climatologie - géologie et géophysique.

climatologie - géologie et géophysique. 1 PRÉSENTATION climatologie, science pluridisciplinaire chargée d'analyser les processus climatiques et leurs fluctuations passées, afin de prévoir les potentiels changements futurs. Contrairement à la météorologie qui étudie les variations du temps qu'il fait chaque jour à n'importe quel endroit sur la planète, la climatologie est une science qui s'intéresse aux variations du temps à plus long terme, généralement sur une durée d'environ 30 ans. Ainsi, la climatologie tend à observer, décrire, analyser, puis comprendre les phénomènes terrestres dans leur ensemble (processus, fluctuations) et sur l'ensemble de la planète. Cette analyse fine permet de modéliser les phénomènes dans le but de prédire les évènements futurs. Cette science est cruciale puisque les êtres vivants (dont l'homme) sont directement dépendants des conditions climatiques dans lesquelles ils vivent. Les études climatologiques se basent sur l'observation et l'estimation de nombreuses variables représentatives du temps moyen : l'intensité du rayonnement solaire, la température de l'air, les précipitations, la pression atmosphérique, l'humidité de l'air, la force et la direction des vents, les courants marins, etc. L'observation précise de l'ensemble de ces variables à chaque endroit du globe et à chaque instant représente une des principales difficultés de la climatologie. 2 UNE ÉTUDE SCIENTIFIQUE PLURIDISCIPLINAIRE La climatologie englobe l'ensemble des sciences nécessaires à la compréhension du climat, que ce soit pour la connaissance des climats passés (paléoclimats) à travers la paléoclimatologie, ou pour la prévision de son évolution future. La compréhension globale du fonctionnement de cette machine climatique requiert donc l'intervention de nombreux domaines scientifiques qui doivent cohabiter et croiser leurs connaissances en permanence. Cette pluridisciplinarité scientifique liée à la complexité de la machine climatique rend particulièrement difficile la compréhension globale du climat. Les différentes parties de la surface terrestre sont étudiées : la lithosphère, l'hydrosphère (partie superficielle recouverte par les eaux liquides), la cryosphère (partie superficielle recouverte par la glace), ainsi que la biosphère. Les principaux champs d'étude de la climatologie sont la quantification du rôle de notre astre solaire à travers l'intensité de son rayonnement et ses variations (astronomie), le rôle des calottes polaires et autres zones englacées (glaciologie), le fonctionnement et l'impact de la circulation océanique (océanographie) et atmosphérique (météorologie), le suivi du cycle de l'eau (hydrologie) et du cycle du carbone, etc. De plus, le climat étant fortement influencé par les activités humaines, la contribution des sciences humaines dans les recherches climatiques est devenue incontournable. Notamment, il est devenu essentiel de quantifier -- et de limiter -- les rejets atmosphériques anthropiques et de réfléchir à des solutions globales et durables à l'échelle de la planète, ce qui inclue la participation de tous les acteurs socio-économiques et des décideurs politiques. 3 MODÉLISATIONS ET SIMULATIONS CLIMATIQUES La compréhension des phénomènes climatiques prépondérants permet de modéliser les processus majeurs qui entrent en jeu dans la machine climatique. Les modélisations climatiques sont particulièrement difficiles à mettre en oeuvre étant donné le nombre impressionnant de phénomènes à modéliser, et cela sur l'ensemble de la planète. Concrètement, les modélisations numériques sont basées sur les lois de la physique, de la thermodynamique et de la mécanique. La résolution conjointe de ces équations permet de suivre l'évolution des principales variables caractéristiques de la planète. La rapidité de la résolution numérique dépend de la méthode de résolution des multiples équations mathématiques, mais aussi de la puissance de calcul des ordinateurs. Ces équations sont résolues en chaque point de grille, c'est-à-dire à des pas réguliers sur une grille représentant la surface du globe terrestre. Cette résolution horizontale (maille au niveau du sol) est généralement de plusieurs dizaines de kilomètres de côté. Au niveau de la surface, les types de sol et de végétation sont définis et paramétrés sur l'ensemble des continents. Les océans sont quant à eux caractérisés par leurs températures et leurs salinités. En chaque point de grille, l'atmosphère est découpée en différents niveaux verticaux (diverses couches), sur lesquels l'ensemble des variables atmosphériques (température, pression, vitesse et direction du vent) sont estimées. Chacune de ces variables est ainsi quantifiée et suivie dans tous ses mouvements, à des pas de temps régulier. Actuellement, les données de télédétection obtenues à partir de satellites permettent d'intégrer des informations spatialisées à des pas de temps relativement fins sur l'ensemble de la planète. Au final, la véracité des solutions trouvées dépend du choix des phénomènes physiques modélisés (paléoclimats), de leur description physique, du choix des représentations, ainsi que des conditions initiales. Les simulations effectuées en ce début de XXIe siècle, afin de prévoir les climats futurs, s'appuient sur les connaissances acquises par le passé. Cette science évolue donc continûment, en même temps que la progression des connaissances. En France, le modèle ARPEGE (Action de recherche petite échelle grande échelle) de Météo France permet de simuler le climat à partir de mailles de 20 km sur la France à 250 km aux antipodes. Les modèles actuels permettent de prédire de mieux en mieux les climats, même si cela reste toujours très difficile à l'échelle régionale compte tenu des nombreux phénomènes omis dans les simulations, du fait des hypothèses posées souvent trop simplistes. 4 CHANGEMENTS CLIMATIQUES : LES SCÉNARIOS ENVISAGÉS Le climat évolue normalement de manière extrêmement lente sur des périodes de plusieurs dizaines de milliers d'années, alternant des périodes glaciaires et interglaciaires. Ces modifications climatiques sont totalement naturelles. Cependant, cette évolution naturelle subit l'influence des activités humaines, en particulier depuis l'ère industrielle. En effet, les rejets de gaz à effet de serre anthropiques dans l'atmosphère contribuent à accentuer le phénomène d'effet de serre. Les climatologues, à travers des simulations climatiques, prédisent des changements climatiques rapides et intenses d'ici la fin du XXIe siècle. L'augmentation significative de la température moyenne à la surface terrestre devrait varier de 1,4 à 5,8 °C d'ici la fin du siècle actuel -- ce qui entraînerait notamment une élévation du niveau moyen des mers de 9 à 88 cm. Le rôle de la climatologie devient désormais crucial pour les hommes, puisque cette science prédit l'évolution future du climat de la planète, qui conditionne directement la vie sur Terre. Un collège de scientifiques, nommé Groupe intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), est chargé de recenser les connaissances sur les changements climatiques. Les décisions politiques internationales (Convention de Rio en 1992, protocole de Kyoto en 1997) s'appuient d'ailleurs sur les rapports de ces experts pour initier des réglementations afin de protéger la planète. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Tous droits réservés.