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La réalité du changement climatique et le rôle des gaz à effet de serre.
Jean-François Soussana
To cite this version:
Jean-François Soussana. La réalité du changement climatique et le rôle des gaz à effet de serre.. La réalité du changement climatique et le rôle des gaz à effet de serre, Oct 2008, Cournon d’Auvergne, France. 24 p. �hal-02812456�
Colloque Agriculture Biologique et Changement Climatique,
17-18 Avril 2008, ENITA Clermont.
A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E
E N V I R O N N E M E N T
La réalité du changement climatique et le rôle des gaz à effet de serre
Jean-François Soussana
Unité de Recherche sur l’Ecosystème Prairial, INRA,
Clermont-Ferrand
Rayonnement solaire visible et proche IR
Rayonnement
infra-rouge
L’effet de serre
Le bilan radiatif de la Terre
Energie Solaire
Jour Nuit
Sans effet de serre,
la température moyenne à la surface de la terre serait de -18°C
Rayonnement infra-rouge
Azote Oxygène
Vapeur d’eau Gaz carbonique
Méthane Oxyde nitreux
Ozone
Les gaz à effet de serre
à l ’ère préindustrielle
L’action de l’homme sur l’effet de serre
Augmentation exponentielle depuis la révolution industrielle (encart) de la concentration atmosphérique de trois gaz à effet de serre
majeurs
IPCC 2007
CO
2CH
4N
2O
Réchauffement global depuis 1850
(NASA, 2008)
Les 8 années les plus chaudes jamais observées sont celles du XXI
èmeS. et 1998
Le réchauffement climatique en France durant le XX ème S.
(d’après Bessemoulin et Mestre, 2001)
Minima Maxima
L’empreinte de l’homme sur le climat
Modélisation :
causes anthropiques et naturelles
Modélisation : causes naturelles
Température mesurée
IPCC 2007
• Le réchauffement du climat ne fait pas de doute
• La plus grande partie de l’augmentation des températures mouennes mondiales depuis la moitié du XX ème S. est très
probablement due à l’augmentation des émissions anthropiques de gaz à effet de serre
• Il est très peu probable que le changement climatique de ces 50 dernières années puisse être expliqué en l’absence d’influence humaine
• Des influences discernables de l’homme interviennent maintenant pour d’autes aspects du climat, incluant le réchauffement de
l’océan, les températures moyennes des continents, les températures extrêmes et la distribution des vents
• Le réchauffement projeté pour 2100 varie entre 1,1 et 6,4 o C
IPCC : rapport du Groupe de travail I
Qu’est-ce qui change ?
• Changement des concentrations atmosphériques de GES
• Réchauffement des surfaces terrestres et de la basse atmosphère
• Réchauffement discernable jusqu’à 300 m dans l’océan
• Augmentation des températures les plus chaudes et réduction des températures les plus froides
• Pluies et cyclones plus intenses
• Montée du niveau des océans
• Réduction du pH des océans liée à la dissolution de CO
2• Baisse graduelle de la circulation thermohaline (‘Gulf Stream’)
• Réduction du manteau neigeux et des calottes glaciaires
• Changements de distribution et de comportement des espèces végétales et animales
89% des études montre des changements observés allant dans le sens attendu avec un réchauffement
IPCC 2007
Le changement climatique a-t-il débuté ?
Température moyenne
Niveau de la mer moyen
Manteau neigeux de l’hémisphère Nord
IPCC 2007
Canicule 2003 et activité de la végétation
Anomalie des températures estivales (Juillet 2003, MODIS)
Anomalie de la végétation
(Juillet 2003)
• Pour les écosystèmes Européens :
- Productivité : -25 %
- Stocks de carbone : -0,5 Gt de carbone, (l’équivalent d’une augmentation de 40% des
émissions anthropiques de CO 2 en Europe)
Attention, au risque d’emballement de l’effet de serre !
(Ciais et al., Nature 2005)
• Pour l’agriculture Française :
- Cultures d’été (maïs) : -30 % - Cultures d’hiver (ex. blé) : -21 % - Arbres fruitiers : -25 %
- Fourrages : -30 %
Quels ont été les impacts de la canicule
2003 ?
Températures Précipitations
Année Hiver Eté Année Hiver Eté
Scénario
B2 2° à 2,5° 1,5° à 2° 2,5° à 3,5° -5% à 0 0 à +10% –5 % -25 à Scénario
A2 3° à 3,5° 2,5° à 3° 4° à 5° -10% à 0 +5% à +20% –20 % -35 à
Valeurs typiques des changements climatiques moyennés sur la France entre la période 2070-2099 et la période 1960-1989
(simulations climatiques Météo-France et IPSL).
Baisse de la pluviométrie estivale
Fréquence de jours très chauds en été (températures supérieures à 35°)
Mesurée pour la période 1960-1989 (0 à 3 %)
Simulée pour la période 2070-2099
par les modèles climatiques régionaux
de Météo-France (10 à 30 %)
Doublement du CO 2 atmosphérique
• Production annuelle
Graminées tempérées C
3: +10 % Légumineuses : +25 %
Graminées d’origine tropicale C
4: +5 %
• Valeur nutritive des graminées fourragères
– Moins de protéines : -20 %
– Plus d’énergie, sucres solubles : +30 %
• Besoins en eau
– Diminution modérée (-5 à -15 %)
INRA, Clermont-Ferrand
Enrichissement en CO 2 à l’air libre : impacts sur la diversité végétale
Graminées Légumineuses Autres dicots.
Mai
Juillet
Septembre
350 600 6 coupes
350 600 3 coupes
(Teyssonneyre et al., 2002, GCB)
INRA, Clermont-Ferrand
Impacts probables d’un réchauffement de 3°C sur la production (sans variation des précipitations)
(d’après Rustad et al., 2002)
Température moyenne annuelle (°C)
4 6 8 10 12 14 16 18
Ef fet sur la pro du ction an nu el le (% )
-60 -40 -20 0 20 40 60
Sud-Ouest, Méditerranée Centre,
Ouest Moyenne
montagne
Alpages
Risques liés à la sécheresse et à la canicule
Eté 2003 : baisse de 30 % de la production fourragère nationale
Dégradation des prairies Perte de carbone des sols
Réduction de l’ingestion et de
la production des ruminants
Quelles adaptations ?
• Allonger la saison de pâturage pour bénéficier d’une
croissance potentielle accrue de l’herbe au printemps et à l’automne,
• Revoir le calendrier fourrager pour constituer des stocks de fourrages pour l’été et réduire les stocks hivernaux,
• Utiliser des cultures fourragères résistantes à la sécheresse et économes en eau.
– Substituer, par exemple, la fétuque élevée ou le dactyle au ray- grass anglais, et le sorgho au maïs fourrager,
• Adapter les bâtiments d’élevage pour limiter les impacts
de la canicule sur les performances animales.
Quelles adaptations ? (suite)
• Mieux utiliser les légumineuses fourragères dont le potentiel de production sera accru grâce à
l’augmentation du CO 2 atmosphérique et au réchauffement,
• Favoriser des prairies à biodiversité plus élevée, comme assurance vis-à-vis de la variabilité du climat,
• Conserver, voire accroître, les stocks de carbone
dans la matière organique des sols prairiaux afin
de contribuer à la lutte contre l’effet de serre.
Vulnérabilité des prairies et des élevages au changement climatique et aux
événements extrêmes (VALIDATE)
Programme Vulnérabilité : milieux et climat 2007
APPEL A PROJETS DE RECHERCHE
Scénario A2 pour 2050
Effets combinés du CO
2(570 ppm),
d’un réchauffement (+3°C) et d’une réduction de la pluviométrie (-20 % en été)
Transplantation de monolithes de prairie (INRA, Clermont-Ferrand)
CO2
Précipitations Température
CO2
Précipitations Température
Expérience multi-sites avec extrêmes
Expérience in-situ à l’air libre combinant
sécheresse et
réchauffement de 3°C (scénario 2050)
avec ou sans extrêmes
Un événement extrême appliqué en Juillet 2009 de magnitude égale à celle de 2003 ou à celle projetée en 2050
Exclusion de pluie : rideaux
Réchauffement : câbles chauffants
Lusignan 12 °C (ORE) Prairie temporaire
Theix 9°C (ORE) Prairie permanente
Mauguio 15°C Prairie temporaire
Lautaret 2°C (CNRS) Alpage
Exclusion de pluie Chauffage
infra-rouge
