Le climat désigne les conditions météorologiques générales d'une région sur le long terme , généralement moyennées sur 30 ans. Plus précisément, il s'agit de la moyenne et de la...
La paléoclimatologie est l'étude des climats anciens. Les paléoclimatologues cherchent à expliquer les variations climatiques sur l'ensemble de la Terre au cours de chaque période géologique , depuis la formation de la planète. Comme très peu d'observations directes du climat étaient disponibles avant le XIXe siècle, les paléoclimats sont déduits de variables indirectes . Celles-ci comprennent des indices non biotiques – tels que les sédiments lacustres et les carottes de glace – et des indices biotiques – tels que les cernes des arbres et les coraux. Les modèles climatiques sont des modélisations mathématiques des climats passés, présents et futurs. Les changements climatiques peuvent se produire sur des échelles de temps courtes ou longues en raison de divers facteurs. Le réchauffement récent est abordé sous l'angle du réchauffement climatique , qui entraîne une redistribution des espèces vivantes et du vivant . Par exemple, comme l’a écrit la climatologue Lesley Ann Hughes : « une variation de 3 °C [5 °F] de la température moyenne annuelle correspond à un déplacement des isothermes d’environ latitude en réponse aux changements des zones climatiques. »
grec ancien κλίμα, « inclinaison » ) est généralement défini comme la moyenne des conditions météorologiques sur une longue période. La période de moyenne standard est de 30 ans, mais d'autres périodes peuvent être utilisées selon l'objectif. Le climat inclut également des statistiques autres que la moyenne, telles que l'amplitude des variations quotidiennes ou interannuelles. La définition du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) de 2001 est la suivante :
« Au sens strict, le climat est généralement défini comme le « temps moyen », ou plus rigoureusement, comme la description statistique, en termes de moyenne et de variabilité, des grandeurs pertinentes sur une période allant de quelques mois à des milliers, voire des millions d’années. La période classique est de 30 ans, selon la définition de l’Organisation météorologique mondiale (OMM). Ces grandeurs sont le plus souvent des variables de surface telles que la température, les précipitations et le vent. Au sens large, le climat désigne l’état du système climatique, incluant sa description statistique. »
L’ Organisation météorologique mondiale (OMM) définit les « normales climatiques » comme des « points de référence utilisés par les climatologues pour comparer les tendances climatiques actuelles à celles du passé ou à ce qui est considéré comme typique. Une normale climatique est définie comme la moyenne arithmétique d’un élément climatique (par exemple, la température) sur une période de 30 ans. Cette période de 30 ans est utilisée car elle est suffisamment longue pour éliminer toute variation interannuelle ou anomalie telle que El Niño-Oscillation australe , mais aussi suffisamment courte pour mettre en évidence les tendances climatiques à long terme. »
L'OMM est issue de l' Organisation météorologique internationale , qui a créé une commission technique de climatologie en 1929. Lors de sa réunion de Wiesbaden en 1934 , cette commission a désigné la période de trente ans allant de 1901 à 1930 comme période de référence pour les normales climatiques. En 1982, l'OMM a décidé de mettre à jour les normales climatiques, lesquelles ont été établies à partir des données climatiques recueillies entre le 1er janvier 1961 et le 31 décembre 1990 Les normales climatiques 1961-1990 constituent la période de référence initiale. La prochaine série de normales climatiques publiée par l'OMM couvre la période 1991-2020 . Outre les variables atmosphériques les plus courantes (température de l'air, pression, précipitations et vent), d'autres variables telles que l'humidité, la visibilité, la nébulosité, le rayonnement solaire, la température du sol, le taux d'évaporation, le nombre de jours d'orage et le nombre de jours de grêle sont également collectées afin de mesurer l'évolution des conditions climatiques.
La différence entre climat et météo est bien résumée par l'adage : « Le climat, c'est ce qu'on attend ; la météo, c'est ce qu'on a. » Sur de longues périodes historiques , plusieurs variables quasi constantes déterminent le climat, notamment la latitude , l'altitude, la proportion de terres et d'eau, ainsi que la proximité des océans et des montagnes. Toutes ces variables ne changent que sur des millions d'années, en raison de processus tels que la tectonique des plaques . D'autres facteurs climatiques sont plus dynamiques : la circulation thermohaline de l'océan entraîne un réchauffement de 5 °C (9 °F) de l'Atlantique Nord par rapport aux autres bassins océaniques. D'autres courants océaniques redistribuent la chaleur entre les terres et les eaux à une échelle plus régionale. La densité et le type de couverture végétale influencent l'absorption de la chaleur solaire, la rétention d'eau et les précipitations à l'échelle régionale. Les variations de la quantité de gaz à effet de serre atmosphériques (en particulier le dioxyde de carbone et le méthane ) déterminent la quantité d'énergie solaire absorbée par la planète, ce qui conduit au réchauffement ou au refroidissement climatique . Les variables qui déterminent le climat sont nombreuses et les interactions complexes, mais il existe un consensus général sur le fait que les grandes lignes sont comprises, du moins en ce qui concerne les déterminants des changements climatiques historiques.
Les classifications climatiques sont des systèmes qui catégorisent les climats du monde. Une classification climatique peut être étroitement corrélée à une classification des biomes , car le climat influence fortement la vie dans une région. L'une des plus utilisées est la classification climatique de Köppen, développée initialement en 1899.
Il existe plusieurs façons de classer les climats en régimes similaires. À l'origine, dans la Grèce antique, le terme « climat » désignait les conditions météorologiques en fonction de la latitude d'un lieu. Les méthodes modernes de classification climatique se divisent en deux grandes catégories : les méthodes génétiques , qui s'intéressent aux causes du climat, et les méthodes empiriques , qui s'intéressent à ses effets. Parmi les classifications génétiques, on peut citer les méthodes basées sur la fréquence relative des différents types de masses d'air ou leur localisation au sein de perturbations météorologiques synoptiques . Les classifications empiriques comprennent, par exemple , les zones climatiques définies par la rusticité des plantes , l'évapotranspiration ou, plus généralement, la classification climatique de Köppen , initialement conçue pour identifier les climats associés à certains biomes . Un défaut fréquent de ces systèmes de classification est qu'ils produisent des frontières nettes entre les zones qu'ils définissent, au lieu de refléter la transition progressive des propriétés climatiques plus courante dans la nature.
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Paléoclimatologie
Terre . Elle utilise des données à différentes échelles de temps (de la décennie au millénaire) provenant des calottes glaciaires, des cernes des arbres, des sédiments, du pollen, des coraux et des roches pour déterminer l'état passé du climat. Elle met en évidence des périodes de stabilité et des périodes de changement et peut indiquer si ces changements suivent des schémas tels que des cycles réguliers.
Moderne
des thermomètres , des baromètres et des anémomètres . Les instruments utilisés pour étudier le climat à l'échelle de temps moderne, leur fréquence d'observation, leur marge d'erreur connue, leur environnement immédiat et leur exposition ont évolué au fil des ans ; il est donc essentiel d'en tenir compte pour étudier le climat des siècles passés. Les relevés climatiques modernes à long terme sont biaisés en faveur des centres urbains et des pays riches. Depuis les années 1960, le lancement de satellites permet de recueillir des données à l'échelle mondiale, y compris dans des zones peu ou pas habitées, comme l'Arctique et les océans.
variabilité climatique
phénomènes météorologiques extrêmes , etc.) « à toutes les échelles spatiales et temporelles, au-delà de celle des événements météorologiques individuels » . Une partie de cette variabilité ne semble pas avoir de cause systématique et survient de manière aléatoire. On parle alors de variabilité aléatoire ou de bruit . En revanche, la variabilité périodique se manifeste de façon relativement régulière et selon des modes de variabilité ou des schémas climatiques distincts
Au fil des ans, les définitions de la variabilité climatique et du terme connexe « changement climatique » ont évolué. Alors que le terme « changement climatique » implique désormais un changement à la fois durable et d’origine humaine, dans les années 1960, l’expression « changement climatique » désignait ce que nous appelons aujourd’hui la variabilité climatique, c’est-à-dire les incohérences et les anomalies climatiques.
changement climatique
Évolution de la température de l'air en surface au cours des 50 dernières années. Température observée par rapport à la moyenne de 1850-1900 utilisée par le GIEC comme référence préindustrielle. Le principal facteur d’augmentation des températures mondiales à l’ère industrielle est l’activité humaine, les forces naturelles contribuant à la variabilité. Terre , des forces externes (par exemple, des variations de l'intensité du rayonnement solaire) ou des activités humaines, comme cela a été récemment démontré. Les scientifiques ont identifié le déséquilibre énergétique de la Terre (DET) comme un indicateur fondamental de l'état du changement climatique global.
Dans l’usage récent, notamment dans le contexte des politiques environnementales , le terme « changement climatique » désigne souvent uniquement les modifications du climat actuel, y compris l’augmentation de la température moyenne à la surface, connue sous le nom de réchauffement climatique . Dans certains cas, le terme est également employé en présumant une cause humaine, comme dans la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques (CCNUCC). La CCNUCC utilise le terme « variabilité climatique » pour désigner les variations non causées par l’homme.
La Terre a connu des variations climatiques périodiques par le passé, dont quatre grandes périodes glaciaires . Celles-ci consistent en des périodes glaciaires, caractérisées par des températures plus basses que la normale, séparées par des périodes interglaciaires . L'accumulation de neige et de glace durant une période glaciaire augmente l' albédo de surface , réfléchissant davantage l'énergie solaire vers l'espace et maintenant une température atmosphérique plus basse. L'augmentation des gaz à effet de serre , notamment due à l'activité volcanique , peut accroître la température mondiale et engendrer une période interglaciaire. Parmi les causes possibles des périodes glaciaires figurent la position des continents , les variations de l'orbite terrestre, les variations du rayonnement solaire et le volcanisme. Cependant, ces variations climatiques d'origine naturelle se produisent à une échelle de temps beaucoup plus lente que le rythme actuel des changements climatiques, causés par les émissions de gaz à effet de serre liées aux activités humaines.
Selon le service Copernicus sur le changement climatique de l'UE, la température moyenne mondiale de l'air a dépassé 1,5°C de réchauffement au cours de la période allant de février 2023 à janvier 2024.
modèles climatiques
Les modèles climatiques utilisent des méthodes quantitatives pour simuler les interactions et le transfert d'énergie radiative entre l' atmosphère , surface terrestre et la glace , au moyen d'une série d'équations physiques. Ils servent à diverses fins, de l'étude de la dynamique du système météorologique et climatique aux projections climatiques futures. Tous les modèles climatiques équilibrent, ou presque, l'énergie entrant sur Terre sous forme de rayonnement électromagnétique à ondes courtes (y compris visible) avec l'énergie sortante de la Terre sous forme de rayonnement électromagnétique à ondes longues (infrarouge). Tout déséquilibre entraîne une modification de la température moyenne de la Terre.
Des modèles climatiques sont disponibles à différentes résolutions, allant de plus de 100 km à 1 km. Les modèles climatiques globaux à haute résolution nécessitent d'importantes ressources de calcul, ce qui explique le faible nombre de jeux de données globaux existants. Les modèles climatiques globaux peuvent être désagrégés dynamiquement ou statistiquement en modèles climatiques régionaux afin d'analyser les impacts du changement climatique à l'échelle locale. On peut citer comme exemples ICON ou les données désagrégées de manière mécaniste telles que CHELSA (Climatologies à haute résolution pour les surfaces terrestres de la Terre)
Ces dernières années, les applications les plus commentées de ces modèles ont concerné l'évaluation des conséquences de l'augmentation des gaz à effet de serre dans l'atmosphère, principalement le dioxyde de carbone (voir gaz à effet de serre ). Ces modèles prévoient une tendance à la hausse de la température moyenne mondiale à la surface , la hausse la plus rapide étant attendue aux hautes latitudes de l'hémisphère Nord.
Les modèles peuvent être relativement simples ou assez complexes. Les modèles simples de transfert de chaleur par rayonnement considèrent la Terre comme un point unique et calculent une énergie moyenne sortante. Cette énergie peut être étendue verticalement (comme dans les modèles radiatifs-convectifs) ou horizontalement. Enfin, les modèles climatiques globaux atmosphère-océan- glace de mer plus complexes (couplés) discrétisent et résolvent les équations complètes de transfert de masse et d'énergie ainsi que d'échange radiatif.
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