RT.2 Connaissance actuelle des impacts observés sur les systèmes naturels et les systèmes sous gestion

D’après les données d’observation recueillies sur tous les continents et dans la plupart des océans, beaucoup de systèmes naturels subissent les effets des changements climatiques régionaux, et particulièrement des hausses de température (très haute confiance). Selon une évaluation globale des données disponibles depuis 1970, il est probable que le réchauffement anthropique a eu une influence perceptible sur de nombreux systèmes physiques et biologiques.

La troisième Evaluation du Groupe de travail II du GIEC a découvert des preuves que les récents changements climatiques régionaux, en particulier les augmentations de température, ont déjà affecté des systèmes biologiques et physiques [1.1.1]^[4]. La quatrième Évaluation a analysé les études parues depuis la troisième Evaluation qui mettent en évidence les changements survenus, principalement entre 1970 et 2005, dans les systèmes physiques, biologiques et humains découlant des facteurs climatiques, et en a tiré des preuves chiffrées plus solides [1.3, 1.4]. L’accent principal est mis sur les augmentations de température globale et régionale à la surface du sol [1.2].

L’évaluation des preuves des changements observés associés aux changements climatiques est rendue difficile du fait que les réponses apportées par les systèmes et les secteurs pour y faire face sont affectées par beaucoup d’autres facteurs. Des facteurs non climatiques peuvent influencer des systèmes ou des secteurs directement et/ou indirectement à travers leur effet sur les variables climatiques telles que le rayonnement solaire reflété et l’évaporation [1.2.1]. Les processus socio-économiques, y compris les changements d’affectation des sols (par exemple en passant d’une affectation agricole à une affectation urbaine), les changements dans la couverture du sol (par exemple la dégradation des écosystèmes), le changement technologique, la pollution et les espèces envahissantes sont quelques-uns des plus importants facteurs non-climatiques [1.2.1].

Une quantité de preuves bien plus importante se sont accumulées au cours des cinq dernières années pour indiquer que les effets décrits ci-dessus décrits sont liés à la composante anthropique du réchauffement^[5]. Il y a trois séries de preuves qui, prises ensemble, étayent cette conclusion (v. Encart RT.4).

Encart RT.4: Mise en relation des causes des changements climatiques et des effets observés sur les systèmes physiques et biologiques

La figure ci-contre à gauche montre les liens entre les températures telles qu’elles ont été observées, les effets observés sur les systèmes naturels, et les températures issues de simulations de modèles climatiques prenant en compte les forçages naturel, anthropique, ainsi que ces deux forçages combinés. Deux utilisations de ces mises en relation dans l’étude de la détection et de l’attribution des effets observés sont décrites ci-dessous.

(1) En utilisant les modèles climatiques L’étude du lien causal à l’aide de la séparation des facteurs de forçage naturels et anthropiques (v. Encart RT.1 ci-dessus) compare les changements dans la vie des animaux et des plantes tels qu’ils ont été observés avec des changements survenus durant la même période à l’aide de températures modélisées en tenant compte (1) des facteurs de forçage naturels seuls ; (2) des facteurs de forçage anthropiques seuls ; (3) des deux types de facteurs combinés.

Le cadre ci-contre à droite montre les résultats d’une étude qui a employé cette méthodologie^[9]. Les localisations des températures modélisées sont des tableaux grilles individuelles correspondant à l’étude d’espèces d’animaux et de plantes sur une période et à un endroit donnés.

La concordance (manifestée par les surfaces et les formes) entre les résultats observés (barres bleues) et les résultats issus du modèle est la plus faible avec les facteurs de forçage naturel, plus forte avec les facteurs de forçage naturels et la plus forte avec les deux facteurs combinés. C’est ainsi que les changements observés dans les animaux et les plantes sont probablement une réponse et au forçage naturel et au forçage anthropique, ce qui permet d’établir un lien de cause à effet direct [F1.7, 1.4.2.2].

(2) En utilisant l’analyse spatiale - L’étude du lien de cause à effet par l’analyse spatiale (Tableau de preuves 3) passe par trois stades : (i) elle identifie des cellules de cinq degrés de latitude et de longitude de côté tout autour du globe qui font montre de réchauffement significatif, de réchauffement, de refroidissement et/ou de refroidissement significatif, (ii) elle identifie celles de ces cellules de cinq degrés de côté qui sont cohérentes avec le réchauffement et celles qui ne le sont pas et (iii) elle détermine statistiquement le degré de convergence spatiale entre les deux séries de cellules. Dans la présente évaluation, la conclusion qui en est ressortie est que la convergence spatiale est significative au niveau de 1% et qu’il est très improbable qu’elle soit due à la seule variabilité naturelle du climat ou à la variabilité des systèmes naturels.

Mis en rapport avec les preuves de réchauffement significatif d’origine anthropique durant les 50 dernières années, mises en moyenne pour tous les continents à l’exception de l’Antarctique¹⁰ [GTI RE4 RID ], cela met en évidence une influence humaine visible sur les changements de beaucoup de systèmes naturels [1.4.2.3].

1. Plusieurs études ont établi un lien entre les réponses de certains systèmes physiques et biologiques à la part anthropique dans le réchauffement climatique en comparant les tendances observées avec les évolutions modélisées qui séparaient explicitement les forçages naturels et les forçages d’origine anthropique (cf. Encart RT.4).

2. Les changements observés dans beaucoup de systèmes physiques et biologiques sont en cohérence avec un monde en cours de réchauffement. La majorité des changements (>89% des >29.000 ensembles de données dont la répartition est illustrée à la fig. RT.1) dans ces systèmes se sont faits dans la direction à laquelle on s’attendait en réponse au réchauffement. [1.4].

3. Une synthèse globale des études menées dans la présente Evaluation démontre avec force que la congruence spatiale entre les régions du globe qui subissent un réchauffement régional significatif, et la localisation des changements significatifs observés dans de nombreux systèmes, en cohérence avec le réchauffement, n’est très probablement^[6] pas due seulement à la variabilité naturelle de la température ou à la variabilité naturelle des systèmes [1.4]

Figure RT.1. Les emplacements des changements significatifs dans les systèmes d’observation des systèmes physiques (neige, glaces et pergélisols; hydrologie; et processus côtiers) et des systèmes biologiques (terrestres, marins et dulcicoles), sont représentés parallèlement à l’évolution de la température de surface pour la période 1970-2004. Près de 29 000 sous-ensembles de données ont été sélectionnés sur les quelques 80.000 fournies par 577 études. Ces séries devaient se conformer aux critères suivants : (1) Se terminer en 1990 ou plus tard ; (2) couvrir une période d’au moins 20 ans ; et (3) montrer un changement significatif, quelle qu’en soit la direction, dans les conditions fixées pour les études individuelles. Ces données proviennent de 75 études (dont 70 nouvelles depuis le troisième Rapport d’évaluation) et contiennent près de 29 000 ensembles de données, dont 20.000 proviennent d’études européennes. Les zones en blanc indiquent que les données d’observation climatiques sont insuffisantes pour établir les tendances de l’évolution thermique. Les cases 2 x 2 présentent le nombre total de séries montrant des changements significatifs (ligne du haut) et le pourcentage de celles-ci qui sont cohérentes avec le réchauffement (ligne du bas) pour (i) les régions continentales: Amérique du Nord (NAM), Amérique Latine (LA), Europe (EUR), Afrique (AFR), Asie (AS), Australie et Nouvelle-Zélande (ANZ), et les Régions polaires (PR) ; et (ii) à l’échelle mondiale: milieu Terrestre (TER), milieux Marin et Eaux douces (MFW), et Global (GLO). La somme des chiffres des sept cases régionales (NAM, …, PR) ne correspond pas au total de la case Global (GLO) parce-que les études dans ces régions (excepté la polaire) ne contiennent pas les études sur les systèmes marins et dulcicoles (MFW). Les sites marins où se produisent des changements importants ne sont pas indiqués sur la carte. [Quatrième Rapport d’évaluation du Groupe de travail II F1.8, F1.9; Quatrième Rapport d’évaluation du Groupe de travail I F3.9b].

Pour les systèmes physiques, (i) les changements climatiques affectent les systèmes naturels et humains dans les régions couvertes de neige, de glace ou de gélisol, et (ii) des preuves existent désormais qu’ils ont un effet sur l’hydrologie, les ressources en eau, les zones côtières et les océans.

Les preuves les plus importantes concernant les régions de neige, de glace ou de gélisol sont l’instabilité des sols dans les régions caractérisées par le pergélisol, de même que les avalanches de roches ; la diminution du nombre de jours durant lesquels les routes gelées de l’Arctique sont carrossables ; l’augmentation du nombre des lacs glaciaires et de leur superficie, et la déstabilisation des moraines qui forment barrage pour ces lacs, avec un risque accru d’inondations brutales ; des changements dans les écosystèmes arctique et de la Péninsule Antarctique, y compris les biomes des glaces de mer et les prédateurs du sommet de la chaîne alimentaire ; et les limitations imposées aux sports d’hiver dans les zones alpines de basse altitude (confiance élevée)^[7] [1.3.1] Ce changements sont en cohérence avec les abondantes preuves que les glaces de mer de l’Arctique, les boucliers glaciaires, l’inlandsis groenlandais, les glaciers alpins et la calotte glaciaire de la Péninsule Antarctique, la couverture neigeuse et le pergélisol sont soumis à une fonte accélérée en raison du réchauffement mondial (confiance très élevée) [GTI RE4 Chapitre 4].

Des récentes preuves en hydrologie et dans le domaine des ressources en eau montrent que les pics des crues printanières ont lieu plus tôt dans les zones affectées par la fonte des neiges, et il y a des preuves d’une fonte accélérée des glaciers dans les Andes tropicales et dans les Alpes. Dans le monde entier, les lacs et les rivières se réchauffent, avec des effets sur la structure thermique et sur la qualité des eaux (confiance élevée) [1.3.2].

L’élévation du niveau de la mer et l’expansion humaine participent ensemble au rétrécissement des bandes côtières humides et de mangroves, augmentant ainsi les dommages causés à de nombreuses régions par les inondations côtières (confiance moyenne) [1.3.3.2].

Par rapport aux données figurant dans le troisième Rapport d’évaluation, davantage de preuves ont été rassemblées, et elles sont issues d’un éventail d’espèces et de communautés plus large parmi les écosystèmes terrestres. Ces preuves établissent que le réchauffement récent affecte déjà fortement les écosystèmes biologiques naturels.

Il y a des preuves nouvelles et substantielles pour associer les changements dans les systèmes marins et dulcicoles au réchauffement. Les preuves laissent entendre que les systèmes biologiques terrestres aussi bien que marins sont sévèrement touchés par le réchauffement récemment observé.

Une écrasante majorité d’études sur les effets régionaux du climat sur les espèces terrestres révèlent des réponses convergentes aux tendances au réchauffement, y compris des déplacements de la flore et de la faune vers les pôles et vers les régions de plus haute altitude. Les réponses au réchauffement des espèces terrestres dans l’hémisphère Nord sont bien documentées par les variations dans la séquence des paliers de croissance (c’est-à-dire les changements phénologiques), particulièrement la survenue plus rapide des étapes vernales, les migrations, et l’allongement de la saison de végétation. Les observations satellitaires réalisées depuis le début des années 1980 indiquent avec un degré de confiance élevé que de nombreuses régions ont vu se produire au printemps un « verdissement^[8]» précoce de la végétation et une production primaire plus importante en raison de l’allongement de la saison de végétation. Les changements de l’abondance de certaines espèces, y compris les preuves limitées de quelques disparitions locales, et des changements dans la composition des communautés au cours des quelques dernières décennies ont été attribués aux changements climatiques (très haute confiance) [1.3.5].

Beaucoup de changements observés dans la phénologie et dans la distribution des espèces marines dulcicoles ont été associés à l’élévation de la température des eaux, de même que d’autres facteurs liés au climat, la couverture de glace, la salinité, la concentration en oxygène et la circulation océanique. Des déplacements des zones de fréquentation vers les pôles et des variations dans l’abondance des algues, du plancton et des poissons ont été observés. Par exemple, le plancton s’est déplacé de 10° en latitude nord (environ 1000 km) au cours d’une période couvrant environ quatre décennies au sein de l’Atlantique nord. Il y a eu aussi des augmentations documentées de la concentration d’algues et de zooplancton dans les lacs de haute latitude et de haute altitude, des migrations de poissons survenant plus tôt, et la variabilité des paramètres des rivières a changé d’intervalle [1.3]. Alors qu’il y a de plus en plus de preuves des impacts des changements climatiques sur les récifs coralliens, la différenciation des impacts des facteurs liés au climat par rapport aux autres facteurs (par exemple la surpêche ou la pollution) est difficile. L’apport de carbone anthropique depuis 1750 a entraîné l’acidification des océans, dont le pH a décru, en moyenne, de 0,1 unité [GTI QRE RID]. Néanmoins, les effets de cette acidification des océans observée sur la biosphère marine n’ont pas été documentés jusqu’à présent [1.3]. Le réchauffement des lacs et des rivières a un impact sur l’abondance, sur la productivité, sur la composition des communautés, sur la phénologie et sur la distribution et la migration des espèces dulcicoles (confiance élevée) [1.3.4]

Les effets des hausses régionales de température sur certains systèmes humains et systèmes aménagés commencent à se faire sentir, bien que ces effets soient plus difficiles à discerner que ceux qui affectent les systèmes naturels, en raison de l’adaptation et des facteurs non climatiques.

Des effets ont été détectés dans les systèmes agricoles et forestiers [1.3.6]. Des changements dans plusieurs aspects du système de santé humain ont été liés au réchauffement récent [1.3.7]. L’adaptation au réchauffement récent a commencé à être documentée de façon systématique (confiance moyenne) [1.3.9].

Comparé à d’autres facteurs, le réchauffement récent a eu des conséquences limitées pour les secteurs de l’agriculture et de la foresterie. Une précocité marquée sur le plan phénologique a néanmoins été observée pour l’agriculture et la foresterie dans une grande partie de l’hémisphère Nord, ce qui a donné lieu à des réactions limitées en matière de cultures, telles que celle consistant à ensemencer plus tôt au printemps à des latitudes plus élevées. L’allongement de la période de végétation a contribué à une hausse observée de la productivité forestière dans de nombreuses régions, tandis que la prévalence de conditions plus chaudes et plus sèches est en partie la cause de la baisse de productivité des forêts et de la multiplication des incendies de forêts en Amérique du Nord et dans le bassin méditerranéen. L’agriculture et la sylviculture se sont révélées vulnérables à l’évolution récente de phénomènes tels que les vagues de chaleur, les inondations et les sècheresses (confiance moyenne) [1.3.6].

Alors que peu d’études ont été menées pour examiner les effets du récent réchauffement sur la santé, une augmentation des hautes températures extrêmes a été associée à une mortalité supplémentaire en Europe, ce qui a poussé à des mesures d’adaptation. Il y a des preuves émergentes de changements dans la distribution de certains vecteurs de maladies dans des parties de l’Europe et de l’Afrique. Un démarrage plus rapide et une recrudescence de la production de pollens allergéniques se sont fait jour sous les moyennes et les hautes latitudes de l’hémisphère Nord (confiance moyenne) [1.3.7].

Des changements dans les activités socio-économiques et les modes de réponse humains aux changements climatiques, y compris le réchauffement, n’ont connu de documentation systématique que très récemment. Dans les régions de gélisols ou couverts de neige et de glace, les réponses adaptatives des groupes indigènes se font au niveau des types de migration, de la santé, et des types d’animaux et de plantes dont ils dépendent pour leur alimentation et leur identité culturelle [1.3.9]. Les réponses varient selon les communautés et sont dictées par l’historique de chaque communauté, la perception du changement et de l’espèce, ainsi que la viabilité des options dont ces groupes disposent (confiance moyenne) [1.3.9].

Alors qu’on dispose aujourd’hui de preuves significatives de changements observés dans les systèmes physiques et biologiques dans chaque continent, y compris l’Antarctique, de même que dans la plupart des océans, la majorité des études proviennent des études menées sous les latitudes moyennes à élevées de l’hémisphère Nord. La documentation sur les changements observés dans les régions tropicales de l’hémisphère Sud est rare [1.5.].