C. PR THOMAS STOCKER, UNIVERSITÉ DE BERNE, CO-PRÉSIDENT DU GROUPE 1 DU GIEC (IPCC)
Merci bien Edouard. Mesdames et Messieurs, chers collègues et amis de la recherche polaire et de la science du climat, je suis très heureux et honoré également d'être invité à cette réunion importante sur la clôture de l'année polaire internationale. Comme vous le verrez, il y a beaucoup de résultats très importants pour la recherche du climat et pour comprendre aussi la sensibilité du système de notre planète à la perturbation humaine. Mais je voudrais avec votre permission continuer mon allocution en anglais. C'est plus facile pour moi évidemment. Merci.
J'aimerais prendre quelques minutes pour vous parler de l'importance de la recherche polaire pour mieux comprendre le système climatique, ce système climatique qui est perturbé, qui change à cause de l'activité de l'homme - vous avez déjà entendu Claude Lorius et Edouard en parler.
Ceci est évident depuis un certain nombre d'années. Les pionniers nous ont permis de constater des changements depuis les années 1950. Nous avons eu l'année géophysique internationale et l'année polaire. Cela a fourni l'opportunité de faire des mesures sur différentes régions de la planète qui servent de ligne de base pour les mesures et observations recueillies au cours des deux dernières décennies et qui nous démontrent de façon assez évidente que l'homme a changé le climat de la planète.
Le dernier rapport du GIEC a été publié en février 2007, dans cette ville même. Nous avons eu une réunion mémorable pour ce rapport d'où il est ressorti que : « Le réchauffement climatique est sans équivoque... Il est probable qu'au cours des 50 dernières années il y a eu un réchauffement d'origine anthropique sur chaque continent, excepté l'Antarctique . »
Cette phrase a été acceptée au cours de la réunion plénière du GIEC, en une période de temps très courte. Il y a eu très peu de discussions là-dessus. Si je me souviens bien, la discussion a tourné autour de la question de savoir comment traduire le mot unequivocal en français. Il y a eu un peu de débat. Quelques pays ont soulevé leurs inquiétudes. Finalement, grâce au délégué français lui-même, la situation a été résolue. Il a levé la main et déclaré que c'était très simple et que cela signifiait « non équivoque ». Le réchauffement est donc quelque chose qui n'est pas équivoque.
Il y a d'autres déclarations assez pertinentes lorsque l'on parle de la recherche polaire. En voici une, qui nous dit qu'il se peut qu'il y ait eu un réchauffement anthropogénique assez important durant les cinquante dernières années. Nous avons atteint une moyenne sur chaque continent, sauf l'Antarctique. C'est tout ce que nous pouvions dire du point de vue scientifique, concernant les changements climatiques. Maintenant, quelques mois plus tard, les gens ont regardé de plus près les observations sur l'Antarctique à partir de diverses stations. C'est assez clair, quand on regarde cette série de températures qui commence en 1957, l'année géophysique internationale et année polaire internationale. Vous voyez alors l'importance de tels événements pour la science et la compréhension de notre planète. Vous voyez clairement dans une publication du début de cette année que le réchauffement est arrivé en Antarctique. On peut le mesurer. Il est visible. C'est un véritable défi de le constater. Comme vous le voyez sur ces courbes, la température de l'Antarctique nous montre des fluctuations importantes, une variabilité naturelle qui nous cache les tendances à long terme. Maintenant, nous les avons observées et détectées dans les deux régions de l'Antarctique, à l'Est et à l'Ouest.
Je vais maintenant vous parler de certains des sujets assez nouveaux sur les carottes glacières polaires. Je vais vous parler des surprises dans le système terrestre, de la glace des océans arctiques, de l'instabilité de la banquise. Je vais conclure sur ce que peut faire la communauté scientifique et comment nous pouvons progresser là-dessus dans les quatre ou cinq prochaines années. Bien sûr, notre objectif est d'écrire le nouveau rapport d'évaluation sur le changement climatique.
Un constat très important n'aurait pu être fait sans l'aide de la recherche polaire et plus particulièrement sans les carottes glacières du Groenland et de l'Antarctique. Il s'agit du constat selon lequel les gaz à effet de serre anthropogéniques, comme le CO 2 et d'autres gaz, ont atteint des niveaux plus élevés que les années précédentes. Ceci vous montre que, non seulement ces niveaux sont élevés, mais que le taux d'augmentation est également assez élevé, surtout pour le CO 2 . Nous pouvons voir que l'augmentation au cours des 200 dernières années est 200 fois plus rapide que n'importe quelle augmentation de CO 2 dans le système climatique naturel, non perturbé, depuis 20 000 ans.
Ici, vous pouvez voir les perspectives à long terme de deux des gaz les plus importants. C'est grâce à une collaboration très étroite avec le laboratoire de Grenoble et le laboratoire de Paris que la communauté scientifique a pu relever ces courbes. En bleu, vous avez la concentration de CO 2 dans l'atmosphère durant les 800 000 dernières années. Le CO 2 n'a jamais été un facteur constant. Il y a toujours eu des variations. Cela change entre les océans, les continents et la biosphère. Ces changements vont de 172 à 300 ppm - ppm mesure le nombre de molécules de CO 2 dans un million de molécules. Aujourd'hui, le CO 2 se trouve à une concentration de 386 ppm. Le graphique ne nous permettrait même pas de montrer cette concentration. En rouge, vous voyez l'estimation de la température qui a été mesurée ou dérivée grâce aux isotopes. Un certain nombre de ces mesures a été effectué à une très forte résolution (LSCE). La courbe verte montre la concentration de méthane qui a été principalement mesurée au laboratoire de Grenoble. Tous ces paramètres nous montrent une variabilité naturelle. Il y a la séquence des périodes glacières mais en même temps, on voit des concentrations assez uniques, imposées par l'homme sur l'atmosphère, au niveau de ces deux gaz.
Les carottes de glaces polaires nous ont aussi informés concernant des surprises qui se sont produites dans le système climatique. Ici, vous voyez une série de temps qui vient de NordGrip et qui a été publiée il y a quelques années. Cela couvre le dernier âge glacière et remonte à 123 000 ans. Il faut mettre l'accent sur les variations de températures reconstruites en vert. Pendant la dernière période glacière, il y a des réchauffements et des refroidissements très abrupts. Dans la communauté scientifique, on appelle cela les événements de Dansgaard-Oeschger, nommés d'après deux grands amis et pionniers, danois et suisse. Ils nous ont permis de comprendre beaucoup de choses en matière de recherche polaire. Cela nous montre que le système climatique est sensible et peut changer rapidement. Nous devons nous demander quelle est la signification de ces informations pour le climat d'aujourd'hui. En fait, ce sont les carottes de glace du Groenland qui nous ont apporté des preuves sur le fait que l'on pourrait assister à ce genre de choses dans le système climatique. Récemment, une publication nous a montré que grâce à l'analyse de mesures isotopiques de très haute résolution, la température et d'autres variables atmosphériques peuvent être modifiées en quelques années seulement.
Cela a donné lieu à un programme de recherche dans différentes parties du monde. Les scientifiques se sont posé la question suivante : si l'on voit de grandes modifications de température au Groenland, il y a peut-être d'autres régions de la planète où l'on voit le même genre de changements brusques et où on peut même constater des surprises. Vous voyez ici une mappemonde qui vous montre en résumé les régions - par exemple en rouge, c'est la partie tropicale de l'océan Pacifique - et les modifications de températures en une seule année, 2007.
Les scientifiques voudraient répondre à une autre question : comment ce système de variabilité naturelle du climat va-t-il évoluer dans les cent ans à venir ? Comme on le sait, le phénomène El Niño est responsable en partie du bien-être économique des pays d'Amérique du sud, en matière de pêcherie et de ressources. Il nous faut donc savoir comment le système va évoluer. Y aura-t-il une modification de fréquence ou d'amplitude ? Peut-être que le système va graviter vers un autre équilibre, complètement différent, où il y aura une condition permanente d'El Niño. Sur les continents, vous allez reconnaître les points chauds, par exemple la Sibérie - j'y reviendrai tout à l'heure, vers la fin de ma présentation. Qu'en est-il du pergélisol quand le réchauffement perdure ? - et d'autres régions qui se situent maintenant dans le champ d'étude des scientifiques.
Autre phénomène déjà mentionné ici, le changement de circulation dans les océans à l'avenir, notamment la partie nord du Gulf Stream, qui est responsable en grande partie du climat tempéré en Europe.
Vous voyez ici une illustration montrant que la science n'est pas arrivée au stade où elle pourrait vraiment informer le public d'une manière bien étayée. On ne sait pas quelle sera l'évolution future de ce système. La seule et unique chose que l'on puisse dire, c'est que la plupart des modèles montrent la réduction de la circulation océanique, mais on ne voit pas de surprise abrupte pour ces variables dans l'avenir. Mais nous devons être très vigilants et guetter le produit des recherches scientifiques dans les cinq années à venir. Avec des moyens et des modèles climatiques plus sophistiqués à notre disposition, nous allons pouvoir étalonner un peu mieux ces modèles pour pouvoir informer le grand public d'une matière plus sûre et avec moins d'incertitude.
Je vais maintenant parler de la glace de mer dans les zones arctiques. C'est une composante de l'écosystème qui est très vulnérable et très importante. On se rappelle tous l'année 2007, année record. Edouard vous a montré la situation mondiale au niveau des anomalies de températures, mais regardons maintenant de plus près la région polaire de l'hémisphère Nord. Vous pouvez voir l'étendue de la glace de mer en blanc observée en septembre 2007. Par comparaison, la ligne en mauve vous montre la masse de glace en moyenne entre 1979 et 2000. Il est évident que c'était une année record, dans le sens où l'on a atteint un niveau minimum record.
Est-on déjà passé par le point de basculement ? C'est la question qu'il faut se poser. Est-ce qu'on est passé à un nouveau système, un nouvel équilibre, dans une zone arctique qui est exempte de glace ? On n'a pas de réponse à cette question, mais la planète a évolué plus rapidement que les modèles climatiques, pour lesquels on dispose des résultats, ici en grisé. Les modèles, dont nous disposons, montrent une réduction de la glace de mer dans les zones arctiques, mais ce qui est en rouge va plus loin. Vous voyez que la baisse est beaucoup plus raide. C'est ce que l'on a vu au niveau empirique. La nature bat encore ces chiffres. En 2007, ce sont vraiment des marches d'escalier. Il y a un décrochage par rapport à la tendance lourde à plus long terme qui commençait à se dessiner.
Là, c'est une simulation des modèles climatiques qui montre les changements très abrupts auxquels il faut s'attendre au niveau du système de la glace de mer, mais uniquement aux alentours de 2030. Pourtant, on a déjà vu ce phénomène en 2007. C'est donc quelque chose qui devrait nous préoccuper. 2008 est aussi affichée comme référence. La réduction de la glace de mer dans la zone arctique est moins extrême que pour 2007, mais on est dans une zone qui s'éloigne beaucoup de ce que les modèles climatiques nous prédisaient. Il faut donc toujours observer, et pas seulement simuler, extrapoler. Il faut bien sûr utiliser les outils les plus sophistiqués que l'on peut avoir, mais il faut aussi des observations empiriques. C'est absolument fondamental. Il faut fournir des mesures de qualité à grande échelle tout le temps.
Maintenant, je voudrais parler de l'instabilité des calottes de glace. Vous vous souvenez peut-être de ce schéma qui a été publié dans le cadre du quatrième rapport d'évaluation du GIEC. Il informe le public concernant l'élévation du niveau de la mer, faisant suite à six scénarii différents d'émissions de gaz à effet de serre. On peut distinguer le niveau d'élévation du niveau de la mer grâce à l'expansion thermique, grâce à la fonte des calottes de l'Antarctique et du Groenland et à la fonte des glaciers sur terre. Il y a aussi des incertitudes qui sont intégrées dans ce graphique, comme ces 20 cm d'élévation du niveau de la mer dans les 70 à 90 années à venir. Ces incertitudes sont indiquées avec ces barres bleues dans l'histogramme. Les raisons de ces incertitudes ont trait à l'instabilité inhérente dans les calottes de glace. La possibilité que le Groenland et l'Antarctique puissent fondre plus rapidement que le prévoient nos projections, puissent perdre de la glace à cause d'échanges avec la terre, d'interactions peu connues actuellement, pourrait entraîner une élévation du niveau de la mer beaucoup plus importante que ce que l'on avait envisagé pour l'instant. La science va même un peu plus loin et parle de point de basculement, de point de non-retour, de réchauffement critique du système climatique, au niveau global et au niveau local, au-dessus du Groenland, de l'ordre de 2 à 4 degrés centigrades.
C'est tout à fait plausible dans les 100 années à venir et cela donnerait lieu à une fonte du Groenland irréversible. Mais bon, les scientifiques ne sont pas encore d'accord. Des gens alimentent leurs ordinateurs en modèles nouveaux, en données nouvelles, en tenant compte des processus les plus récemment découverts pour tester la précision de nos prédictions. Mais cela, c'est une possibilité qu'il ne faudrait pas oublier. La science nous a aussi appris que ces processus d'instabilité viennent de différentes origines. Au Groenland et dans les deux parties de l'Antarctique évoquées tout à l'heure, la partie orientale et la partie occidentale, c'est dû à toute une variété de processus : la fonte, la chaleur géothermique élevée, la forme spécifique de la topographie, qui induit une certaine instabilité au niveau de la glace, jusqu'à la formation de lacs - et cela est connu dans la partie basse de la calotte qui recouvre l'Antarctique oriental.
Ces observations doivent aussi nous préoccuper. Si l'on regarde la surface du Groenland, en rouge et en jaune, on voit toutes les régions du Groenland où l'accumulation est archivée, enregistrée. C'est à cause de l'accumulation qui se fait à l'intérieur que la calotte gagne en masse. Mais en même temps cette même calotte perd de sa masse aux marges, aux frontières, en bleu. La fonte vient dépasser l'accumulation dans l'intérieur même. Cela tend à réduire la masse entière, la masse totale du Groenland. Cela tend donc à faire s'élever le niveau de la mer.
J'arrive maintenant à la conclusion de ma vue d'ensemble. Il est clair que chacune de ces années polaires et années géophysiques internationales, d'initiatives particulières, tend à consolider nos connaissances, à nous faire faire un saut quantique, comme on dit, en avant. Cela nous permet de bénéficier de certains financements, de motiver les scientifiques, de prendre les initiatives requises pour pouvoir vraiment nous concentrer sur ce thème ô combien important. C'était aussi le cas dans les années 1950. La dernière fois où la série temporelle avait commencé dans l'Antarctique, on avait pu profiter de projets sur les calottes de glace et tout cela avait alimenté notre somme de connaissances.
Maintenant, il est clair que les zones polaires sont des enregistreurs très précis, des indicateurs de changements climatiques passés et futurs. Mais en même temps, comme ce sont des indicateurs très sensibles, qui réagissent rapidement au changement climatique, comme on l'a vu dans les calottes de glace polaires, ce sont des indicateurs très vulnérables. C'est pour cela qu'il faut focaliser précisément notre attention sur ces zones polaires.
Je voudrais aussi vous rappeler qu'il est nécessaire de procéder à des nouvelles observations et reconstructions paléoclimatiques basées sur les zones polaires, pour nous permettre de quantifier d'une manière sûre les fourchettes de variabilité naturelle, donc le changement climatique naturel. Nous avons quelques éléments qui nous permettent de comprendre toute la dynamique intégrée dans ces archives, dans ces sédiments, dans ces immenses calottes de glace, en dessous de nos pieds dans les zones polaires.
Une grande question reste ouverte : comment les calottes, au Groenland et en Antarctique, vont-elles réagir par rapport au réchauffement planétaire en cours ? Nous devons mieux comprendre ces phénomènes pour réduire les incertitudes concernant le niveau de la mer à long terme.
Voilà quelques questions qui appellent des réponses. J'espère que dans le prochain rapport d'évaluation du GIEC on pourra contribuer à y trouver une réponse. D'abord, quel sera le devenir de la calotte de l'Antarctique occidental ? Dans les années 1970 et 1980, des hypothèses étaient émises par les scientifiques, selon lesquelles la calotte pouvait être instable. Après, pendant quelques décennies, personne ne s'est intéressé à la chose. Une génération de scientifiques ne s'y intéressait plus. Après c'est revenu à la surface, si je puis dire. C'est redevenu important, cette réaction de cette calotte par rapport au réchauffement et à l'élévation du niveau de la mer. Les modèles ont indiqué qu'il y aurait peut-être des points de basculement qui entreraient en ligne de compte pour le Groenland. Est-ce vrai ? Y aura-t-il un point de basculement ? Et s'il y en a un, où va-t-il se situer ?
Autre question, ô combien importante dans ce contexte, le pergélisol. Il est clair que, vue l'amplification constatée en zone polaire, ce réchauffement va se passer rapidement dans ces zones et que cela va peut-être libérer des gaz qui sont piégés actuellement dans ces vastes zones. Elles deviendraient perméables à ces gaz. La libération de ces gaz ne va-t-elle pas aussi contribuer à la masse des gaz dégagés par l'activité humaine ?
Un autre thème qu'il ne faut pas oublier quand on parle de réchauffement planétaire... Et ce n'est pas vraiment le terme qu'il faut utiliser, car on a tendance à penser uniquement à la température quand on parle de réchauffement alors que la recherche scientifique nous a apporté la démonstration qu'il y a la température mais aussi d'autres paramètres qui vont également changer, comme le cycle hydrologique et ce sera le changement le plus féroce, qui va nous poser le plus de défis, mais aussi l'état chimique des océans, qui va changer à cause des effets induits par ces concentrations de CO 2 plus élevées dans l'atmosphère. Le PH de l'océan va être modifié et cela va opérer des effets sur l'écosystème que l'on a même pas encore quantifiés.
Clairement, la grande question globale est de se demander, si l'on regarde ce qui s'est passé dans le passé avec des changements irréversibles, des périodes glacières, est-ce que l'homme va modifier le climat de manière irréversible ? Même si on diminue nos émissions de CO 2 , est-ce que l'on aura modifié le climat de manière irréversible ? Il est clair que certaines parties du système climatique vont connaître des modifications irréversibles. En tant que race humaine, nous devrons nous adapter à tout cela. Merci.
Pr. Edouard BARD
Merci Thomas pour cette brillante synthèse de ce que l'on sait sur le climat, tout en ne cachant rien de ce que l'on ne sait pas. Il y a encore beaucoup de travaux à réaliser dans les prochaines années, en particulier pour préparer le prochain rapport du GIEC et au-delà pour aller vers la prochaine année polaire internationale. Cette synthèse lui a aussi permis de souligner les contributions scientifiques françaises et suisses. Thomas Stocker a rappelé qu'il s'agit de collaborations débutées de longue date. Son groupe de climatologie de l'Institut de Physique de Berne collabore depuis des décennies avec les équipes françaises de Saclay et de Grenoble ainsi que des laboratoires Danois et des Allemands.
J'aimerais maintenant accueillir le premier orateur des interventions spécialisées sur chaque compartiment du système climatique. Nous commencerons par l'atmosphère et les gaz à effet de serre en essayant de montrer en quoi a contribué cette quatrième année polaire internationale. Le premier intervenant est Jérôme Chappellaz, Directeur de recherche au CNRS, travaillant à Grenoble au Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l'Environnement.