LA CLIMATOLOGIE

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 PASSÉ ?

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

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