La climatologie
La climatologie est la
science qui étudie le climat. Elle permet de suivre et de comprendre les
variations climatiques sur de longues périodes (30 ans minimum) et sur
toute la planète. Les climatologues cherchent donc à connaître les climats
du passé (paléoclimatologie), dans le but de modéliser le climat du
présent et de prévoir le climat du futur. Les études climatologiques
sont essentielles car les hommes dépendent des conditions climatiques dans
lesquelles ils vivent.
COMMENT LES CLIMATOLOGUES ÉTUDIENT-ILS
LES CLIMATS DU PASSE ?
Les climatologues cherchent à
connaître l’évolution naturelle des climats du passé (appelés paléoclimats)
entre les périodes froides (glaciations) et les périodes plus chaudes (périodes
interglaciaires). Pour cela, ils utilisent différentes méthodes et
techniques :
– les récits historiques
facilement datables (sécheresses, inondations, éruptions
volcaniques) ;
– l’étude des cernes de
croissance annuelle des arbres (dendroclimatologie), qui permet de
remonter de plusieurs siècles dans le passé. Cette technique se base sur le
taux de croissance des arbres, qui est directement lié aux variations
successives du climat ;
– l’étude des carottes
de glace (glaciologie), qui permet de déterminer les températures du
passé (ou paléotempératures) et les composants de l’atmosphère du passé
(ou paléoatmosphère). Un forage de plus de 3 000 m, réalisé en
2004 à la base franco-italienne de Concordia (en Antarctique), a notamment
permis d’extraire une carotte de glace retraçant le climat des
740 000 dernières années.
– l’étude des couches
géologiques (formation du relief, répartition des fossiles) et des
sédiments marins (carottes océaniques) renseigne sur les événements cruciaux de
l’évolution de la planète, à une échelle géologique de plusieurs millions
d’années.
COMMENT MODÉLISE-T-ON LE CLIMAT DE LA
TERRE ?
Les modélisations du climat
sont basées sur les lois de la physique. Ces lois reposent sur des équations
mathématiques qui font intervenir plusieurs variables, en particulier
la température, la pression, la vitesse et la direction des vents. Ces
équations sont résolues environ tous les 10 km à la surface de la Terre.
On obtient ainsi des grilles de 100 km2 où chaque variable est
estimée : l’ensemble de ces grilles forme un maillage du climat de la
Terre entière.
La Terre peut être représentée
globalement par les trois éléments suivants : l’atmosphère
(plusieurs couches verticales), la surface (plusieurs types de sol et de
végétation sur tous les continents), et les océans (qui diffèrent en
fonction de leur température, de leur profondeur et de leur salinité). Les
données des satellites artificiels permettent d’obtenir des
informations de chaque point de la planète. La rapidité de résolution des
équations de ces modélisations dépend de la puissance des ordinateurs.
En France, le modèle ARPEGE de Météo France permet de modéliser le climat
avec une précision de 20 km (sur la France) à 250 km (aux pôles).
COMMENT PRÉVOIR LE CLIMAT FUTUR ?
Les climatologues observent
actuellement une modification rapide du climat en raison des activités de
l’homme (pollution atmosphérique accentuant le phénomène de l’effet
de serre). Le Groupement intergouvernemental sur l’évolution du climat
(GIEC) recense les connaissances sur le climat et prévoit de grands changements
climatiques dans un futur proche. La température devrait augmenter de 1,4
à 5,8 °C d’ici la fin du xxie siècle,
ce qui entraînerait une élévation du niveau des mers de 9 à 88 cm. Ces
prévisions sont basées sur des simulations faisant intervenir différents
paramètres : démographique, social, économique, politique, etc. Les
décisions politiques internationales (en particulier le protocole de Kyoto,
entré en vigueur en février 2005, qui vise à réduire les émissions de
gaz à effet de serre) s’appuient sur les rapports des experts du GIEC pour
voter les lois qui doivent protéger notre planète.
QUELLES SONT LES PRINCIPALES DIFFICULTÉS
DE LA CLIMATOLOGIE ?
L’une des principales
difficultés de la climatologie est le nombre et la complexité des phénomènes
de la machine climatique terrestre. Ainsi, la climatologie requiert la
connaissance de la lithosphère (étude des mouvements de la Terre), de l’hydrosphère
(étude du cycle de l’eau), de la cryosphère (étude des calottes polaires
et des zones englacées), de la biosphère (étude des êtres vivants), du Soleil
(étude de l’influence du Soleil à travers son intensité et ses variations), des
océans (étude du fonctionnement et de l’impact de la circulation
océanique), de l’atmosphère (étude et rôle de l’atmosphère terrestre et
de sa circulation), du cycle du carbone, des activités et de
l’influence humaines (taux de pollution que font les hommes), etc.
La difficulté est donc de
faire travailler ensemble la totalité des scientifiques qui doivent mettre en
commun leurs connaissances pour comprendre le climat de manière globale.
POUR ALLER PLUS LOIN
→ la météo et le climat
→ l’atmosphère
→ le cycle de l’eau
→ les changements climatiques
→ l’effet de serre
→ la pollution de l’air
SOURCE
