérés comme scénario optimiste
• RCP4.5 et SSP2-4.5, considérés comme scénario intermédiaire
• RCP8.5 et SSP5-8.5, considérés comme scénario pessimiste

Mais si ces scénarios sont équivalents en termes d’effet de serre atteint en 2100, ils diffèrent au niveau des hypothèses socio-économiques et de trajectoires d’émissions de GES. Les scénarios SSP sont donc similaires aux scénarios RCP, mais pas identiques.

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Les projections des différents paramètres météorologiques dans le futur se réalisent en alimentant les modèles climatiques avec les scénarios RCP ou SSP. Chaque modèle réagit différemment aux hypothèses socio-économiques, et aux trajectoires d’émissions de gaz à effet de serre associées aux scénarios.

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Les projections climatiques sont en fait les résultats donnés par un ensemble de modèles qui tournent en parallèle : c'est l'approche par ensemble multi-modèles. Cela permet de comparer les modèles entre eux, voir s’ils fournissent des projections plus ou moins similaires, et ainsi estimer l’incertitude liée à la modélisation, soit une incertitude due aux limitations techniques et scientifiques des modèles. 

Les projections climatiques sont généralement représentées par une valeur médiane, entourée d’une zone d’incertitude. La valeur médiane est la valeur pour laquelle 50 % des résultats sont supérieurs, et 50 % inférieurs. La zone d’incertitude correspond souvent à un intervalle contenant un certain pourcentage des modèles : on parle alors d’intervalle de confiance, qui va exclure les résultats des modèles les plus extrêmes, c’est-à-dire ceux qui livrent les valeurs les plus basses et les plus hautes. Un intervalle de confiance à 95 % va exclure les 2,5 % supérieurs et inférieurs ; un intervalle de confiance à 90 % va exclure les 5 % supérieurs et inférieurs, etc. La zone d’incertitude peut également comprendre tous les résultats des modèles, elle sera alors définie par les valeurs minimales et maximales.

Les résultats sont écrits en spécifiant la valeur médiane, et les valeurs minimales et maximales de l’intervalle de confiance.

La température moyenne en Bretagne augmentera de 2,89°C (2,69°C ; 3,20°C) en fin de siècle dans un scénario de + 4°C en France

Graphiquement, la valeur médiane est représentée par une ligne pleine, et la zone d’incertitude par la zone ombrée autour de cette ligne, comme sur cet exemple de graphe d’augmentation de la température moyenne annuelle en Bretagne, avec un intervalle de confiance de 66 %, par rapport à la période de référence 1976-2005, pour trois scénarios RCP. (ClimatHD, Météo France)

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Les projections climatiques sont exprimées par rapport à une période de référence, qui ne correspond pas forcément à l’époque actuelle. Lorsque les Accords de Paris parlent d’un réchauffement global de + 1,5°C, ou que la Trajectoire de référence de l'État pour l'adaptation au réchauffement climatique (TRACC) parle d’une France qui s’adapte à + 4°C, ça correspond à une augmentation par rapport à la période de référence de 1850-1900, dite période préindustrielle.

Pour les projections nationales et régionales, Météo France fournit actuellement des projections selon la période de référence 1976-2005.

 

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Cet écart assez important avec l’époque actuelle est dû au fait qu’il faut beaucoup de temps pour que les modèles climatiques globaux et régionaux fournissent des résultats validés. Les projections sont donc communiquées plusieurs années après le lancement des simulations.

Dans son sixième rapport, le GIEC utilise une approche par degré de réchauffement en plus des projections par horizons temporels. Au lieu de décrire des résultats pour une période de temps particulière (milieu et fin de siècle par exemple), ils sont présentés en fonction du moment où la planète aura atteint un certain degré de réchauffement, peu importe quand.

Le GIEC utilise le degré de réchauffement global, qui correspond à l'augmentation de température annuelle moyenne sur Terre depuis la période préindustrielle. Lorsque l'on consulte les projections du GIEC, disponibles sur son atlas interactif, il est important de tenir compte du fait que la France se réchauffe plus vite que la planète dans sa globalité, car elle est située sur un continent.

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Dans le cadre de l'élaboration de la troisième version de sa stratégie nationale à l'adaptation au changement climatique (PNACC3, 2024), l’État français a défini la Trajectoire de référence pour l’adaptation au changement climatique. La TRACC a pour rôle d'être un fil rouge pour toutes les actions d’adaptation sur le territoire français, dans l’objectif d’avancer de manière coordonnée.

Elle s'inspire de l'approche par degré de réchauffement du GIEC, en ajoutant des horizons temporels au degré de réchauffement. La TRACC demande ainsi aux territoires de s'adapter à une France à + 4°C en 2100. Sur des horizons temporels plus proches, cela correspond à une France à + 2°C en 2030, et à + 2,7°C en 2050. Cette trajectoire suppose la poursuite des politiques mondiales existantes, sans mesures additionnelles.

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