Les consequences de l'effet de serre

L'EFFET DE SERRE

Comment a évolué l'effet de serre, pourquoi, et quelles sont ses conséquences sur l'environnement, aujourd'hui et dans un futur proche ?

Production écrite du TPE
Les conséquences de l'effet de serre

IV. Les conséquences de l'effet de serre

1. Un cycle naturel déséquilibré
Considérant d'abord l'aspect purement scientifique c'est-à-dire géochimique du problème, il serait naïf et passablement erroné d'imaginer l'atmosphère comme un ballon plein d'air dans lequel on injecterait chaque année une certaine quantité de gaz carbonique. Il faut plutôt envisager la question comme un super problème de robinets : étant donné trois grands réservoirs naturels, l'atmosphère, l'océan et le "paysage" constitué par la végétation et le contenu organique des sols, sachant que l'atmosphère échange des flux de carbone très importants avec l'océan et avec le "paysage", trouver le taux de croissance de la concentration de gaz carbonique dans l'air résultant de l'injection de 5 à 6 gigatonnes de carbone supplémentaires dues aux activités humaines.
Il est facile de deviner qualitativement comment le cycle naturel du carbone est déséquilibré par cette source artificielle supplémentaire. La teneur en CO2, atmosphérique augmentant, l'océan va commencer à pomper cet excès pour l'enfouir dans ses profondeurs. Toutefois son efficacité sera limitée parce que les hommes ont déjà relâché en moins de cent cinquante ans une quantité de carbone que l'océan ne pourra absorber complètement qu'en quelques millénaires.  Nous allons donc vivre une période transitoire au cours de laquelle il y aura de plus en plus de gaz carbonique dans l'air. Lorsque les réserves de carburants fossiles seront épuisées, les injections artificielles de gaz carbonique dans l'atmosphère cesseront et l'océan continuera, à son rythme propre, de jouer son rôle épurateur (de puits, disent les géochimistes) pour l'excès restant dans l'air. Si le climat et la circulation océanique n'ont pas été complètement perturbés pendant cette phase transitoire, tout rentrera dans l'ordre. Malheureusement, nous ne pouvons pas nous satisfaire de cette prédiction rassurante, parce que celle-ci ne s'accomplira pas avant de nombreux siècles. D'ici là, les hommes auront dû faire face à bien des modifications de leur environnement.

2. Un monde végétal en plein bouleversements
Le "paysage terrestre", d'un autre côté, ne peut pas être considéré comme un grand accumulateur de carbone, puisque la quantité de gaz carbonique de l'air absorbée par les plantes est presque exactement compensée par leur respiration et la décomposition des détritus végétaux en présence de l'oxygène de l'air. Les expériences de laboratoire montrent que la croissance des végétaux est favorisée par une augmentation de la concentration en CO2 dans l'air respiré par les plantes. Cependant il n'est pas évident que tous les autres éléments nutritifs nécessaires soient disponibles dans le milieu naturel et que la végétation devienne plus dense qu'elle n'était.  Jusqu'à présent, il n'a pas été possible aux biologistes de démontrer une quelconque tendance des forêts à assimiler davantage de carbone car l'imprécision des mesures est énorme. En revanche, la déforestation artificielle ou, si l'on veut, le défrichement de nouvelles terres agricoles à partir (principalement) de la forêt tropicale correspond à un flux positif de l'ordre de 1 gigatonne de carbone par an vers l'atmosphère, s'ajoutant aux émissions industrielles. Les photographies prises par les satellites montrent très bien la pénétration humaine dans la grande forêt amazonienne, qui devient de plus en plus clairsemée. On estime à 460 millions de tonnes de carbone les pertes subies par cette forêt pendant la seule année 1980, d'après l'étendue constatée du " défrichement ". Mais il faut souligner que la marge d'incertitude de ces estimations est encore une fois considérable. On connaît mal l'étendue des zones reboisées et l'impact de la reforestation sur le cycle du carbone. On ne connaît guère mieux les effets de l'agriculture sur le contenu en carbone des sols, et les scientifiques sont loin de maîtriser en termes quantitatifs la biochimie de la végétation terrestre à l'échelle planétaire. Des erreurs de plusieurs gigatonnes sont parfaitement possibles.

3. Des prévisions de concentrations en gaz carbonique
Si la nature est compliquée, les sociétés humaines le sont bien plus encore, ce qui explique la consternante fragilité de toute prédiction de nature économique ou sociologique. C'est pourtant sur ce genre de prédiction que l'on doit s'appuyer pour envisager l'évolution à venir de la consommation (combustion) des réserves de carburants fossiles de la planète, charbon, pétrole et gaz naturel, et par voie de conséquence la croissance ou la stabilisation des émissions industrielles de gaz carbonique. On peut se laisser guider en ce domaine par trois types de considérations : l'évolution historique de la consommation de carbone fossile au cours du développement de nos sociétés industrielles, la répartition de la consommation actuelle entre nations industrialisées et nations encore largement agricoles, et enfin l'ampleur des réserves disponibles.
Commençant par l'histoire, on note que la consommation de carbone fossile a augmenté très régulièrement, au taux de 4,2 % par an, pendant la phase d'essor de nos sociétés industrielles depuis 1850 jusqu'à la Première Guerre mondiale (1914-1918). Après cette date, on observe des perturbations évidemment liées aux grands conflits mondiaux et à leurs séquelles, particulièrement la crise économique de 1930. Enfin, l'expansion ayant repris, la consommation s'est remise à augmenter de plus belle, au taux de 4,4 % par an pendant les vingt "années glorieuses" (1950 à 1970). Depuis la grande crise du pétrole de 1973 cependant, la consommation mondiale plafonne ou augmente lentement, aux alentours de 5,5 gigatonnes de carbone par an. La majeure partie des émissions de gaz carbonique provient pour le moment des pays fortement industrialisés, Europe, Amérique du Nord, URSS et Japon, qui comptaient en 1980 pour 80 % de la consommation mondiale de carburants fossiles, soit environ 4 gigatonnes de carbone par an. Le reste, environ une gigatonne, provient des nations en voie de développement, au premier rang desquels la Chine.
Par ailleurs, l'examen des réserves mondiales connues et l'estimation des ressources exploitables du domaine minier font apparaître un confortable matelas. On en déduit qu'une éventuelle stabilisation de la consommation de carbone fossile, particulièrement du charbon, ne sera pas imposée par l'épuisement des réserves mais ne peut résulter que d'une volonté politique partagée au plan mondial.
De nombreux gouvernements, notamment ceux des pays scandinaves, du Canada et des États-Unis, ont déjà manifesté leur "préoccupation" au sujet de l'accroissement de la pollution atmosphérique globale par les émissions de gaz carbonique et aussi par celles de bien d'autres espèces chimiques gazeuses qui ont en commun de contribuer à l'effet de serre de l'atmosphère (nous reviendrons sur ce point). Ce souci écologique, opportunément renforcé par le renchérissement du pétrole et des coûts d'extraction du charbon, a incité de réels efforts
d'économie de l'énergie dont le résultat est une quasi-stabilisation des émissions de gaz carbonique par les nations développées.
Il n'est pas évident que l'on puisse aller plus loin, du moins dans un avenir proche, car les économies d'énergie ont leurs limites et les sources d'énergie "alternatives", chères aux groupements écologiques, se sont révélées décevantes. Au cours du débat public sur les centrales nucléaires qui eut lieu en Suède en 1980, les militants nièrent avec la plus grande conviction que la fermeture des centrales nucléaires suédoises dût entraîner une consommation accrue de carburants fossiles. L'argument avancé était que l'abandon de l'énergie atomique serait compensé par les économies d'énergie et aussi par le recours à des sources nouvelles non polluantes comme l'énergie solaire, l'énergie éolienne ou la récupération de l'énergie d'oxydation des substances végétales. La réalité est que la Suède consomme aujourd'hui 35 % d'énergie de plus qu'en 1980 et que la production d'énergie électrique dans ce pays provient encore pour 45 % des réacteurs nucléaires, 50 % des centrales hydro-électriques, 5 % des centrales thermiques et seulement 0,004 % de générateurs solaires ou d'éoliennes.
Peut-on dans ces conditions envisager un accord international pour limiter les émissions mondiales au niveau actuel de 5,5 gigatonnes par an ?  Rien n'est moins sûr puisqu'un tel accord aurait un effet paralysant sur le développement économique des nations les plus défavorisées, qui sont aussi les moins capables de mettre en œuvre les technologies de fabrication sophistiquées et moins gourmandes d'énergie. On peut déduire de ces considérations qu'il sera bien difficile de stabiliser les émissions mondiales de gaz carbonique au niveau de 1988.
Il est intéressant de noter que 80 % de la consommation mondiale de carbone fossile sert environ un milliard d'individus, c'est-à-dire un cinquième de l'humanité. On peut penser que l'existence d'une notable marge de gaspillage d'énergie dans les pratiques actuelles des nations développées et les progrès techniques à venir permettront, pour ces nations, la poursuite d'un développement économique satisfaisant sans augmentation de leur consommation de carbone fossile. Mais en ce qui concerne les pays en voie de développement partant d'économies peu industrialisées, un modèle d'expansion vraisemblable est bel et bien la croissance de leur consommation à un taux comparable à celui que les nations industrielles ont connu par le passé. Si tel était le cas, on verrait une augmentation très sensible des émissions de CO2 dans l'atmosphère qui passeraient de 5,5 gigatonnes de carbone par an actuellement à 9 gigatonnes en 2025 et 18 gigatonnes en 2050. A ce rythme, la concentration du gaz carbonique dans l'atmosphère atteindrait le double de sa valeur préindustrielle avant le milieu du siècle prochain. Nous estimons pour notre part que ce scénario de développement économique est exagéré et il nous paraît peu probable que la barre des 600 ppm de CO2 soit passée en l'an 2050, pour une variété de raisons dont l'une est la prise de conscience des dangers de l'industrialisation à outrance pour l'environnement. Mais le gaz carbonique n'est pas la seule substance en cause.

4. L'augmentation du niveau de la mer et la fonte des glaciers
Il y a quelques années, l'Agence (américaine) pour la Protection de l'Environnement a obtenu un beau succès médiatique, à défaut du respect des scientifiques, en annonçant que le niveau général des mers allait s'élever de deux mètres d'ici à l'an 2100. Nul doute que cet avertissement ait retenu l'attention des pays où existent des installations humaines importantes dans des zones côtières basses. On pense naturellement à Venise, à la Hollande ou au delta du Gange, mais aussi aux îles Maldives (dont l'altitude ne dépasse pas deux mètres au-dessus du niveau actuel de l'océan Indien). Effectivement, un effet prévisible du réchauffement général de la surface de la Terre est l'augmentation du volume de l'océan global et la fonte accélérée des glaciers, l'un et l'autre processus concourant à l'élévation du niveau moyen des mers. Nous verrons cependant que le phénomène ne peut avoir l'ampleur catastrophique annoncée par l'Environment Protection Agency, du moins à l'échéance d'un siècle.
En réalité, la tendance observée du niveau de la mer en un site particulier dépend très largement de facteurs régionaux qui résultent de la déformation en cours de la lithosphère. Par exemple la Scandinavie, dont le support n'a pas encore totalement récupéré de l'allégement soudain du fardeau de glace qu'il supportait il y a 18 000 ans, s'élève d'un demi-mètre par siècle et même du double dans le golfe de Botnie, de sorte que le niveau moyen des mers qui baignent ses côtes semble descendre d'autant. La plupart des autres régions côtières s'enfoncent au contraire, notamment l'Europe du Sud. A cela, il faut ajouter la variation éventuelle du volume total de l'océan. Ce volume peut augmenter soit par dilatation thermique résultant d'un réchauffement de la masse d'eau existante, soit par addition d'eau douce provenant de la fonte des glaciers terrestres. Bien entendu, la fonte de glaces flottantes, qu'il s'agisse de la banquise saisonnière des océans polaires ou d'icebergs détachés des calottes glaciaires, n'ajoute ni ne retranche rien au niveau de la mer comme nous l'apprend le principe d'Archimède ! Les estimations les plus soigneuses, fondées sur l'analyse des mesures du niveau de la mer en différents points du globe, indiquent une élévation de 15 cm du niveau de l'océan global au cours des cent dernières années (1880-1980), la variation s'accentuant plutôt dans la période plus récente (11 cm entre 1930 et 1980).
Le volume total d'eau stockée dans les glaciers de type alpin formerait, s'il était étalé sur toute la surface des océans, une lame de 33 cm d'épaisseur. On sait par ailleurs que les glaciers de montagne, essentiellement stables pendant le XVIIe et le XVIIIe siècle, ont commencé à décroître rapidement à partir de 1850. Le retrait du glacier du Rhône, par exemple, est démontré d'une manière frappante par l'examen même superficiel des gravures représentant le paysage au XIXe siècle : l'énormité des séracs qui envahissaient la vallée à cette époque contraste avec la discrétion du glacier à la fin du XXe siècle. Il est certain que le taux d'accumulation de la neige aussi bien que la fonte de la glace sont sensibles à la température ambiante, pendant l'hiver dans le premier cas, pendant l'été dans le second. L'estimation globale de la perte de masse de l'ensemble des glaciers de type alpin au cours du dernier siècle correspond à une élévation de 5 cm du niveau moyen des mers, c'est-à-dire 30 % environ de la variation constatée depuis cent ans. En supposant un réchauffement global progressif de 2°C en 2050 et 4°C en 2100, J.Oerlemans a calculé que la contribution des glaciers de montagne à la montée du niveau des mers pourrait atteindre 10 cm en 2050 et le double à la fin du siècle.
Le volume des glaciers alpins est évidemment minuscule vis-à-vis des deux grandes réserves naturelles de glace terrestre, les calottes glaciaires du Groenland et du continent antarctique qui correspondent, respectivement, à des lames d'eau de 7 m et 70 m d'épaisseur étalées sur toute la surface des océans. La calotte glaciaire du Groenland est à une altitude relativement basse et se comporte dans une certaine mesure comme un glacier de type alpin, c'est-à-dire que son volume est limité par la fonte de la glace. Qualitativement, on conçoit que ce processus ne peut qu'être accéléré par un réchauffement général du climat, de sorte que le retrait de la calotte glaciaire du Groenland devrait fournir, selon différentes estimations convergentes, une contribution à l'élévation du niveau général des mers de 0,5 mm par an et par degré de réchauffement global.
Le comportement de la calotte glaciaire antarctique est tout à fait différent : sa température est de toute manière tellement froide que la fonte de la glace ne joue aucun rôle dans le bilan de masse. D'autre part, la calotte recouvre la quasi-totalité du socle continental : son étendue est déterminée, sauf adjonction d'une lame marginale de glace flottante dont l'avancée ou le retrait ne change rien au niveau de la mer. Le volume des glaces antarctiques ne peut donc changer qu'en raison des variations de l'épaisseur de la calotte, elle-même déterminée par les propriétés mécaniques de la glace (propriétés rhéologiques pour les spécialistes) et le taux d'accumulation de la neige sur le plateau glaciaire. Or le climat du continent antarctique est du genre " aride ". Même si les chutes de neige peuvent être abondantes sur la marge côtière, il ne tombe actuellement que 3 cm d'eau par an au centre du plateau. Ce faible taux de précipitation à l'intérieur du continent antarctique tient évidemment à la température très basse de l'air qui ne peut transporter, dans ces conditions, qu'une quantité minime de vapeur d'eau. Or ce processus est directement sensible à un réchauffement de l'atmosphère. Laissant de côté le problème du bassin antarctique ouest, qui n'est pas significatif à l'échelle d'une centaine d'années, on peut donc affirmer que la conséquence du réchauffement climatique prévu sera une augmentation des chutes de neige et donc une croissance de la calotte glaciaire antarctique conduisant à
un abaissement du niveau moyen de l'océan. Il se trouve que cet effet, estimé à -0,5 mm par an et par degré de réchauffement, pourrait compenser assez exactement le retrait de la calotte glaciaire du Groenland. Globalement, la contribution des deux calottes glaciaires au changement du niveau des mers pourrait être quasiment nulle, dans la limite de précision de nos estimations, au moins tant que l'impact climatique de l'effet de serre demeurera modéré.
Reste la dilatation, à masse constante, du volume total des océans qui résultera du réchauffement climatique. Le problème
a priori paraît extrêmement complexe en raison de la multiplicité des régimes de circulation océanique et des échanges qui s'y déroulent. En réalité, un peu de réflexion montre que cet effet est simplement proportionnel au flux moyen net d'énergie absorbé par l'océan, toutes saisons et tous lieux confondus. Cette propriété résulte de l'uniformité approximative du coefficient de dilatation de l'eau de mer dans les couches superficielles de l'océan qui seront atteintes par le réchauffement climatique. Peu importe dans ces conditions que la chaleur reçue soit distribuée dans une couche épaisse ou mince : l'élévation de température sera inversement proportionnelle à la masse et donc à la hauteur de la colonne d'eau tandis que l'allongement, pour un écart de température donné, sera proportionnel à cette même hauteur. Les deux effets se compensent.
Le flux moyen de chaleur (annuel et global) transmis à l'océan est un résultat assez direct des calculs de l'augmentation de l'effet de serre. Ramanathan avait estimé que ce flux pourrait atteindre 4 watts/m² pour un doublement de la concentration préindustrielle du gaz carbonique,
en supposant que la température de l'océan n'a pas eu le temps de s'ajuster. En réalité, un ajustement de la température océanique doit se produire, qui aura pour effet de limiter le flux de chaleur net pénétrant dans l'océan. Pour cette raison, le flux de chaleur absorbé par les mers ne devrait pas dépasser 2 à 3 watts/m²  pendant la période 1990-2050, et même probablement au-delà si la pollution de l'atmosphère globale ne prend pas un tour catastrophique. Nous calculons dans ces conditions une limite supérieure à l'élévation du niveau moyen des mers, due à la dilatation thermique, de 15 à 20 cm en 2050 et d'une quarantaine de centimètres à la fin du XXIe siècle.
En rassemblant ces différents résultats, on trouve que le niveau moyen de l'océan doit continuer à monter à un rythme comparable à celui constaté pendant le siècle précédent, mais tout de même un peu plus rapide. Une estimation vraisemblable de cette hausse est 25 cm en 2050 et peut-être 60 cm à échéance de 2100. Il est évidemment inutile d'insister sur la marge d'incertitude importante qui pèse sur ces estimations mais on reste loin cependant des inondations " bibliques " imaginées par les consultants
de l'Environment Protection Agency. Il faut tout de même garder à l'esprit que l'océan joue le rôle d'un accumulateur de chaleur de très grande capacité : même si l'effet de serre était effectivement stabilisé au XXIe siècle, le réchauffement de la masse océanique n'en continuerait pas moins à un rythme à peine ralenti pendant 100 ans ou plus, avec une hausse correspondante du niveau des mers. Ce phénomène restera donc un problème sérieux pour nos lointains descendants du XXIe siècle.
Pour preuve, une partie importante de la plate-forme glaciaire Larsen B, dont la formation remonterait à 12 000 ans, s'est effondrée sur une période de 35 jours, a indiqué le 19 mars 2002, le Centre américain de données sur les neiges et les glaces (NSIDC). Situé sur la partie est de la Péninsule de l'Antarctique, Larsen suscite depuis plusieurs années l'inquiétude des scientifiques et serait victime des effets du réchauffement climatique. La zone qui s'est écroulée récemment représente 3 250 kilomètres carrés et contenait 720 milliards de tonnes de glace. Durant les cinq dernières années, cette étendue glacée a déjà perdu 5 700 km² et ne couvre plus aujourd'hui que 40 % de sa surface minimum antérieure. Depuis 1974 autour de la Péninsule, la superficie des sept plates-formes glaciaires a diminué d'environ 13 500 km².

5. Les conséquences sur la santé
Chacun sait depuis Hippocrate que la santé humaine est à de multiples égards sous la dépendance des facteurs d'environnement en général, et du contexte climatique en particulier. Or, météorologistes et physiciens de l'atmosphère nous enseignent qu'à la variabilité naturelle du climat, qui a toujours existé et qui a toutes les chances de perdurer, risquent dans les prochaines décennies de se surimposer de nouvelles modalités de variation, largement imputables à l'action humaine.
Dans l'hypothèse d'un quasi-doublement de la teneur de l'atmosphère en équivalents CO2, entraînant un renforcement de l'effet de serre, une élévation notable des températures pourrait se produire au XXIe siècle : c'est ainsi que l'on évoque couramment une hausse moyenne de 2°C sur la France, d'ici à l'an 2050.
La tentation est donc grande d'établir un inventaire des conséquences sanitaires les plus plausibles d'une telle évolution du climat, à moyen ou long terme. Mais c'est là un sujet d'une redoutable complexité. D'abord, parce que l'évolution des températures ne serait pas identique partout à la surface du globe : les modèles font état d'un réchauffement beaucoup plus marqué aux latitudes élevées qu'en zone intertropicale.
En deuxième lieu, parce que l'on connaît mal les répercussions possibles sur les autres éléments du climat, surtout si l'on exclut les précipitations. En troisième lieu, parce que le retentissement sur la santé serait éminemment variable selon le contexte socio-économique et le niveau de développement : on aura l'occasion d'y revenir. Enfin, parce qu'il convient de distinguer avec soin, parmi les effets possibles d'un réchauffement climatique, ceux qui s'exerceraient directement sur l'organisme humain et ceux qui se feraient sentir en façonnant des conditions écologiques plus ou moins favorables à la survie, à la multiplication et au développement de tel ou tel germe pathogène, ou encore de tel ou tel insecte hématophage vecteur de ce germe.
Dans ce dernier cas, ce sont les maladies infectieuses et parasitaires qui sont concernées. L'exemple type est celui du paludisme, dont chacun sait qu'il se concentre aujourd'hui à l'intérieur de la zone intertropicale et sur ses marges subtropicales ; mais la question ne peut pas être éludée du risque de résurgence de la maladie aux latitudes moyennes... Il n'en reste pas moins que, dans l'aire d'extension des climats dits tempérés, c'est avant tout le stress thermique qui, par ses effets directs sur l'organisme humain, est susceptible de modifier de façon notable les taux de morbidité et de mortalité, notamment mais pas exclusivement en ce qui concerne les maladies cardiovasculaires et les affections respiratoires.

a. Les effets directs d'un réchauffement climatique sur la santé
De nombreuses simulations ont porté sur le nombre des décès. On sait que le rythme annuel de la mortalité, hors des tropiques, est le plus souvent caractérisé aujourd'hui par une culmination principale de saison froide (renforcée en présence d'un hiver rigoureux) et par un maximum secondaire de saison chaude (particulièrement saillant durant les périodes caniculaires).
Dans l'hypothèse d'une intensification de l'effet de serre, il faudrait s'attendre pour le siècle prochain à une diminution relative de la surmortalité hivernale, les maladies de l'appareil respiratoire (bronchites, pneumonies) et les cardiopathies contribuant le plus à cette amélioration. A l'inverse, les nouvelles dispositions thermiques détermineraient une assez franche surmortalité estivale, beaucoup moins du fait de la mise en échec absolue des mécanismes thermorégulateurs (hyperthermie, coup de chaleur, déshydratation aiguë) que par suite de la recrudescence de toutes sortes de maladies cardiovasculaires, cérébrovasculaires, respiratoires, métaboliques ou psychiques.
Toute la difficulté est de savoir quelle serait alors la résultante des évolutions opposées caractérisant les saisons extrêmes. En France, si l'on extrapole les situations réalisées au cours des hivers les plus froids et des étés les plus chauds des cinquante dernières années, le nombre des décès pourrait reculer d'entre 5 et 7 % au cours du trimestre décembre-février, alors qu'il augmenterait d'entre 12 et 18 % au cours des trois mois de juin à août.
Toutes choses égales par ailleurs, l'évolution climatique se traduirait donc, dans une classe d'âge donnée, par un renforcement inexorable de la mortalité et par une diminution de l'espérance de vie. Seraient alors spécialement touchées les catégories sociales les moins favorisées (dépourvues de toute installation de conditionnement d'air et souffrant souvent de polypathologies intriquées), ainsi que les femmes (lesquelles, au-delà de la soixantaine, règlent moins efficacement que les hommes leur température interne).
Aux États-Unis, où les contrastes thermiques sont plus accusés, les calculs font état de répercussions encore plus préoccupantes, avec une surmortalité estivale au moins trois fois plus forte que la sous-mortalité hivernale - ce qui se traduirait finalement par une inversion du rythme annuel au milieu du siècle prochain.

Mortalité "actuelle"

Mortalité dans l'hypothèse d'un relèvement thermique de 3,0°C

Évolution attendue du rythme saisonnier de la mortalité à New York en cas de réchauffement.

Mais il ne faut pas dissimuler que d'autres études, apparemment conduites avec la même rigueur scientifique, sont arrivées à une conclusion opposée, aux Pays-Bas ou en Australie. De telles contradictions tiennent, pour une part, à l'incertitude des modèles. Mais il est également vraisemblable que les répercussions d'un réchauffement climatique varieraient d'une région à l'autre.
C'est ainsi qu'en France, tout porte à penser que l'évolution de la mortalité se ferait dans le sens d'un double accroissement des gradients Nord-Sud et Ouest-Est, ainsi que d'un renforcement du nombre des décès au plus fort de l'été dans les grandes villes de l'intérieur, qui paient déjà aujourd'hui le plus lourd tribut aux principales vagues de chaleur.
En fait, tout dépend de la brutalité avec laquelle s'opérerait le réchauffement. Une évolution relativement lente, permettant une acclimatation progressive, n'aurait sans doute que peu de conséquences sanitaires néfastes, avec un minimum de perturbations somatiques et psychiques. Mais si l'évolution se fait par à-coups relativement violents (et les simulations du climat au XXIe siècle ne l'excluent pas), les conséquences risquent d'être beaucoup plus inquiétantes, quitte à ce que se réalise ensuite peu à peu le retour à un nouvel équilibre (cf. ci-dessous).

Évolution attendue de la mortalité estivale en cas de réchauffement, selon le degré d'acclimatation (d'ap. L.S. Kalkstein, modifié).

Parmi les pathologies les plus susceptibles de voir leur prévalence augmenter à l'occasion d'un réchauffement d'ensemble du climat, on a déjà cité les maladies cardiovasculaires et cérébrovasculaires. Mais la liste ne s'arrête évidemment pas là.
Le climat peut aussi avoir des impacts variés sur l'appareil respiratoire avec, en particulier, une recrudescence printanière et/ou estivale des rhinites et des crises d'asthme, d'autant que la hausse des températures amènerait inévitablement le déplacement de l'aire de répartition de nombreuses espèces végétales, dont certaines fortement allergisantes, tandis que la fréquence accrue du "beau temps" chaud, ensoleillé et exempt de fortes précipitations augmenterait les quantités de pollen libérées dans l'air.
L'accroissement difficilement évitable de la pollution des basses couches de l'atmosphère, avec des teneurs majorées en oxydes d'azote, en ozone et en autres polluants photochimiques, jouerait dans le même sens, en contribuant à multiplier les crises d'asthme.
On signalera encore, sans prétendre à l'exhaustivité, les présomptions qui pèsent sur une possible augmentation de la prévalence des lithiases urinaires, sur une élévation sensible du taux de prématurité avec un renforcement corrélatif du taux de mortalité périnatale, une recrudescence des admissions en urgence dans les services de psychiatrie, une multiplication des intoxications (du fait de la mauvaise conservation des aliments), ou encore un risque accru de contamination des systèmes de climatisation et/ou d'humidification par des micro-organismes variés, notamment la redoutable maladie des légionnaires.

b. Les effets indirects d'un réchauffement climatique sur la santé
Le paludisme est à la fois l'une des maladies les plus répandues à travers le monde et l'une des plus sensibles aux conditions ambiantes. Les statistiques "officielles" font état de 100 à 120 millions d'individus qui en présentent chaque année les symptômes. Mais la réalité est beaucoup plus inquiétante encore, et l'on peut avancer le chiffre de 500 millions de cas annuels, sur un total d'environ un milliard de personnes infectées.
Avec 1,5 à 3 millions de décès par an, en majorité des jeunes enfants sur le continent africain, le paludisme représente l'une des toutes premières causes de mortalité à la surface du globe. On rappellera simplement qu'il est dû à un parasite hématozoaire du genre plasmodium, transporté dans la salive du moustique anophèle femelle.
Les anophèles prolifèrent en ambiance chaude et humide. Ils se reproduisent à proximité de l'eau, notamment dans les zones marécageuses et les mares. La durée de l'incubation, autrement dit le temps nécessaire au développement complet du parasite dans le vecteur, dépend de l'espèce et de la souche de l'hématozoaire ainsi que de l'espèce et de la souche du moustique, mais aussi des conditions thermiques (à 28°C, le développement se fait en 8 à 14 jours) et de l'humidité ambiante (qui commande la longévité de l'anophèle, laquelle doit être suffisamment prolongée pour qu'il devienne infectant). Dans ces conditions, on conçoit sans peine que la répartition géographique de la maladie peut se trouver très affectée par un réchauffement climatique, fût-il d'amplitude modérée.

Potentiel épidémique du paludisme en fonction de la température (1 = maximum).

Une élévation de la température aurait pour effet de raccourcir le temps de développement du parasite chez son vecteur, ce qui accroîtrait la capacité vectorielle de l'anophèle. Le réchauffement pourrait donc à la fois augmenter le niveau de transmission en un lieu donné et permettre la transmission dans des régions où elle était auparavant rendue impossible par des températures inférieures, selon l'espèce, à 16 ou 18°C.
Il pourrait en résulter une extension en latitude de la zone d'endémie palustre, sans que les conditions deviennent vraiment défavorables à l'intérieur de cette zone. Des craintes sont ainsi permises pour le nord du Sahel, pour la majeure partie du Maghreb, pour la Turquie, pour le Proche et le Moyen-Orient, ainsi que pour l'Afrique du Sud, pour les tierras calientes du Yucatan et du Centre Est mexicain, pour le Brésil méridional ou pour le sud de la Chine.
Un autre risque d'envergure est celui d'une extension de la maladie vers des altitudes plus élevées, alors qu'aujourd'hui, au-dessus de 1400-1500 m en Asie ou de 1600-1800 m en Éthiopie, les montagnes tropicales sont pour la plupart indemnes.
Il s'ensuit que si, en 1990, 45% de l'humanité vivait dans des régions où sévit le paludisme, le taux pourrait atteindre 60% dans un demi-siècle, du double fait de l'élargissement de la zone impaludée et de sa forte croissance démographique.
Une question très débattue est de savoir si l'évolution est déjà engagée. Beaucoup l'affirment, mais les exemples fournis emportent rarement la conviction. Ainsi, au-dessus de 1000 m sur les hautes terres malgaches, une épidémie meurtrière s'est développée en 1987 dans un secteur où le paludisme était éradiqué depuis 1962.
Pourtant, la température n'a absolument pas varié durant ces vingt-cinq ans : l'explication la plus plausible fait intervenir la crise politique qui, en perturbant l'approvisionnement des centres de santé et des pharmacies, a entraîné l'arrêt des traitements et de la prophylaxie.
De même, une terrible épidémie a éclaté en 1994 au cœur du pays kiga, dans les montagnes du Sud-Ouest de l'Ouganda, autour de Kabale ; cette fois, il est indiscutable que la température a augmenté, mais si peu (de 0,4 à 0,6°C en trente ans) que les facteurs humains paraissent là encore avoir joué un rôle décisif : les effectifs de la population ont plus que triplé en moins de quarante ans et les papyrus qui occupaient jusque-là les fonds de vallée ont été détruits ; or, ils sécrètent une huile essentielle qui forme un film à la surface de l'eau, empêchant la présence de moustiques...
On saisit par là l'importance du nombre des gîtes larvaires, qui déterminent la taille des populations d'anophèles adultes et, par suite, le nombre de piqûres que sera susceptible de recevoir chaque habitant, donc le risque d'être affecté par le paludisme.
Voilà qui montre à quel point on commet une grave erreur méthodologique chaque fois que l'on isole la température des autres éléments, naturels ou anthropiques, susceptibles de conditionner la transmission d'une maladie... Encore l'élévation thermique peut-elle aller de pair avec une baisse de la pluviosité, auquel cas les répercussions sanitaires risquent d'être à l'opposé du schéma attendu.
Tel est depuis 1970 le cas de la région des Niayes, au Nord de Dakar, qui a connu les sécheresses paroxystiques de 1972, 1983 et 1991. En dépit d'une hausse thermique de l'ordre de 0,5°C, le principal vecteur local du paludisme (ici, Anopheles Funestus) a disparu avec les roselières, et la prévalence de cette parasitose a chuté de 50 à moins de 10%, sans que le retour à des précipitations "normales" en 1995 n'entraîne une réimplantation des moustiques.
La preuve est ainsi faite que le réchauffement climatique n'est pas - ou, à tout le moins, pas encore - suffisant pour provoquer une recrudescence du paludisme en zone intertropicale, mais que la vigilance s'impose. Un facteur supplémentaire d'incertitude tient au fait qu'à plus ou moins long terme, des mutations génétiques pourraient conduire à l'apparition de souches d'hématozoaires aux exigences écologiques différentes, un peu comme le plasmodium est devenu en bien des endroits résistant aux médicaments antipaludiques les plus utilisés, à commencer par la chloroquine. Mais les recherches débutent à peine sur une éventuelle mutabilité des micro-organismes pathogènes sous l'effet d'un changement climatique.
Cela étant admis, et s'agissant du paludisme, la question reste posée de savoir s'il menace les latitudes moyennes, et spécialement la France. Il ne faut pas oublier que la maladie y a sévi à l'état endémique jusqu'au début du XXe siècle et que, si elle a été éradiquée, ce n'est pas à la suite d'un refroidissement, mais grâce à l'assainissement des terres humides et des marais.
Ce n'est donc pas le climat qui constitue un facteur limitant et l'on se trouve aujourd'hui dans la situation d'un anophélisme sans paludisme, la présence de vecteurs potentiels n'entraînant pas la transmission de la maladie. On ajoutera que des cas cliniques de paludisme importé sont régulièrement signalés aux abords des grands aéroports internationaux, les moustiques n'étant pas transportés dans les carlingues (désinsectisées) mais plutôt dans des containers.
Il n'en est jusqu'à présent résulté aucune flambée épidémique. Seul un apport massif de parasites, d'une souche compatible avec les populations anophéliennes locales, pourrait occasionner une reprise de la transmission. Mais dans cette éventualité, il est vraisemblable que la réintroduction de la maladie serait aussitôt détectée, donc assez facilement circonscrite et maîtrisée.
Il s'ensuit que, sans être nul, le risque paraît en définitive assez faible, et la plupart des pays européens appellent un constat similaire. A l'inverse, les plus vives inquiétudes sont permises pour le territoire de l'ex-URSS, où l'on ne dénombrait pas moins de 30 millions de cas annuels de paludisme avant la seconde guerre mondiale et où le système de santé souffre aujourd'hui d'une telle désorganisation que ni la surveillance épidémiologique ni le contrôle des populations de vecteurs ne sont correctement assurés.
On saisit par là combien l'impact du paludisme et l'efficacité des moyens de lutte restent liés au niveau socio-économique des populations. Mais, pour en revenir au cas de la France, il est d'autres vecteurs de maladies qui, dans l'hypothèse d'un réchauffement climatique, suscitent davantage d'inquiétudes.
La liste étant longue, on se limitera ici à deux exemples. Le premier est celui d'Aedes albopictus, qui colonise depuis 1990 la moitié septentrionale de l'Italie ; ce moustique d'origine asiatique, bon vecteur de la dengue mais aussi de la fièvre de la vallée du Rift et du virus West Nile (à l'origine d'affections fébriles habituellement bénignes, mais dégénérant parfois en redoutables méningo-encéphalites) pourrait dès à présent gagner le Midi méditerranéen, où ses exigences écologiques seraient satisfaites, puis envahir tout ou partie du pays si le réchauffement annoncé se réalise.
Le second exemple concerne une espèce voisine, très anthropophile, en l'occurrence Aedes aegypti, dont on peut craindre qu'à la faveur d'un relèvement des températures, elle ne ré-envahisse la France : si une surveillance stricte n'est pas mise en place, elle pourrait donner naissance à des épidémies de fièvre jaune et de dengue, particulièrement redoutables dans une population non immune.
Il n'empêche que, dans les pays développés des latitudes moyennes, le risque infectieux et parasitaire reste très largement devancé par les méfaits directs du stress thermique.

6. Autres phénomènes et catastrophes extrêmes
Les modèles ne permettent pas, pour l'instant, de répondre de manière formelle sur ce point. Cela ne signifie bien entendu absolument pas que le nombre d'ouragans ou leur violence n'augmentera pas ; un certain nombre d'indices laissent même penser que nous aurons une augmentation de notre exposition à ce risque. Mais il ne s'agit que d'indices, pas d'une preuve formelle, car la modélisation touche à ses limites sur ce point.
Les modèles ne sont pas capables d'apporter une certitude :
- car la modélisation climatique date de quelques dizaines d'années. A l'époque, les phénomènes extrêmes ne préoccupaient absolument pas le public, ni même les scientifiques. Les modèles n'ont donc pas été conçus pour pouvoir travailler spécifiquement sur ce point.
- car pour pouvoir prédire avec un degré de confiance acceptable l'évolution de phénomènes dont la taille est de l'ordre de quelques centaines de km de diamètre ou moins (un ouragan fait de 500 à 1.000 km de diamètre, une tornade moins de 1 km, un orage quelques km...), il faut travailler avec un modèle dont la maille (voir modèles) est de quelques km de côté, comme c'est le cas en météo. Or les modèles climatiques actuels travaillent avec des mailles de quelques centaines de km de côté, ce qui est très nettement insuffisant pour analyser avec un bon degré de confiance la fréquence de ce genre de catastrophe.

Mais quelques indices peuvent quand même être obtenus en analysant les résultats des modèles :
- la variabilité est la mesure de la fréquence et de l'intensité avec lesquelles une valeur s'écarte de la moyenne. Comme son nom l'indique, un phénomène extrême est un phénomène "à l'extrême" des valeurs "normales", c'est à dire près de la moyenne. Un phénomène extrême correspond donc au cas où une composante du climat (les précipitations, le vent, la température...) est très éloignée de sa valeur moyenne. En hiver, une température de 25 °C sera "extrême", parce que la moyenne est beaucoup plus basse. Météo France parle souvent de températures "très éloignées des normales saisonnières" ou "dans les normales saisonnières" : c'est une autre manière de dire "loin de la moyenne" ou "dans la moyenne", ou encore "extrême" ou "normal". En regardant si, au fur et à mesure que l'on avance dans le temps, les valeurs instantanées obtenues via les modèles (qui calculent, à intervalles donnés, les valeurs de la température, de la pression, etc, sur tout un ensemble de points), puis en faisant la moyenne sur la durée de modélisation (un siècle, deux siècles...), on peut regarder si les valeurs calculées s'écartent de plus en plus souvent et fortement des moyennes ou pas. Si oui, on dit que la "variabilité" du climat modélisé augmente. Cela signifie que le climat modélisé a tendance à produire de plus en plus de valeurs "inhabituelles", "en dehors des normales".

Pour certains modèles (pas pour tous), on a étudié l'évolution de cette variabilité du climat futur. Les modèles étudiés font tous ressortir une évolution à la hausse de cette variabilité, notamment en ce qui concerne le cycle de l'eau. Cela signifie donc une possible augmentation :
- des inondations,
- des sécheresses (et peut-être... des gelées intenses sous nos latitudes).

Certains modèles prédisent également une augmentation des tempêtes (ce qui se matérialise par une occurrence plus fréquente de vitesses de vent élevées). C'est un premier résultat, qui demande à être confirmé par un travail approfondi, mais qui indique quand même que le risque de voir apparaître plus de phénomènes extrêmes existe, sans que l'on puisse nécessairement localiser les endroits qui seront plus particulièrement concernés ou quantifier cette augmentation.

El Niño et La Niña donnent un exemple intéressant illustrant cette difficulté de localisation et les enchaînements en cascade qui peuvent conduire une simple différence de température à des catastrophes.
Le phénomène trouve son origine dans une variation de quelques degrés seulement (2 ou 3) de la température de surface des eaux du Pacifique.
Or les conséquences :
- se sont produites pour partie à des milliers de km du phénomène d'origine,
- ont été très significatives : sécheresses intenses (les dernières ont conduit à de gigantesques incendies, car dans toute cette affaire il ne faut pas oublier la présence de l'homme), moussons diluviennes, et disparition temporaire de populations de poissons au large du Pérou.

En particulier, l'une des conditions pour qu'un ouragan prenne naissance à l'équateur est que la température de surface de l'eau soit supérieure à 27°C. Si la zone où cette température est atteinte devient plus étendue, on voit bien que cela risque de favoriser l'apparition plus fréquente d'ouragans.

Enfin un ouragan est un événement par lequel l'atmosphère évacue rapidement une fraction de son énergie. Par suite du réchauffement, l'atmosphère, globalement plus chaude, donc recelant plus d'énergie, pourrait engendrer des phénomènes de libération plus "énergétiques", ce qui signifie que leur pouvoir destructeur unitaire augmenterait.
Si on ne peut répondre formellement à la question de la fréquence ou de la violence des mauvaises surprises, les indices dont nous disposons laissent cependant penser que les choses devraient plutôt évoluer dans le mauvais sens.

Les tempêtes de l'hiver 1999 en France sont-elles les premiers signes du réchauffement ?

Conformément à ce qui précède, il est prématuré de dire que ces tempêtes - en fait des ouragans - sont une conséquence du réchauffement global.
Toutefois, sans déroger à la nécessaire prudence, on peut quand même affirmer qu'en ce qui concerne la partie "inondations", c'est une explication cohérente avec les tendances issues de la modélisation, ainsi qu'il est expliqué ci-dessus.
On peut aussi être troublé par le rapprochement entre les conditions qui ont permis l'apparition de cette "tempête" et ce que prédisent certains modèles.

Le "moteur" des tempêtes est toujours une différence élevée de température ou d'humidité entre deux masses d'air (on parle de gradient). Or plusieurs modèles - par exemple celui de l'IPSL - prédisent que le changement climatique va refroidir l'air situé au nord de l'Europe (en fait près du Groenland, par suite du ralentissement de la circulation océanique) et réchauffer l'air situé au sud de l'Europe.
Une telle évolution augmenterait chroniquement la différence de température entre le Nord et le Sud de l'Europe.
On se rappellera peut-être que les tempêtes de l'hiver 1999 (qui étaient en fait des ouragans) avaient pour origine la confrontation au -dessus de la France d'une masse d'air inhabituellement chaude venu du sud avec une masse d'air inhabituellement froide venu du nord.
En conséquence, une évolution régionale telle que celle donnée par le modèle de l'IPSL (qui n'est pas le seul à prévoir des évolutions de cette nature) "aiderait le hasard" dans l'apparition de tempêtes analogues à celles que la France a connue.

Plus généralement, les modèles prédisent tous des augmentations de gradient ici ou là, mais pas aux mêmes endroits (ce qui est une conséquence normale de leurs limites). Des renforcements de gradients, non localisables à l'avance, sont donc probables, et ces tempêtes donnent donc une bonne idée de ce qui pourra survenir de manière chronique en cas de réchauffement, chez nous ou ailleurs (probablement sans que l'on puisse le prévoir),

Deux derniers points sont d'importance :
- si ce genre de phénomène est déjà une conséquence du réchauffement, il y a probablement bien pire à venir, les modifications en cours étant destinées à s'accentuer quoi que nous fassions pendant encore quelques siècles.
- quand bien même il serait prouvé que les phénomènes extrêmes violents (de type ouragans) ne vont pas augmenter en fréquence ou en intensité, cela ne rend pas pour autant le phénomène du réchauffement climatique exempt de risques.

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