CAUSES MULTIPLES DES CHANGEMENTS CLIMATIQUES

Le climat que nous connaissons sur notre planète est le résultat d'un équilibre naturel entre l'énergie "entrante" et l'énergie "sortante".

Le moteur de tout le système est le Soleil. Celui-ci nous envoie son énergie sous forme de lumière. Lorsque cette lumière solaire atteint la Terre, une partie (un peu moins d'un tiers) est immédiatement renvoyée vers l'espace par l'atmosphère et la surface de notre planète.

Le solde est par contre absorbé par la Terre, processus qui provoque le réchauffement de celle-ci. La Terre renverra à son tour cette énergie sous forme de rayons infrarouges (chaleur).

Une partie de ces rayons émis par notre planète quitte effectivement l'atmosphère. Mais un certain nombre de gaz naturellement présents dans l'atmosphère - ces gaz que l'on appelle gaz à effet de serre - absorbent partiellement ces rayons infrarouges, ce qui a pour effet de réchauffer l'atmosphère.

Ces gaz à effet de serre (principalement la vapeur d'eau) fonctionnent donc plus ou moins à la façon des vitres d'une serre, laissant passer les rayons solaires venus de l'extérieur mais conservant une bonne partie de la chaleur à l'intérieur. Ce phénomène est également observable durant la nuit : lorsque le ciel est couvert de nuages (constitués de vapeur d'eau), la Terre se refroidit nettement moins que lorsque le ciel est dégagé (à l'inverse du jour où le soleil chauffe s'il n'y a pas de nuage).

https://climat.be/changements-climatiques/causes/effet-de-serre

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Il est réducteur de ne s'intéresser qu'aux émissions de CO2. D'autres formes de gaz mais aussi certaines techniques sont nuisibles au climat,

A l'échelle globale, l'eau joue un grand rôle dans la régulation du climat. Si on a une mauvaise gestion de l’eau, c’est tout le système climatique qui est déréglé. Les enjeux de l'eau et du climat doivent être envisagés en termes de conséquences sur la biodiversité et la vie.

En déforestant, en imperméabilisant les sols, en surexploitant les nappes phréatiques pour des usages industriels ou énergétiques ou en pratiquant l’agriculture intensive, nous asséchons et appauvrissons nos sols et nous perturbons le cycle local de l’eau, sans compter les impacts sur les populations, en particulier autochtones. Il est ainsi clairement reconnu par le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) que le grand cycle de l’eau est affecté par les activités humaines depuis les années 1960 et qu’il est un facteur prépondérant du changement climatique.

L’eau est au cœur des changements climatiques, elle est le principal vecteur par lequel ces changements impacteront les sociétés et les écosystèmes.

L'effet de serre n'est pas le seul mécanisme responsable de ce dérèglement écologique sans précédent.
 
Eau, planète et peuples, COP 21 Paris, 2015, Synthèse des propositions.
http://www.coalition-eau.org/
https://www.france-libertes.org

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Les gaz à effet de serre naturels sont la vapeur d'eau (H2O), le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4),  le protoxyde d'azote (N2O), l'ozone (O3).
Les gaz à effet de serre industriels sont les gaz fluorés (CFC, HCFC, HFC, PFC, etc.), l'hexafluorure de soufre (SF6),  le trifluorure d’azote (NF3), les halocarbures (Hal), mais aussi les particules fines, les aérosols...

https://jancovici.com/changement-climatique/gaz-a-effet-de-serre-et-cycle-du-carbone/quels-sont-les-gaz-a-effet-de-serre-quels-sont-leurs-contribution-a-leffet-de-serre/
https://climat.be/changements-climatiques/causes/gaz-a-effet-de-serre

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La vapeur d'eau contribue pour 60% à l'effet de serre planétaire, contribution qui monte jusqu'à 90% si l'on considère aussi les nuages. Cependant, seule une partie très infime de la vapeur d'eau atmosphérique est due aux activités humaines. L'essentielle de la vapeur d'eau est donc responsable de l'effet de serre naturel, sans lequel la planète Terre aurait une température moyenne de -18°C.

https://www.futura-sciences.com/planete/questions-reponses/rechauffement-climatique-vapeur-eau-elle-gaz-effet-serre-912/

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La vapeur d’eau et les nuages ont un e‏ffet de rétroaction rapide – la vapeur d'eau réagit très vite aux variations de la température, par évaporation, condensation et précipitation.
Cette forte rétroaction signifie que la vapeur d’eau et les nuages entraîneraient à l’échelle du globe une hausse de l’énergie thermique trois fois supérieure environ à celle induite par les gaz à effet de serre persistants. Si l’on considère la capacité d’emprisonner la chaleur provenant de la surface de la Terre, ce sont la vapeur d’eau et les nuages qui contribuent le plus au réchauffement.
En plus de contribuer à l’effet de serre et à la formation des nuages, les molécules d’eau prennent part à des réactions chimiques dans l’atmosphère.

https://public.wmo.int/fr/ressources/bulletin/observer-la-vapeur-d%E2%80%99eau

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Une étude publiée en février 2018 évalue les effets complexes du changement climatique sur les nuages, qui couvrent en moyenne 70 % de la planète : elle observe que les nuages d’altitude s’élèvent et que les systèmes nuageux se déplacent généralement vers les pôles ; ces deux tendances devraient accélérer le réchauffement de la planète ; les observations à courte échelle de temps suggèrent que les nuages tropicaux bloqueront moins de lumière solaire, accroissant ainsi le réchauffement.

Kate Marvel, Les nuages, amplificateurs du réchauffement, Pour La Science, no 484,‎ février 2018.

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Les rayons solaires arrivent en permanence sur Terre et chauffent la surface de notre planète. Une partie de ce rayonnement est absorbée par l’atmosphère. Les rayonnements ultraviolets et X sont principalement absorbés au-dessus de 100 km en altitude, tandis que les rayonnements visible et infrarouge sont en partie réfléchis par l’atmosphère et les nuages.  

https://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosclim/contenu/alternative/alter_etape1_1.html

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L’alternance des époques glaciaires et interglaciaires qui se sont succédé sur les hautes latitudes de l’hémisphère nord depuis deux millions d’années est initiée par la combinaison des paramètres orbitaux qui définissent la position de la Terre dans l’espace par rapport au soleil. Une fois déclenchée, la construction (ou la fusion) de calottes de glace conduit à une diminution (ou une augmentation) des gaz à effet de serre dans l’atmosphère, ce qui amplifie le refroidissement (ou le réchauffement) du climat.
La distance Terre-Soleil varie de 3%, L’énergie solaire qui parvient à la Terre varie alors de 6%.
Dans le cas actuel, l’excentricité de l’ellipse étant particulièrement faible, alors que l’inclinaison est loin d’être à son minimum, la situation est peu favorable au retour d’une glaciation ; de plus, cette situation va évoluer progressivement à l’établissement d’étés de plus en plus chauds (diminution de la distance Terre-Soleil en juin, au cours des prochains milliers d’années).

https://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosclim1/sysfacte/soleil/soleil1.htm

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L'activité du Soleil croît et décroît tous les 11 ans. Pour mesurer l'intensité et le niveau d'activité du Soleil, les scientifiques utilisent les taches sombres qui se forment à la surface de notre étoile.
La prévision de la densité d'activité du Soleil a son importance car elle donne une idée approximative de la fréquence et l'intensité des tempêtes et autres sursauts d'activité.
La machine climatique terrestre, dont le moteur est le Soleil, sera impactée d'une manière ou d'une autre mais sans qu'on soit capable de quantifier et localiser précisément cet impact sur les variables climatiques.

https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/soleil-soleil-debute-son-25e-cycle-activite-annonce-nasa-quest-ce-cela-signifie-78864/

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Le rayonnement solaire est la principale source de chaleur sur Terre. La luminosité de l'astre ne varie que de 0,1 % au cours d'un cycle de 11 ans. Toutefois, cette variation aussi infime soit-elle peut avoir un effet significatif sur le climat terrestre.

https://www.futura-sciences.com/planete/actualites/climatologie-lumieres-lien-taches-solaires-climat-terrestre-44080/

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Pour résoudre la question des cycles glaciaires et du rôle des variations orbitales sur le climat, il faut donc comprendre pourquoi le CO2 atmosphérique change en liaison avec l'évolution des calottes de glace et des paramètres orbitaux.
Une explication prometteuse fait intervenir la circulation océanique profonde, notamment la formation des eaux de fond autour de l'Antarctique, qui contrôlent en grande partie la stratification verticale de l'Océan global et sa capacité à stocker du CO2. Les variations du niveau marin liées aux changements des calottes de l'hémisphère nord, mais aussi les variations de l'étendue de la calotte Antarctique, vont modifier la topographie des zones de formation et les caractéristiques des courants de densité qui plongent vers les abysses. En couplant de cette manière la théorie astronomique de Milankovitch et la théorie géochimique d'Arrhénius, il est dorénavant possible d'esquisser une vision cohérente des cycles glaciaire-interglaciaire.

Paillard et Parrenin, The Antarctic ice-sheet and the triggering of deglaciations, 2004.
(CNRS-CEA et Centre national de la recherche scientifique)