Le changement climatique
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Le changement climatique est la variation de la Terre globale de climat ou dans les climats régionaux au fil du temps. Il implique des changements dans la variabilité ou état moyen de l'atmosphère au-dessus des durées allant de quelques décennies à des millions d'années. Ces changements peuvent être causés par des processus dynamique sur Terre, forces externes, y compris les variations de l'intensité de la lumière du soleil, et plus récemment par les activités humaines.
Dans l'utilisation récente, en particulier dans le contexte de la politique environnementale, le terme «changement climatique» se réfère souvent aux changements climatiques moderne (voir le réchauffement climatique ). Pour plus d'informations sur les mesures de température sur diverses périodes, et les sources de données disponibles, voir enregistrement de la température. Pour l'attribution du changement climatique au cours du siècle, voir l'attribution des changements climatiques récents .
facteurs de changement climatique
Les changements climatiques reflètent les variations dans l'atmosphère de la Terre, processus dans d'autres parties de la Terre comme les océans et calottes glaciaires, et les effets de l'activité humaine. Les facteurs externes qui peuvent façonner climatique sont souvent appelés forçages climatiques et comprennent des processus tels que les variations dans le rayonnement solaire , de la Terre orbite, et gaz à effet de serre concentrations.
Variations dans le climat de la Terre
Météo est l'état de l'atmosphère au jour le jour, et ce est un non linéaire chaotique système dynamique. D'autre part, le climat - l'état moyen de l'atmosphère - est assez stable et prévisible. Climat comprend la température moyenne, la quantité de précipitations, les jours de soleil, et d'autres variables qui pourraient être mesurée à un site donné. Cependant, il ya aussi des changements au sein de l'environnement de la Terre qui peuvent affecter le climat.
Glaciation
Les glaciers sont reconnus comme étant parmi les indicateurs les plus sensibles de climat changement, progresser sensiblement au cours refroidissement du climat (par exemple, le Petit Âge glaciaire ) et de recul au cours du réchauffement climatique sur des échelles de temps modérés. Les glaciers se développent et l'effondrement, à la fois contribuer à la variabilité naturelle et amplifier grandement changements forcés à l'extérieur. Pour la dernière siècle, cependant, les glaciers ont été incapables de se régénérer assez la glace pendant les hivers pour compenser la glace perdue pendant les mois d'été (voir le recul des glaciers ).
Les processus climatiques les plus importants des dernières années plusieurs millions sont le glacial et cycles interglaciaires de la présente ère glaciaire . Bien que marqué par des variations orbitales , les réponses internes impliquant calottes glaciaires continentales et 130 m changement de niveau de la mer ont certainement joué un rôle clé dans la décision quelle réponse climatique serait observée dans la plupart des régions. D'autres changements, y compris Événements de Heinrich, Événements Dansgaard-Oeschger et le Dryas récent montrent le potentiel des variations glaciaires d'influencer le climat, même en l'absence de changements d'orbite spécifiques.
La variabilité de l'océan
Sur l'échelle des décennies, les changements climatiques peuvent également résulter de l'interaction de l'atmosphère et des océans. Beaucoup de fluctuations climatiques - y compris non seulement l' oscillation australe El Niño (le plus connu) mais aussi la Oscillation décennale du Pacifique, l' oscillation nord-atlantique , et de la Oscillation Arctique - doivent leur existence au moins en partie à différentes façons que la chaleur peut être stocké dans les océans et se déplacent entre les différents réservoirs. Sur des échelles de temps plus processus océaniques tels que circulation thermohaline jouent un rôle clé dans la redistribution de la chaleur, et peut considérablement affecter le climat.
La mémoire du climat
Plus généralement, la plupart des formes de la variabilité interne du système climatique peuvent être reconnues comme une forme de hystérésis, ce qui signifie que l'état actuel du climat reflète non seulement les entrées, mais aussi l'histoire de la façon dont il est arrivé là. Par exemple, une décennie de conditions sèches peut provoquer lacs à rétrécir, à se tarir plaines et les déserts se développer. À leur tour, ces conditions peuvent conduire à moins de précipitations dans les années suivantes. En bref, le changement climatique peut être un processus auto-entretenu parce que les différents aspects de l'environnement répondent à des rythmes différents et de différentes manières aux fluctuations qui se produisent inévitablement.
Facteurs non climatiques de conduite du changement climatique
gaz à effet de serre
Les études actuelles indiquent que forçage radiatif par les gaz à effet de serre est la principale cause du réchauffement climatique. gaz à effet de serre sont également importants dans la compréhension de l'histoire du climat de la Terre. Selon ces études, l' effet de serre , qui est le réchauffement produite sous forme de chaleur à effet de serre de piège, joue un rôle clé dans la régulation de la température de la Terre.
Au cours des 600 derniers millions d'années, dioxyde de carbone concentrations ont varié de peut-être> 5000 ppm à moins de 200 ppm, en raison principalement de l'effet des processus géologiques et des innovations biologiques. Il a été soutenu par Veizer et al., 1999, que les variations des concentrations de gaz à effet de serre de plus de dizaines de millions d'années ne ont pas été bien corrélée au changement climatique, la tectonique des plaques peut-être jouer un rôle plus dominant. Plus récemment Royer et al. ont utilisé le CO 2 -Climat corrélation pour calculer une valeur pour le la sensibilité du climat. Il ya plusieurs exemples de changements rapides dans les concentrations de GES dans l' atmosphère de la Terre qui ne semble corréler au réchauffement forte, y compris le Paléocène Eocène maximum thermique, le Événement d'extinction du Permien-Trias, et la fin de la Varangian Terre boule de neige événement.
Au cours de l'ère moderne, la hausse naturellement dioxyde de carbone niveaux sont impliqués en tant que principale cause de réchauffement de la planète depuis 1950. Selon le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), 2007, la concentration atmosphérique de CO 2 en 2005 était de 379 par rapport à ppm³ les niveaux pré-industriels de 280 ppm³. Thermodynamique et Le principe de Le Chatelier expliquer les caractéristiques de l'équilibre dynamique d'un gaz en solution tels que la grande quantité de CO 2 se est tenue en solution dans les océans de la planète se déplaçant dans et retour de l'atmosphère. Ces principes peuvent être observés sous forme de bulles qui se élèvent dans une casserole d'eau chauffée sur une cuisinière ou dans un verre de bière froide a permis de se asseoir à la température ambiante; les gaz dissous dans les liquides sont libérés dans certaines circonstances.
La tectonique des plaques
Sur les plus longues échelles de temps, la tectonique des plaques se repositionner continents , façonner océans , construire et démolir montagnes et servent généralement à définir la scène sur laquelle climatique existe. Plus récemment, les mouvements des plaques ont été impliqués dans l'intensification de la présente ère glaciaire lorsque, il ya environ 3 millions d'années, le Nord et l'Amérique du Sud sont entrés en collision des plaques pour former la Isthme de Panama et coupée mélange direct entre l' Atlantique et du Pacifique Océans.
Variation solaire
Le soleil est la source ultime de la quasi-totalité de la chaleur dans le système climatique. La sortie de l'énergie du soleil, qui est convertie en chaleur à la surface de la Terre, est une partie intégrante de la détermination du climat de la Terre. Sur les plus longues échelles de temps, le soleil lui-même se éclaircit avec la production d'énergie plus élevé; comme il continue son séquence principale, ce changement lent ou évolution affecte l'atmosphère de la Terre. On pense que, au début de l'histoire de la Terre , le soleil était trop froid pour soutenir eau liquide à la surface de la Terre, ce qui conduit à ce qui est connu sous le nom Faint jeune paradoxe de soleil ..
Sur des échelles de temps plus modernes, il ya aussi une variété de formes de variation du rayonnement solaire , y compris le 11-année cycle solaire et modulations à plus long terme. Cependant, le cycle solaire de 11 ans ne se manifeste pas clairement dans les données climatologiques. Les variations de l'intensité solaire sont considérés comme ayant eu une influence sur le déclenchement de la Petit Age Glaciaire , et pour certains du réchauffement observé de 1900 à 1950. La nature cyclique de la production d'énergie du soleil ne est pas encore entièrement compris; il diffère de la variation très lent ce qui se passe dans le soleil à mesure qu'il vieillit et évolue ..
Pour citer Spencer R. Weart (La découverte du réchauffement climatique 2003) "L'étude de [taches solaires] cycles était généralement populaire à travers la première moitié du siècle. Les gouvernements avaient recueilli beaucoup de données météorologiques de jouer avec et inévitablement personnes ont trouvé des corrélations entre les cycles de place au soleil et sélectionnez météorologiques. Si précipitations en Angleterre ne cadrait pas avec le cycle, peut-être des tempêtes en Nouvelle-Angleterre ferait. scientifiques respectés et amateurs enthousiastes insisté qu'ils avaient trouvé des motifs assez fiables pour faire des prédictions. Tôt ou tard, si chaque prédiction échoué . Un exemple était une prévision très crédible d'une période de sécheresse en Afrique pendant le minimum de taches solaires du début des années 1930. Lorsque la période se est avéré être mouillé, un météorologue se souviendra plus tard "l'objet de taches solaires et les relations météorologiques tombé dans différends, en particulier chez les météorologues britanniques qui ont assisté à la déconfiture de certains de leurs supérieurs les plus respectés "Même dans les années 60, il dit:« Pour un jeune chercheur pour divertir toute déclaration des relations soleil-temps était de se marque une manivelle "
Variations orbitales
Dans leur effet sur le climat, les variations orbitales sont en quelque sorte une extension de la variabilité solaire, parce que de légères variations dans la Terre orbite entraînent des changements dans la répartition et l'abondance de la lumière solaire atteignant la surface de la Terre. Ces variations orbitales, appelés cycles de Milankovitch , sont une conséquence très prévisible de la physique de base en raison des interactions mutuelles de la Terre, sa lune, et les autres planètes. Ces variations sont considérés comme les facteurs sous-jacents de conduire les cycles glaciaires et interglaciaires de l'âge de glace présente. Variations subtiles sont également présents, tels que l'avance et le recul répétée du Sahara désert en réponse à orbitale précession.
Volcanisme
Un seul éruption du genre qui se produit plusieurs fois par siècle, peut affecter le climat, provoquant de refroidissement pour une période de quelques années. Par exemple, l'éruption du Mont Pinatubo en 1991 affecté sensiblement le climat. Éruptions gigantesques, connus sous le nom grandes provinces ignées, se produisent que quelques fois tous les cent millions d'années, mais peuvent remodeler le climat des millions d'années et la cause extinctions de masse. Dans un premier temps, les chercheurs ont pensé que la poussière émise dans l'atmosphère de grandes éruptions volcaniques était responsable pour le refroidissement en bloquant partiellement la transmission du rayonnement solaire à la surface de la Terre. Cependant, les mesures indiquent que la plupart de la poussière dans l'atmosphère jeté revient à la surface de la Terre dans les six mois.
Les volcans sont également partie de l'étendue cycle du carbone. Plus (géologiques) périodes de temps très longues, elles libèrent du dioxyde de carbone de l'intérieur de la terre, lutter contre l'absorption par les roches sédimentaires et autres géologique puits de dioxyde de carbone. Toutefois, cette contribution est insignifiant par rapport aux émissions anthropiques actuelles. Le US Geological Survey estime que les activités humaines génèrent plus de 130 fois la quantité de dioxyde de carbone émis par les volcans.
Les influences humaines sur le changement climatique
Facteurs anthropiques sont les activités humaines qui modifient l'environnement et de l'influence climatique. Dans certains cas, la chaîne de causalité est direct et sans ambiguïté (par exemple, par les effets de l'irrigation sur la température et l'humidité), tandis que dans d'autres, il est moins évident. Diverses hypothèses pour le changement climatique induit par l'homme ont été débattues pendant de nombreuses années. À la fin des années 1800, le " pluie suit l'idée charrue "avait de nombreux partisans dans l'ouest des États-Unis .
Le plus grand facteur de préoccupation actuelle est l'augmentation des niveaux de CO 2 dues aux émissions de combustibles fossiles combustion, suivis par (aérosols de matières particulaires dans l'atmosphère), qui exercent un effet de refroidissement, et la fabrication du ciment. D'autres facteurs, y compris l'utilisation des terres, appauvrissement de l'ozone , de l'agriculture animale et la déforestation, affectent également le climat.
Les combustibles fossiles
En commençant par la révolution industrielle dans les années 1850 et l'accélération depuis, la consommation humaine de combustibles fossiles a élevé niveaux de CO 2 à partir d'une concentration de 280 ppm à plus de 380 ppm aujourd'hui. Ces augmentations devraient atteindre plus de 560 ppm avant la fin du 21e siècle. Il est connu que les niveaux de dioxyde de carbone sont sensiblement plus élevées aujourd'hui qu'à ne importe quel moment dans les 750.000 dernières années. Avec la hausse méthane niveaux, ces changements sont prévus pour provoquer une augmentation de 1.4 à 5.6 ° C entre 1990 et 2100 (voir le réchauffement climatique ).
Aérosols
Aérosols anthropiques, en particulier les aérosols sulfatés provenant de la combustion de combustibles fossiles, exercent une influence de refroidissement. Ceci, combiné avec la variabilité naturelle, est censé rendre compte de la «plateau» relative dans le graphique de températures du 20ème siècle au milieu du siècle.
La fabrication du ciment
La fabrication du ciment est la troisième cause des émissions de dioxyde de carbone d'origine humaine. Le dioxyde de carbone est produit lorsque du carbonate de calcium (CaCO 3) est chauffé pour produire l'ingrédient de ciment l'oxyde de calcium (CaO, également appelée chaux vive). Alors que la combustion de combustibles fossiles et la déforestation produisent chaque significativement plus de dioxyde de carbone (CO 2), le ciment de décision est responsable d'environ 2,5% du total des émissions mondiales provenant de sources industrielles (secteurs de l'énergie ainsi que la fabrication).
L'utilisation des terres
Avant l'utilisation de combustibles fossiles répandue, le plus grand effet de l'humanité sur le climat local est susceptible d'avoir entraîné de l'utilisation des terres. Irrigation , la déforestation et l'agriculture changent fondamentalement l'environnement. Par exemple, ils changent la quantité d'eau entrant et sortant d'un lieu donné. Ils peuvent également changer la locale albédo en influençant la couverture du sol et en modifiant la quantité de lumière solaire qui est absorbée. Par exemple, il existe des preuves pour suggérer que le climat de la Grèce et d'autres pays méditerranéens a été modifié de façon permanente par la déforestation généralisée entre 700 avant JC et AD 1 (le bois étant utilisé pour la construction navale, la construction et de carburant), avec le résultat que le climat actuel dans la région est nettement plus chaud et sec, et les espèces d'arbres qui ont été utilisés pour la construction navale dans le monde antique ne peuvent plus être trouvées dans la zone.
Une hypothèse controversée par William Ruddiman appelé début hypothèse de anthropocène suggère que la hausse de l'agriculture et de la déforestation accompagnant conduit à l'augmentation de dioxyde de carbone et de méthane au cours de la période il ya année 5000-8000. Ces augmentations, qui a infirmé baisses précédentes, peuvent avoir été responsables de retarder l'apparition de la prochaine période glaciaire, selon Ruddimann de retard-glaciation hypothèse.
Dans les temps modernes, un 2007 Étude Jet Propulsion Laboratory a constaté que la température moyenne de la Californie a augmenté d'environ deux degrés au cours des 50 dernières années, avec une augmentation beaucoup plus élevée dans les zones urbaines. Le changement a été principalement attribuable à une vaste développement humain du paysage.
Bétail
Selon un rapport des Nations Unies de 2006, Long Shadow de l'élevage, l'élevage est responsable de 18% des émissions de gaz à effet de serre dans le monde mesurée en équivalent CO 2. Cela inclut cependant le changement d'utilisation des terres, ce qui signifie la déforestation pour créer des pâturages. Dans la forêt amazonienne , 70% de la déforestation est pour faire place à des pâturages, ce est donc le principal facteur à l'ONU 2006 Rapport de la FAO, qui a été le premier rapport agricole pour y inclure terres changement d'utilisation dans le forçage radiatif de l'élevage. En plus des émissions de CO 2, le bétail produit 65% de anthropique protoxyde d'azote (qui a 296 fois les potentiel de réchauffement planétaire de CO 2) et 37% de méthane anthropique (qui a 23 fois le potentiel de réchauffement planétaire de CO 2).
Interaction des facteurs
Si une certaine force (par exemple, la variation solaire) agit de changer le climat, il peut y avoir des mécanismes qui agissent pour amplifier ou réduire les effets. Ils sont appelés positif et rétroactions négatives. Autant que l'on sache, le système climatique est généralement stable par rapport à ces évaluations: des évaluations positives ne sont pas " enfuir "Une partie de la raison à cela est l'existence d'une rétroaction négative puissante entre la température et le rayonnement émis:. augmentations de rayonnement que le quatrième puissance de la température absolue .
Cependant, un certain nombre de réactions positives importantes existent. Les cycles glaciaires et interglaciaires de l'âge de glace présente fournissent un exemple important. On croit que les variations orbitales fournissent le calendrier pour la croissance et le recul des calottes glaciaires. Cependant, les feuilles de glace eux-mêmes reflètent la lumière du soleil dans l'espace et donc promouvoir refroidissement et leur propre croissance, connu comme les évaluations albédo de la glace. En outre, la baisse des niveaux de la mer et l'expansion de la croissance de la glace de l'usine de diminution et conduire indirectement à une baisse des émissions de dioxyde de carbone et le méthane. Cela conduit à un refroidissement supplémentaire. Inversement, la hausse des températures provoquées, par exemple, par les émissions anthropiques de gaz à effet de serre pourraient entraîner une diminution de la couverture de glace et la neige, révélant sol sombre dessous, et entraîner par conséquent plus l'absorption de la lumière du soleil.
La vapeur d'eau, le méthane et le dioxyde de carbone peuvent également agir en évaluations positives importantes, leurs niveaux croissants en réponse à une tendance au réchauffement, accélérant ainsi cette tendance. La vapeur d'eau agit strictement comme un retour (à l'exception de petites quantités dans le stratosphère), contrairement aux autres principaux gaz à effet de serre, qui peuvent également agir comme forçages.
Plus des évaluations complexes impliquent la possibilité de changer les modes de circulation dans l'océan ou de l'atmosphère. Par exemple, une préoccupation importante dans le cas moderne est que la fonte des glaciers du Groenland va interférer avec les eaux d'amortissement dans l'Atlantique Nord et d'inhiber la circulation thermohaline. Cela pourrait affecter la Gulf Stream et de la distribution de la chaleur à l'Europe et la côte est de l' États-Unis .
Autres évaluations potentiels ne sont pas bien compris et peuvent soit inhiber ou promouvoir le réchauffement. Par exemple, il est difficile de savoir si la hausse des températures favorisent ou inhibent la croissance végétative, ce qui pourrait à son tour puiser plus ou moins de dioxyde de carbone. De même, la hausse des températures peut conduire à plus ou moins couverture nuageuse. Depuis l'équilibre sur la couverture de nuage a un effet de refroidissement forte, tout changement de l'abondance des nuages affecte également le climat.
Suivi de l'état actuel du climat
Les scientifiques utilisent "Indicateur séries chronologiques "qui représentent les nombreux aspects de l'état du climat et de l'écosystème. L'histoire de temps fournit un contexte historique. Situation actuelle du climat est également surveillée avec des indices climatiques.
Preuves du changement climatique
La preuve de changement climatique est tirée d'une variété de sources qui peuvent être utilisées pour reconstituer les climats passés. La plupart des preuves changements indirects est-climatiques sont déduites de l'évolution des indicateurs qui reflètent le climat, tels que la végétation , dendrochronologie, des carottes de glace , le changement de niveau de la mer , et recul des glaciers.
Analyse pollinique
Palynologie est la science qui étudie contemporain et fossiles palynomorphes, y compris pollen. Palynologie est utilisée pour déduire la distribution géographique des espèces végétales, qui varient dans différentes conditions climatiques. Différents groupes de plantes ont pollen avec des formes distinctives et des textures de surface, et depuis la surface extérieure du pollen est constituée d'un matériau très élastique, ils résistent à la désintégration. Changements dans le type de pollen trouvés dans différents niveaux de sédimentation dans les lacs, les tourbières ou les deltas des fleuves indiquent des changements dans les communautés végétales; qui sont tributaires des conditions climatiques.
Coléoptères
Restes de coléoptères sont fréquents dans les sédiments d'eau douce et terrestres. Différentes espèces de coléoptères ont tendance à être trouvés dans les différentes conditions climatiques. La connaissance de la gamme actuelle climatique de différentes espèces, et de l'âge des sédiments où se trouvent les restes, permet conditions climatiques passées à être déduites.
Géologie glaciaire
Avancée des glaciers laissent derrière moraines et d'autres caractéristiques qui ont souvent du matériel datable en eux, l'enregistrement du moment où un glacier avance et déposé une caractéristique. De même, par tephrochronological techniques, le manque de couverture glaciaire peuvent être identifiés par la présence de sols datable ou volcanique horizons de tephra. Les glaciers sont considérés comme l'un des indicateurs les plus sensibles du climat par le GIEC, et leurs variations observées ces dernières fournissent un signal global du changement climatique. Voir Recul des glaciers depuis 1850 .
Des documents historiques
Des documents historiques comprennent des peintures rupestres, la profondeur de la tombe creuser dans le Groenland , agendas, des preuves documentaires d'événements (tels que ' foires gel »sur la Tamise ) et la preuve de zones de culture de la vigne. Bulletins météorologiques quotidiens ont été tenus depuis 1873, et de la Royal Society a encouragé la collecte de données depuis le XVIIe siècle.
Le changement climatique et la biodiversité
Les cycles de vie de nombreux animaux et plantes sauvages sont étroitement liées à l'adoption des saisons; les changements climatiques peuvent conduire à interdépendants paires d'espèces (par exemple une fleur sauvage et son insecte pollinisateur) perdre la synchronisation, si, par exemple, on a un cycle dépend la longueur du jour et l'autre de la température ou de précipitation. En principe, au moins, cela pourrait conduire à des extinctions ou des changements dans la distribution et l'abondance des espèces. Un phénomène est le déplacement des espèces vers le nord en Europe. Une étude récente de Butterfly Conservation au Royaume-Uni, a montré que les espèces relativement communes avec une distribution sud ont déplacés vers le nord, tandis que les espèces des hautes terres rares sont devenues plus rares et territoire perdu vers le sud. Cette image a été reflétée dans plusieurs groupes d'invertébrés. Des étés plus secs pourraient conduire à plusieurs périodes de sécheresse, affectant potentiellement de nombreuses espèces animales et végétales. Par exemple, au Royaume-Uni pendant l'année de la sécheresse de 2006 un nombre important d'arbres morts ou ont montré dépérissement sur les sols sableux légers. En Australie, depuis le début des années 90, des dizaines de milliers de roussettes ( Pteropus) sont morts en conséquence directe de la chaleur extrême. Wetter, des hivers plus doux pourraient affecter les mammifères ou d'insectes en les empêchant tempérées hibernation ou en entrant torpeur pendant les périodes où la nourriture est rare. Un changement prévu est l'ascendant des espèces «envahissantes» ou opportunistes au détriment des espèces plus rares avec les exigences écologiques étroites ou plus spécialisés. Un exemple pourrait être les étendues de Bluebell vu dans de nombreux boisés au Royaume-Uni. Celles-ci ont une saison de croissance et la floraison précoce, avant les mauvaises herbes concurrentes peuvent se développer et le Canopée ferme. Des hivers plus doux peuvent permettre aux mauvaises herbes de hivernent comme les plantes adultes ou germent plus tôt, tandis que les arbres feuille plus tôt, réduisant la longueur de la fenêtre pour jacinthes pour compléter leur cycle de vie. Des organisations telles que Wildlife Trust, Fonds mondial pour la nature , Birdlife International et de la Audubon Society sont activement surveillance et de recherche les effets du changement climatique sur les politiques de la biodiversité et de progresser dans des domaines tels que paysage conservation à grande échelle pour promouvoir l'adaptation au changement climatique.
