Le changement climatique est régi par des interactions entre processus naturels et anthropiques (d’origines humaines). On l’observe sur de longues périodes de temps et à différentes échelles. Les notions suivantes permettent d’en comprendre les causes et les conséquences.
₁ Qu’est-ce-que cela veut dire (en créole)
« Le climat est un système couplé extrêmement complexe, composé de l’atmosphère, de l’hydrosphère, de la biosphère, et de la cryosphère ; qui interagissent à toutes les échelles de temps et d’espace » (Ch. Cassou, CERFACS)
Ces interactions conditionnent le climat d’une région (tropical, aride, tempéré, continental, polaire…) sur une période de temps donnée (journée, semaine, saison, année, décennie…). Elles influent sur les températures, les précipitations, les vents, les pressions, etc.
La répartition inégale de l’énergie solaire perçue par la terre joue, elle aussi, un rôle majeur. Elle favorise des échanges d’énergies qui agissent sur le climat, entre les régions du globe.
Le climat s’observe sur plusieurs années, tandis que la météo se focalise sur des prévisions à court terme (quelques jours maximum).
Climat ou météo ?
CLIMAT = Temps long
METEO = Temps court
L’effet de serre est un processus naturel de réchauffement des basses couches de l’atmosphère qui permet des températures propices à la vie sur terre. Les gaz de l’atmosphère filtrent la majeure partie de l’énergie solaire avant son arrivée à la surface terrestre. Le reste d’énergie absorbé par la surface est ensuite renvoyé vers l’espace sous forme de rayons infra-rouges. Les gaz à effet de serre interceptent et accumulent les rayons thermiques. Ils régulent ainsi le réchauffement global de la planète.
Atmosphère ? Gaz à effet de serre ? Autres exemples dans le système solaire …
Lune - absence d’atmosphère : température de 100°C le jour et de -183°C la nuit. 
Mars - présence d’atmosphère mais absence de gaz à effet de serre : température moyenne de -55°C. 
Vénus - présence d’atmosphère et présence importante de gaz à effet de serre : température moyenne de 458°C 
L’augmentation des gaz à effet de serre provoque un déséquilibre du système climatique. Plus ils sont concentrés, plus leur capacité d’absorption des rayons infra-rouges est grande. Cet effet de serre additionnel se traduit par des températures moyennes mondiales en hausse. Le comportement des masses d’air atmosphériques est modifié, provoquant des changements climatiques globaux.
L’augmentation des gaz à effet de serre est liée aux activités humaines. On distingue les gaz « naturels » et ceux « artificiels » :
Les gaz naturels
| Appellation | Formule chimique | Exemple(s) d’émission | |
|---|---|---|---|
| Vapeur d’eau | H2O | Centrale nucléaire |  |
| Dioxyde de Carbone | CO2 | Combustion énergie fossile, déforestation, etc |   |
| Protoxyde d’azote | N2O | Agriculture, industrie, etc |   |
| Chlorofluorocarbure | CFC | Aérosols |  |
| Tétrafluorométhane | CF4 | Agents réfrigérants |  |
| Hexafluorure de souffre | SF6 | Isolants thermiques |  |
Les gaz artificiels
Comment analyser l’effet de serre ?
Le bilan radiatif permet d’estimer les flux d’énergies perçus et évacués par la terre. Il correspond à la différence entre le rayonnement solaire entrant et celui sortant (infra-rouge). Lorsque cette dernière est nulle, cela signifie que le flux d’énergie rejeté est égal au flux d’énergie absorbé. Un forçage radiatif est un changement du bilan radiatif provoqué par la modification d’un paramètre comme par exemple une augmentation de la concentration de C02 - gaz à effet de serre (GES) - dans l’atmosphère.
Le climat est un processus dynamique soumis à des fluctuations. Des changements climatiques importants se sont déjà produits au cours des temps géologiques. L’histoire de la Terre est ponctuée de périodes très froides et de redoux. Les études paléoclimatiques tentent de reconstituer les climats passés et identifient des événements qui expliquent ces variations :
| Evénement(s) | Conséquence(s) |
|---|---|
| Modification de la rotation et de l’inclinaison de l’axe de la terre par rapport au soleil | Concentration des rayonnements solaires plus ou moins importants |
| Eruptions majeures | Rejet de gaz à effet de serre et d’aérosols |
| Dynamique lithosphérique | Mouvement et formation des continents |
| Variation de l’activité solaire | Variation de l’apport énergétique du soleil |
Ces événements naturels peuvent expliquer les variations de températures et les modifications climatiques jusqu’au milieu du XXème siècle. A partir de 1950 les experts et scientifiques s’accordent pour dire que l’ampleur et la vitesse du réchauffement planétaire actuel est sans précédent (GIEC, 2013).
L’anthropocène, soit l’ère de l’Homme, est marquée par un développement des activités humaines à fort rejet de gaz à effet de serre à l’origine du dérèglement et du changement climatique global.
« La question n’est plus de savoir si le climat changera du fait des activités humaines, mais dans quelle mesure, à quelle vitesse et où exactement ». Bob Watson, président du GIEC, 2000
Face à l’ampleur du phénomène, des acteurs agissent en faveur du climat. En réponse à cette menace sociétale, des mesures et des actions sont mises en place à toutes les échelles.
Dès le XXe siècle, la question du changement climatique est abordée, devenant de plus en plus centrale. Le Groupe Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat (GIEC) est créé en 1988 suite aux premiers accords sur le climat. Son rôle est de fournir un suivi scientifique des processus de réchauffement et de changement climatique. Il dépend du Programme des Nations Unies pour l’Environnement (PNUE) et de l’Organisation Météorologique Mondiale (OMM). Principal organe international en la matière, il est constitué d’experts du monde entier. Le GIEC publie régulièrement des rapports d’évaluation multivolume. Ils s’appuient sur les données et connaissances scientifiques, techniques et socio-économiques les plus précises.
« Les trois dernières décennies ont été successivement les plus chaudes à la surface de la terre qu’aucune autre décennie passée depuis 1850 ». (GIEC, 2013)
Les rapports du GIEC démontrent avec certitude les liens entre les gaz à effet de serre (GES), l’augmentation des températures et le changement climatique. Quatre scénarii (RCP) ont été définis pour représenter l’évolution potentielle de la concentration des gaz à effet de serre jusqu’à l’horizon 2300. Ces projections envisagent les perspectives et conséquences qu’aurait une hausse des émissions de gaz à effet de serre sur les activités des Hommes.
RCP 2.6 : Pic de l’émission de gaz à effet de serre avant 2100, puis diminution : stratégies d’atténuations agressives qui font baisser le niveau global d’émissions d’ici dix ans, pour atteindre une quantité presque nulle dans 60 ans.
RCP 4.5 : Stabilisation sans dépassement de l’émission des gaz à effet de serre : les émissions de CO2 repassent sous les niveaux actuels en 2070 et la concentration atmosphérique se stabilise à la fin du siècle aux alentours de deux fois le niveau préindustriel.
RCP 6.0 : Stabilisation sans dépassement de l’émission des gaz à effet de serre : les émissions de CO2 continuent à augmenter jusqu’en 2080 ; la concentration prend plus de temps pour se stabiliser et dépasse celle du RCP4.5 de 25%.
RCP 8.5 : Augmentation continue de l’émission des gaz à effet de serre : en 2100, la concentration atmosphérique de CO2 atteint trois ou quatre fois le niveau de l’ère préindustrielle.
Croissance des GES à l’horizon 2100 selon les RCP du GIEC
Source - GIEC, 2013
Le GIEC alerte la communauté internationale. Quel que soit le scénario envisagé, l’augmentation des températures moyennes mondiales est inévitable. La tendance s’échelonne entre + 0.3°C et + 4.8°C à l’horizon 2100 (GIEC, 2015).
Les effets d’un réchauffement global sont à craindre. Certains sont déjà identifiés et ont des répercussions sur de nombreux paramètres climatiques. Pour éviter des impacts climatiques extrêmes et leur conséquences, il est primordial de limiter l’augmentation future des températures à 2°C puis 1.5°C (GIEC, 2014).
Dans ce contexte, à l’instar du projet C3AF, la communauté scientifique doit identifier, quantifier et spatialiser les effets potentiels du changement climatique à des échelles variables.
Les territoires du bassin de la Caraïbe n’échappent pas aux effets du changement climatique. L’exposition des espaces insulaires est même accrue. En 1994, les états caribéens ont demandé un appui financier à l’Organisation des Etats Américains (OEA) en vue de développer des projets régionaux d’adaptation au changement climatique. La réponse fut la création et le financement d’un programme d’adaptation au changement climatique de la Caraïbe. Supervisé par la Communauté Caribéenne (CARICOM) dès 1997, il déboucha sur la mise en place d’un Centre Communautaire de lutte contre le Changement Climatique de la Caraïbe (CCCCC). Basé à Belize et mis en service en 2002, le centre facilite la coordination des projets à l’échelle régionale. Mais les territoires français des antilles ne font pas partie de ce centre.
Aux Antilles françaises, des actions locales se mettent cependant en place sous l’égide de la France. La question du changement climatique est abordée tant au niveau politique que scientifique.
A l’occasion du sommet « Caraïbe Climat 2015 » organisé par le Conseil Régional de Martinique, les responsables politiques des territoires du bassin caribéen se sont regroupés pour lancer un appel à la communauté internationale (Région Martinique, 2015). « L’Appel de Fort-de-France » adopté par une trentaine de signataires est une demande qui a été envoyée aux états occidentaux pour :
Les chercheurs de Météo-France étudient les climats passés et futurs depuis les années 1980. Les résultats de leurs travaux alimentent les recherches sur le changement climatique et contribuent à l’élaboration des rapports du GIEC.
Météo-France établit des profils climatiques futurs par modélisations numériques. Ils permettent de projeter le climat à l’échelle planétaire jusqu’à l’horizon 2300 mais également de le reconstruire jusqu’à 130 000 ans en arrière.
Plus localement, les experts affinent les résultats sur les territoires français. Ils dressent des profils climatiques régionaux et locaux dans un contexte de changement climatique. En 2014, un rapport d’expertise calé sur les RCP’s du GIEC, présentait les résultats de ce que pourrait-être le climat en France à l’orée du XXIème siècle (OREC, 2014). Des projections sur les températures, les précipitations, l’activité cyclonique et les variations du niveau marin ont pour la première fois été proposées pour les territoires d’Outre-mer.
Aux Antilles, les températures varient plus avec l’heure et l’altitude que la saison. Par exemple, en Martinique les températures diurnes/nocturnes en saison sèche (février-avril) atteignent 30,5/22,5°C en moyenne au Diamant contre 25,5/19,5°C à Fond-St-Denis (situé 450 m plus haut), contre 31,4/23,8°C et 26,9/21,5°C en saison humide (juillet-novembre). Soit environ 5-8°C d’écart entre le jour et la nuit, 2-5°C d’écart entre les deux localités, et seulement 1-2°C d’écart entre les saisons sèche et humide.
D’après le modèle Arpege-Climat de Météo-France, on s’attend à un réchauffement marqué dans toute la région Caraïbes, de l’ordre de 1,5°C sur l’océan et 2°C sur la terre (îles et continent) en moyenne sur l’année entre les décennies récentes et à venir (accélération du réchauffement à partir de 2050-2055), en faisant l’hypothèse d’un scénario d’émission de gaz à effet de serre pessimiste. Ce réchauffement est plutôt homogène sur l’océan mais variable sur la terre, au moins en partie à cause du relief. Le réchauffement est légèrement plus marqué sur les Antilles françaises que sur l’océan adjacent mais cet effet est très réduit en comparaison des masses terrestres plus étendues.
Dans le détail, aux Antilles françaises les températures diurnes/nocturnes en saison sèche augmenteraient d’environ 1,5/1,5-2°C à l’horizon 2055 et 2,5-3/2,5-3,5°C à l’horizon 2080 (en saison humide le réchauffement serait d’environ 0.5°C moins fort). Le réchauffement souvent plus fort la nuit entraînerait une réduction de l’amplitude thermique journalière, sauf exception (Fond-Saint-Denis et la Caravelle en Martinique, Gustavia à Saint-Barthélemy, Grand-Case à Saint-Martin).
Les vagues de chaleur deviendraient aussi beaucoup plus fréquentes. Des températures exceptionnelles aujourd’hui deviendraient courantes dans le futur. Par exemple, la plus forte température observée en Guadeloupe sur les 25 dernières années (environ 34°C à l’ombre le jour, 26-27°C la nuit) serait dépassée quasiment tous les ans.
Les données ponctuelles sont issues d’une combinaison des stations Météo-France et d’Arpege-Climat. Les valeurs historiques correspondent aux moyennes saisonnières issues des températures journalières sur 34 ans (26 ans pour les Îles du Nord), corrigées et géolocalisées sur les stations. Valeurs d’évolution: soustraction des valeurs historiques à celles pour l’horizon 2055/2080. Les données Caraïbe sont issues directement du modèle Arpege-Climat. L’incertitude des projections est traitée en partie avec 5x2 simulations historiques/futures différant par leur état initial (avec des réponses météorologiques/climatiques variées par effet papillon) et 2 horizons temporels.
L’altitude a un effet marqué sur la pluviométrie en Guadeloupe et Martinique, avec des cumuls 5 à 10 fois plus élevés sur les reliefs. Le Sud Basse-Terre (Guadeloupe) et le Nord Caraïbe (Martinique) concentrent les écarts les plus importants entre les pentes arrosées des volcans et le littoral Caraïbe plus sec. Comparé à la saison sèche, la distribution spatiale des pluies en saison humide est similaire mais les écarts sont moins marqués et les cumuls plus importants (2 fois ou plus).
D’après le modèle Arpege-Climat de Météo-France, on s’attendrait à une diminution des précipitations sur une bonne partie de la Mer des Caraïbes, les Petites Antilles (assèchement localement plus faible d’environ 10%) et l’Atlantique plus à l’est, ainsi qu’autour du Golfe du Mexique et des Bahamas. Une augmentation des précipitations sur l’Ouest de la Mer des Caraïbes, sur une partie des Grandes Antilles et en Atlantique plus au nord est également attendue. Ces évolutions sont celles des cumuls annuels moyens entre les décennies récentes et à venir, en faisant l’hypothèse d’un scénario d’émission de gaz à effet de serre pessimiste.
Dans le détail, en Guadeloupe et Martinique les précipitations diminueraient toute l’année sur la quasi-totalité du territoire, sauf en Guadeloupe en saison sèche à l’horizon 2055 où seuls seraient concernés les littoraux sous le vent. Alors qu’en saison sèche cet assèchement projeté est plus fort à l’horizon 2080 (10-15% en Guadeloupe, 15-20% en Martinique) qu’à l’horizon 2055 (5% en Guadeloupe, 10-15% en Martinique), en saison humide il est à l’inverse légèrement moins marqué à l’horizon 2080 (10-15% en Guadeloupe, 5-10% en Martinique) qu’à l’horizon 2055 (10-15% pour les deux îles). Ces tendances sont globalement plus faibles sur les reliefs des deux îles (Basse-Terre, Nord de la Martinique) et plus fortes sur certaines parties de la Guadeloupe (littoraux sous le vent) et de la Martinique (Sud-Est, littoraux du centre et du Nord).
L’assèchement généralisé va de pair avec une diminution de la fréquence des fortes pluies et une augmentation de celle des sécheresses. En Guadeloupe par exemple, le nombre de jours où les précipitations dépassent 10 mm est réduit (-2 à -7 jours) pendant la saison humide pour les 2 horizons temporels (historiquement 20-60 jours selon le lieu). A l’inverse, le nombre d’épisodes secs (4 jours ou plus sans pluie) augmente significativement à l’horizon 2080 (de 58 à 61 jours/an).
Les données insulaires sont issues d’une combinaison des stations Météo-France et d’Arpege-Climat. Les valeurs historiques correspondent aux moyennes saisonnières issues des cumuls journaliers sur 34 ans (corrigés et géolocalisés sur les stations) et spatialisées à haute résolution. Valeurs d’évolution: soustraction des valeurs historiques à celles pour l’horizon 2055/2080. Les données Caraïbe sont issues directement du modèle Arpege-Climat. L’incertitude des projections est traitée en partie avec 5x2 simulations historiques/futures différant par leur état initial (avec des réponses météorologiques/climatiques variées par effet papillon) et 2 horizons temporels.
Aux Antilles, le vent de surface est dominé toute l’année par un régime d’alizés. Il s’agit d’une ceinture de vents d’est très stables et présents autour du globe dans la bande tropicale. Dans l’Atlantique Nord, les alizés s’étendent entre l’Afrique et l’Amérique centrale et constituent la branche Sud de l’Anticyclone des Açores, qui est par ailleurs bordé au Nord par une ceinture de vents d’ouest entre le Canada et l’Europe. A une échelle plus locale, les îles de l’Arc antillais forment autant d’obstacles aux alizés, qui sont ralentis en amont et surtout en aval, avec un effet de sillage d’autant plus marqué que les îles sont hautes et grandes comme c’est le cas au centre de l’Arc entre la Martinique et la Guadeloupe. On parle alors de côtes au vent pour les littoraux Atlantique qui sont généralement plus venteux et arrosés, et de côtes sous le vent pour les littoraux Caraïbe moins ventilés et plus secs.
D’après le modèle Arpege-Climat de Météo-France, on s’attendrait à un léger affaiblissement et déplacement de l’Anticyclone vers le nord à l’horizon 2080. Ceci se manifesterait notamment par un léger affaiblissement des alizés et des vents d’ouest, y compris pendant la saison cyclonique. Autour des Petites Antilles, les alizés sont ralentis plutôt dans la partie Nord de l’Arc (St-Martin/St-Barthélemy notamment) et à l’Est côté Atlantique, tandis que les îles du centre et du Sud (la Martinique en particulier) voient peu ou pas de changement. La Guadeloupe étant située en limite de ces deux zones, l’évolution du vent y est plus incertaine et pourrait être modulée par des effets locaux liés entre autres au relief. Ces évolutions, attendues entre les décennies récentes et à venir, font l’hypothèse d’un scénario d’émission de gaz à effet de serre pessimiste.
Les vents extrêmes dans la région sont associés aux cyclones (dépressions et tempêtes tropicales, ouragans), dont l’évolution future fait l’objet de la rubrique suivante.
Les données sont celles du modèle Arpege-Climat de Météo-France. Les valeurs historiques correspondent aux moyennes saisonnières issues des vents modélisés toutes les 6 heures sur 30 ans. Valeurs d’évolution: soustraction des valeurs historiques à celles pour l’horizon 2080. L’incertitude des projections est traitée en partie avec 5x2 simulations historiques/futures différant par leur état initial (avec des réponses météorologiques/climatiques variées par effet papillon) et 2 horizons temporels.
D’après les archives du Centre des Ouragans (NHC) en Floride, l’activité cyclonique historique (nombre de tempêtes tropicales et ouragans) est surtout concentrée au voisinage de la côte Est des Etats-Unis, dans l’extrême Nord-Ouest de la Mer des Caraïbes et dans le Golfe du Mexique. Les Petites Antilles sont concernées par une activité plus modérée qui augmente en direction du nord de l’Arc. Elle est essentiellement associée à des cyclones issus de l’Atlantique tropical entre l’Afrique et les Antilles (région dite « de développement principal » des cyclones).
L’activité cyclonique historique vue par le modèle Arpege-Climat de Météo-France est quant à elle surtout située entre la côte Est des Etats-Unis et l’archipel des Açores, ainsi que dans le Golfe du Mexique dans une moindre mesure. Elle est donc raisonnablement réaliste. On constate cependant une sous-estimation de la fréquence des cyclones autour des Petites Antilles et en Mer des Caraïbes, en lien avec une activité relativement faible dans la région de développement principal. Cette faiblesse du modèle dans le Sud du bassin Atlantique nous conduit à prendre les projections futures avec précaution pour cette région, même si le modèle devrait être capable de simuler des évolutions plausibles à plus grande échelle.
Ainsi d’après le modèle, on s’attendrait à une diminution du nombre de cyclones dans l’essentiel du bassin dont les Petites Antilles (bien que les changements y restent faibles et moins robustes qu’au nord), à l’exception des moyennes latitudes (entre le Nord-Est des Etats-Unis et l’Europe) et surtout d’une large région autour du Cap-Vert où l’activité cyclonique augmenterait de manière significative. Cependant, même si la fréquence des cyclones ne devrait augmenter que localement, les ouragans les plus intenses (catégories 4 et 5) deviendraient plus nombreux en moyenne dans le bassin. Par ailleurs, les pluies cycloniques devraient également être amenées à augmenter de 5 à 15%. Ces évolutions, attendues entre les décennies récentes et à venir, font l’hypothèse d’un scénario d’émission de gaz à effet de serre pessimiste.
Les données sont celles du modèle Arpege-Climat de Météo-France, et compilent les trajectoires des tempêtes tropicales et ouragans catégories 1 à 5 (vents soutenus supérieurs à 17 m/s). Pour chaque cyclone, une valeur de 1 est attribuée aux positions successives du centre du système. Une décroissance Gaussienne permet d’attribuer des valeurs comprises entre 0 et 1 au reste du domaine. L’activité cyclonique historique est ensuite exprimée comme le nombre de jours cycloniques par période de 20 ans, pondéré par la distance aux centres des systèmes. Valeurs d’évolution: soustraction des valeurs historiques à celles pour l’horizon 2080. L’incertitude des projections est traitée en partie avec 5x2 simulations historiques/futures différant par leur état initial (avec des réponses cycloniques variées par effet papillon) et 2 horizons temporels.
Pendant la saison cyclonique, les vagues sont typiquement plus hautes entre le Canada et l’Europe (où elles se forment sous l’action des dépressions), et plus basses dans les tropiques (où les vents sont plus stables) et les mers intérieures (trop peu étendues pour générer de très fortes houles). Aux Petites Antilles, les vagues sont en moyenne plus hautes à l’est, en Atlantique (1-1,5m) du fait des cyclones, des alizés et des houles de nord, et plus basses en Mer des Caraïbes (<1m) du fait de son extension réduite et des houles de l’Atlantique qui n’y pénètrent que très peu.
D’après les modèles de Météo-France, on s’attendrait à une réduction de la hauteur moyenne des vagues de 5-10% à l’horizon 2080, dans la quasi-totalité du bassin Atlantique dont l’Arc antillais. Les littoraux au vent des Antilles françaises sont concernés, tandis que les littoraux sous le vent devraient être peu ou pas affectés. Les Îles du Nord seraient moins affectées que la Guadeloupe et la Martinique.
Par ailleurs, similairement aux projections d’activité cyclonique, on s’attendrait à une réduction de la houle cyclonique dans le bassin, à l’exception d’une région au large du Nord-Est des Etats-Unis et surtout d’une large région allant de l’Afrique aux Petites Antilles ainsi que dans l’Ouest de la Mer des Caraïbes, où la houle cyclonique augmenterait notablement.
Les résultats du projet C3AF suggèrent de plus que si des ouragans majeurs comme Hugo (1989) ou Maria (2017) devaient se reproduire à la fin du siècle, la hauteur et donc la force des vagues à la côte serait plus importante du fait de l’élévation du niveau de la mer. En Guadeloupe par exemple, les vagues les plus hautes pourraient croître de 20-40% dans le Grand-Cul-de-Sac-Marin en cas de hausse du niveau de la mer de 80 cm car la barrière de corail perdra une partie de son rôle protecteur. Ce renforcement des vagues devrait s’accompagner d’érosion plus forte sur une grande partie du littoral. Ces évolutions, attendues entre les décennies récentes et à venir, supposent un scénario d’émission de gaz à effet de serre pessimiste. Les effets pourraient être encore accrus en cas de forte élévation du niveau marin associée par exemple à une déstabilisation de l’Antarctique.
Les données Atlantique sont celles du modèle MFWAM de Météo-France alimenté par les vents du modèle Arpege-Climat. La houle cyclonique est la signature moyenne des tempêtes tropicales et ouragans sur les vagues. Les hauteurs de vague modélisées sont d’abord moyennées sur la saison. Le calcul est ensuite répété en ne considérant que les jours cycloniques (au moins un cyclone détecté dans l’Atlantique). Puis la première carte est soustraite à la seconde. Enfin, les valeurs d’évolution correspondent à la soustraction des valeurs historiques à celles pour l’horizon 2080.
Les données Antilles sont issues du modèle WaveWatchIII alimenté par les vents Arpege-Climat et les houles MFWAM. Les résultats pour la Guadeloupe sont issus du modèle WWM de l’Université des Antilles alimenté par une base de données de centaines de cyclones potentiels. L’incertitude des projections est traitée en partie avec 5x2 simulations historiques/futures différant par leur état initial (avec des réponses météo-marines variées par effet papillon) et 2 horizons temporels.
Quelques définitions sur les submersions marines
Submersions marines : ce sont des inondations temporaires du littoral par la mer, provoquées par exemple par des cyclones
Surcotes : ce sont les élévations du niveau de la mer qui ne sont pas liées à la marée. On peut avoir des surcotes de plusieurs mètres à la côte lors de cyclones par exemple. Celles-ci sont dues à plusieurs processus :
- la chute de pression atmosphérique associée à un phénomène cyclonique, qui provoque une « succion » du plan d’eau
- les vents, qui peuvent pousser les masses d’eau vers la côte
- les vagues, qui sont capables elles aussi de pousser les masses d’eau devant elles, notamment dans la zone où elles déferlent
Période de retour : on parle par exemple de « période de retour centennale » pour les surcotes ou de « surcote centennale » lorsque l’on fait référence à une élévation du niveau d’eau dont la valeur a 1 chance sur 100 d’être atteinte ou dépassée chaque année. On dit aussi que ces valeurs sont atteintes ou dépassées en moyenne tous les 100 ans.
Les premiers résultats du projet C3AF suggèrent que :
les conséquences des variations de l’activité cyclonique dépendront beaucoup de la période de retour. La baisse de fréquence des cyclones devrait diminuer légèrement les surcotes pour des événements fréquents, avec des périodes de retour de l’ordre de quelques années. En revanche, l’augmentation du nombre de cyclones intenses devrait augmenter les surcotes pour des événements rares, avec des périodes de retour plus grandes. D’après les premiers résultats, ces augmentations ne devraient être que de quelques centimètres pour un événement centennal, mais pourraient atteindre plusieurs dizaines de centimètres voire plus pour des événements exceptionnels.
L’énergie des vagues sera plus élevée à la côte, et pourra engendrer des phénomènes d’érosion encore plus importants qu’aujourd’hui.
Le soleil a une activité variable au cours du temps. En l’observant, on peut apercevoir sur sa couche extérieure (photosphère), des tâches brillantes appelées facules et des zones plus sombres appelées taches solaires. Ces variations sont liées à la différence de température entre elles. Le nombre de ces dernières fluctue selon l’activité interne du soleil.
De longue date, les scientifiques ont cherché à établir des relations entre activité solaire et variabilité climatique. Ainsi, des modélisations avec différents forçages responsables de variations climatiques ont été effectuées. Grandes éruptions volcaniques, concentration de gaz à effet de serre, variabilité du système climatique (cycles El Nino/la Nina) et activité solaire ont été intégrées dans les modèles climatiques.
Un focus sur la période 1950 – 2010 est utile pour voir si l’augmentation de la température planétaire actuelle peut être influencée par la variation de l’activité solaire sur la même période. Pour ce faire, les scientifiques ont comparé trois séries de données relatives à l’énergie solaire (bleu, vert, gris) à la série de température (en rouge) :
Selon ces résultats, le lien entre réchauffement planétaire et activité solaire ne peut être établi.
La Terre subit deux mouvements de rotation. Le premier définit l’alternance du jour et de la nuit et s’opère en 24 heures. La Terre tourne sur elle-même autour d’un axe orienté entre 22 et 25°. Le deuxième mouvement se nomme la révolution et s’effectue en 365 jours 5 heures et 46 minutes environ, soit une année. Ce dernier correspond à la rotation de la Terre autour du soleil suivant une orbite (trajectoire) ellipsoïdale (ovale).
Au cours des temps géologiques, les paramètres d’inclinaison de la Terre et de la forme orbitale ont varié. Ceux-ci sont à l’origine des alternances de périodes glaciaires et interglaciaires (selon la théorie de Milutin Milankovitch, 1941). La Terre reçoit plus ou moins de soleil selon l’hémisphère exposé. Ces périodes s’établissent sur des temps long, dit géologiques, de plusieurs centaines de milliers d’années.
La rotation de la Terre, l’inclinaison de son axe et ces variations ne peuvent être à l’origine du changement climatique brutal subit actuellement. Si la rotation de la Terre n’est pas responsable du changement climatique, le changement climatique pourrait bien avoir un impact sur celle-ci.
En effet, une équipe de chercheurs d’Harvard a établi un lien de cause à effet entre un ralentissement de la rotation terrestre et le réchauffement atmosphérique. La fonte des glaciers et calottes fournit un apport d’eau dans les océans. Cet apport converge vers l’équateur augmentant la masse terrestre et grossissant la circonférence de la Terre. Plus lourde, la planète bleue ralentit, entraînant avec elle un allongement des journées, estimé par les scientifiques à 2 millisecondes par siècle. Cet effet est imperceptible pour l’Homme, mais suffisant pour affecter certains calculs astronomiques.
Le réchauffement planétaire entraîne incontestablement une augmentation des températures atmosphérique et océanique. On l’évalue à environ 0,74 °C entre 1906 et 2005 avec un réchauffement plus accru sur les surfaces continentales que sur l’océan.
Cette augmentation de température a bien un impact significatif sur l’élévation du niveau marin à l’échelle planétaire. Ainsi, entre 1993 et 2003, les océans se sont élevés en moyenne de 3,1 mm/an.
La hausse du niveau marin est le résultat de plusieurs processus souvent associés à l’augmentation des températures au niveau des glaciers, des calottes glaciaires (des pôles) et des océans.
La fonte des calottes polaires et des glaciers entraîne de façon évidente un apport supplémentaire d’eau dans les océans. Ce sont uniquement les glaces terrestres qui produisent cet effet. La fonte des glaces océaniques n’engendre aucune variation. Effectivement, la matière première des calottes polaires et des glaciers provient de la neige qui par pression au sol chasse l’air pour devenir glace, contrairement aux banquises qui se forment à partir d’eau de mer lorsque la température atteint - 1,8°C. Les banquises n’ajoutent donc pas de masse d’eau supplémentaire, l’eau liquide est simplement transformée en eau solide.
Par ailleurs, la dilatation thermique est un facteur non négligeable de l’augmentation du niveau marin. Effectivement plus l’eau océanique est chaude, plus les molécules d’eau prennent de la place et plus leur mouvement est important. Les molécules prennent donc plus de place et le niveau des mers augmente.
Les scientifiques tentent de prévoir l’évolution future du niveau marin au niveau des littoraux continentaux. Ainsi le GIEC prévoit une élévation entre 20 cm pour le scénario optimiste (RCP 2.6) et 1 m pour le plus pessimiste (RCP 8.5) d’ici 2100. Cependant, la communauté scientifique reste prudente et établit des valeurs d’incertitudes selon chaque profil.
Comment mesure-t-on l’augmentation du niveau marin ?
L’apparition des satellites et la production de données d’observation dans la décennie 90 ont permis d’observer les masses d’eau océaniques et leur variations. Le satellite envoie des ondes électromagnétiques qui permettent de calculer la distance entre l’appareil émetteur et la surface de l’océan. Ainsi, calculées à des fréquences régulières, il est possible d’évaluer les variations de niveau et d’estimer l’élévation des mers sur une période donnée
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On peut schématiquement se représenter le système dans lequel nous vivons en deux grands ensembles : la géosphère (Terre) et l’atmosphère. Au sein de ces deux entités, différents processus ont lieu et donnent naissance à des événements aux caractères bien différents.
En surface, la combinaison de plusieurs paramètres climatiques, comme la pression, la température de l’eau océanique, la température atmosphérique, les vents, la nébulosité, etc., peut générer des événements hydrométéorologiques (cyclones, orages, précipitations, sécheresse, etc.). Ils provoquent parfois, par effets dominos, des événements naturels tels que des inondations, des épisodes de houles, de submersions marine, des mouvements de terrain, etc.
Le changement climatique influence directement les paramètres atmosphériques qui par conséquent ont une incidence sur l’intensité et la fréquence des aléas hydroclimatiques.
À l’inverse, les événements telluriques (provenant de la Terre) sont la conséquence des déplacements et des mouvements permanents des plaques tectoniques et des couches de matière, plus ou moins visqueuse, constituant notre planète.
Les volcans, édifices naturels formés par des remontées de matière visqueuse, représentent la soupape de la Terre. Lorsque la pression - liée à l’amas de gaz et de magma provenant du centre de la Terre - devient trop importante dans les chambres magmatiques, le volcan réagit comme la soupape d’une cocote minute et évacue le surplus d’énergie. C’est l’éruption volcanique.
La Soufrière de Guadeloupe
Volcan actif de Guadeloupe et point culminant des Petites Antilles à 1467 m, la Soufrière, dite « vieille dame » a donné de la voix entre juillet 1976 et décembre 1977. Cette éruption phréatique (expulsion de roches, cendres et débris) a entrainé l’évacuation de la population du Sud de Basse-Terre pendant plusieurs mois. Depuis, le volcan est toujours étroitement surveillé, notamment par l’observatoire volcanologique et sismologique de la Guadeloupe, qui émet des bulletins mensuels d’information
Les plaques tectoniques composant la surface de la terre (lithosphère) – plaques continentale et océanique – reposent sur des couches mouvantes de matière plus ou moins visqueuses. Ces plaques mobiles se déplacent de quelques centimètres par an, entrent en collision, coulissent ou se chevauchent. Lorsque les roches ont atteint leur limite de résistance, il se produit un mouvement souterrain brutal apparenté au rebond d’un élastique tendu. À la surface, ce rebond se matérialise par des secousses pouvant provoquer des dégâts matériels et humains plus ou moins importants. C’est le séisme.
L’activité sismique en Guadeloupe
Environ 1000 séismes par an sont enregistrés sur l’arc des Petites Antilles et seuls quelques-uns d’entre eux sont perçus par la population. Le séisme du 21 novembre 2004, survenu entre les îles des Saintes et l’île de la Dominique, fut le séisme le plus important enregistré depuis plusieurs décennies. D’une magnitude de 6,3 sur l’échelle de Richter, le tremblement de terre a duré plusieurs secondes et a été ressenti jusqu’à Antigua et Barbuda, à près de 200 km de l’épicentre
Les événements telluriques sous-marins - séismes et éruptions volcaniques - et les événements gravitaires – effondrements de matériaux en milieu maritime – peuvent provoquer des tsunamis. Un tsunami est la mise en mouvement d’une importante masse d’eau. Ces ondes marines sont capables de parcourir à grande vitesse des distances considérables, et peuvent traverser des océans. Au voisinage des côtes, la hauteur des vagues augmente et il peut en résulter un phénomène de submersion par débordement.
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Tsunami et changement climatique
Si le changement climatique n’a aucun impact sur la génération d’un tsunami, il peut en revanche augmenter sa pénétration dans les terres. Effectivement, le changement climatique influence le niveau océanique et donc cette distance de pénétration
En résumé, le changement climatique n’a aucune incidence sur les événements dit « telluriques », par contre, les scientifiques s’attendent à des modifications notables sur les caractéristiques des aléas en lien avec le système climatique.
Les sargasses sont des algues naturelles flottantes bien connues des navigateurs. Un des plus gros réservoirs d’algues se trouve dans la dite « forêt tropicale flottante dorée ». La Mer des Sargasses est située dans l’océan Atlantique à l’est des côtes des Etats-Unis. Les courants océaniques circulaires qui la composent (Gulf Stream à l’ouest et au nord-ouest, dérive atlantique au nord, courant des Canaries à l’est et courant nord équatorial au sud) forment un vortex, appelé gyre, dans lequel s’accumule une grande quantité de sargasses.
Depuis toujours, les systèmes de courants aux alentours de la Mer des Sargasses, comme le courant équatorial, emportent régulièrement quelques bancs de sargasses qui dérivent dans l’océan Atlantique.
Un phénomène inédit depuis 2011
Pourtant, depuis 2011, on assiste sur les côtes antillaises et caribéennes à un échouage massif et inédit de ces algues. L’analyse des photos satellitaires montre une nouvelle zone d’accumulation, nommée en conséquence « Petite Mer des Sargasses », située au nord-est du Brésil. Les scientifiques ont décelé en 2010 des oscillations de la zone équatoriale (anomalies de courantologie et de température océanique) qui pourraient bien être à l’origine de cette nouvelle zone d’accumulation. Les scientifiques restent prudents quant à la mise en relation de ce phénomène avec le changement climatique, sans pour autant exclure cette hypothèse
D’autres facteurs sont mis en cause pour expliquer le développement exponentiel de ces algues. L’apport de nutriments, par lessivage des sols après précipitations, et charrié par le fleuve Amazone au Brésil, favorise le développement et la croissance des sargasses à son embouchure. Ces nutriments proviennent principalement de la déforestation (libération d’azote, phosphore) et de l’agriculture intensive (engrais).
Par ailleurs, les brumes de sable saharien qui impactent fréquemment l’archipel guadeloupéen semblent également jouer un rôle. Les nuages de poussières de sable, chargés en fer et en phosphates, semblent nourrir abondamment les sargasses et favoriser ainsi leur prolifération.
Le déplacement des sargasses est dû au courant nord-brésilien (est – ouest) qui longe les côtes brésiliennes jusqu’à notre littoral, emportant des radeaux venant s’échouer sur les plages de tout l’archipel et bien au-delà, jusqu’aux côtes américaines.
Anticiper les échouages
Météo-France est chargée de la prévision opérationnelle des échouages de sargasses dans les Antilles françaises et en Guyane. La surveillance satellitaire et les modèles permettent d’anticiper les échouages sur les côtes guadeloupéennes. Des radeaux d’algues, mesurant jusqu’à 500 mètres de long, sont visibles. Selon la DEAL Guadeloupe, entre 20 000 et 50 000 tonnes de sargasses s’échouent par an sur la côte au vent (côte est) de Guadeloupe
Pour plus d’informations, l’IFM en parle ici et la DEAL sur son site internet.
Les brumes de poussières sahariennes, ou plus communément appelées « brumes de sables » sont des phénomènes naturels qui affectent la qualité de l’air tout au long de l’année, avec un pic d’occurrence de mars à septembre.
Ces poussières provenant du Sahara sont soulevées par les vents dans le désert africain. Seuls les aérosols solides (poussières de sable), particules à granulométrie fine, sont emportés vers l’atmosphère et transportés vers la Caraïbe par les Alizés. À la rencontre des Antilles, les poussières de Sahara retombent au sol, provoquant des épisodes de pollution atmosphérique traduits par une visibilité opaque qui peut engendrer des gênes sur les activités maritime, aéronautique ou encore des problèmes sanitaires.
Bien que l’occurrence des brumes de poussières sahariennes augmente, à l’heure actuelle, aucun lien n’a été formellement établi entre ces phénomènes et le changement climatique.
Les sites de Gwad’Air et de l’ADEME en parlent.
Les mangroves constituent de véritables forêts aquatiques présentes uniquement dans la zone intertropicale. Situées à l’interface entre l’eau douce et l’eau salée, elles investissent les milieux à sols meubles abrités de la houle (estuaires, lagons, lagunes), avec une température de l’eau supérieure à 20°C.
En Guadeloupe, on retrouve ces forêts principalement dans les culs de sac marins sur plus de 3000 hectares répartis sur Marie-Galante, Grande-Terre et le nord de Basse-Terre.
La mangrove offre plusieurs types de paysages en fonction de la distance à la mer :
La mangrove est un milieu riche qui fournit un abri à de multiples espèces animales telles que les crabes, les oiseaux ou encore les poissons. Depuis plus de 3000 ans, la mangrove est exploitée par les Hommes pour ses richesses. Ainsi, la pratique de la chasse, de la pêche ou encore l’exploitation du bois de palétuviers est fréquente. Les prélèvements, souvent intensifs, ont conduit notamment à la disparition des mangroves du Lamentin.
Les mangroves représentent une barrière naturelle efficace contre les assauts de la mer. Lors d’événements extrêmes, tels que les cyclones, ou encore les tsunamis, la mangrove a la capacité d’atténuer l’énergie des vagues grâce à son couvert végétal dense. Cette fonction tampon permet aussi de stabiliser le trait de côte.
Cependant, les mangroves sont des milieux fragiles, se développant sous conditions de paramètres particuliers. La pression qu’exerce le changement climatique sur plusieurs de ces paramètres entraîne la vulnérabilité croissante des massifs de palétuviers. La modification du régime de précipitations peut entraîner, en période de sècheresse, la diminution d’apport d’eau douce et donc favoriser l’hyper salinisation conduisant à la fragilisation de la mangrove. De plus, l’augmentation rapide du niveau marin, peut conduire à la noyade des palétuviers, incapables de migrer vers l’intérieur des terres en raison de l’urbanisation.
Dans une moindre mesure, la mangrove peut s’adapter aux impacts du changement climatique, mais s’il est trop brusque, les palétuviers risquent de ne pas pouvoir s’adapter, de se fragiliser, de diminuer voire de disparaitre.
Pourtant, la mangrove détient des caractéristiques écologiques très intéressantes, particulièrement bénéfiques dans un contexte de réchauffement planétaire. Elle représente ce qu’on a coutume d’appeler un puits de carbone. En effet, ces massifs ont la capacité de stocker 5 fois plus de carbone que les autres forêts.
Mangroves, herbiers et récifs coralliens, un échange de bons procédés
Lorsqu’on parle de mangrove, il est impossible de ne pas évoquer les récifs coralliens et les herbiers. Ces écosystèmes marins interagissent par des relations étroites. La mangrove, avec sa densité de palétuviers et son entremêlement de racines permet d’intercepter les particules des eaux de ruissellement garantissant des eaux limpides pour le développement des herbiers et récifs coralliens. De plus, la mangrove et les herbiers constituent de véritables nurseries et une source de nourriture pour les poissons récifaux. Quant aux récifs de coraux, ils permettent l’atténuation de l’énergie de la houle en assurant un milieu assez calme pour le développement des herbiers et mangroves. L’un ne va donc pas sans les autres. Il convient alors de protéger autant les mangroves, que les herbiers et récifs pour permettre la pérennisation de ces écosystèmes
L’IFRECOR évoque ce sujet ici et là. D’autres informations sur le site de l’ONF et du pôle tropical.
Les barrières récifales, présentes dans tous les océans, sont des structures naturelles construites à partir de coraux dits « constructeurs de récifs ». Elles sont ensuite colonisées par des coraux mous. Ceux-ci sont des animaux marins invertébrés, constitués de polypes, dont certains vivent en symbiose avec une algue qui garantit leur survie en captant l’énergie lumineuse.
Considérés comme un des espaces les plus riches en biodiversité, les récifs coralliens constituent également des remparts naturels indéniables. Effectivement, leur structure réagit comme des brises-lames permettant d’atténuer l’énergie des houles, de réduire l’intensité des tsunamis, mais également de limiter l’érosion du trait de côte.
Deux types de récifs sont présents en Guadeloupe, le récif frangeant (Réserve de Bouillante à Malendure) et la barrière récifale (Grand cul de sac marin).
Bien que présentes tout autour de la Guadeloupe, la barrière de corail du Grand cul de sac Marin est la structure corallienne la plus spectaculaire avec ces 29 km de long. Avec son lagon accueillant un immense herbier, suivi d’une mangrove, elle illustre parfaitement ce type d’écosystème en interactions constante.
Cependant, les coraux sont des animaux sensibles et fragiles supportant mal les variations de leurs conditions de vie (température, salinité, luminosité, courants marins ou composition chimique de l’eau). Le réchauffement océanique conduit à des modifications de ces paramètres entraînant « le blanchiment des coraux ».
L’origine de ce phénomène est la perte de l’algue symbiotique qui donne la coloration et les nutriments au corail. Le blanchiment n’est pas irréversible, mais si les épisodes perdurent les coraux sont susceptibles de mourir.
Depuis 2007, un réseau d’observation et de suivi de l’état de santé des coraux nommé Reef Check a été mis en place dans l’archipel guadeloupéen. Celui-ci permet de suivre annuellement plusieurs stations pour constater les évolutions. Depuis 2007, les bénévoles du réseau constatent une stagnation de la couverture corallienne avec 2 stations en dégradation et 2 en expansion sur un total de 8 stations.
Ciguatera
Lorsque les récifs coralliens meurent, la structure est rapidement recouverte d’algues. Celles-ci ont la capacité de produire une toxine, appelé ciguatera. Cette toxine suit la chaine alimentaire. Ingérée par les poissons de récifs qui la stockent dans leur organisme, elle est ensuite transmise aux poissons carnassiers (Carangues, Mérous, etc.) qui concentrent la ciguatera dans leur chair et leurs viscères. La consommation de ces poissons provoque une intoxication pouvant conduire à des troubles digestifs, nerveux, cardiaques et respiratoires
Les principaux résultats du projet C3AF ont été synthétisés dans une infographie. Elle aborde le changement climatique en proposant des éléments de compréhension du phénomène et ses conséquences dans la Caraïbe et en Guadeloupe.
Téléchargez l’infographie au format A1.
CASSOU C. - Physique du climat et sa modélisation. Présentation CERFACS. 85 p.
Conservatoire du littoral (2006) - La Mangrove des Antilles - Une forêt entre terre et mer. 17p.
EDENHOFER O. (Dir) PICHS-MADRUGA R. SOKONA Y. FARAHANI E. KADNER S. SEYBOTH K. ADLER A. BAUM I. BRUNNER S. EICKEMEIER P. KRIEMANN B. SAVOLAINEN J. SCHLOMER S. VON STECHOW C. ZWICKEL T. ET MINX J.C. (GIEC, 2014) - Résumé à l’intention des décideurs, Changements climatiques 2014, L’atténuation du changement climatique. Contribution du Groupe de travail III au cinquième Rapport d’évaluation du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat. Cambridge University Press, Cambridge, Royaume-Uni et New York (Etat de New York), Etats-Unis d’Amerique.
REGION MARTINIQUE (2013) - Caraïbe Climat 2015 : l’appel de Fort de France. 5p.