Changements climatiques et empreinte cologique

1
Changements climatiques et empreinte écologique

• Pr Jean-Pascal van Ypersele
• UCL-ASTR
• (Université catholique de Louvain, Institut
  dastronomie et de géophysique G. Lemaître)
• Toile www.climate.be/vanyp
• E-mail vanyp_at_climate.be
• Ecolo, Chaumont-Gistoux, 29-4-2008

2
Plan

• 1) Mauvaises nouvelles du climat
• 2) Bonnes nouvelles
• 3) Lien avec lempreinte écologique

3
Les mauvaises nouvelles dabord (1)

• Le climat se réchauffe de manière rapide
• Cest principalement à cause de notre boulimie
  énergétique (12 tonnes de CO2/an pour chaque
  Belge), qui renforce leffet de serre
• Les océans et la végétation absorbent une part de
  moins en moins importante du CO2 émis il
  saccumule dans latmosphère

4
Les mauvaises nouvelles dabord (2)

• Les impacts deviennent importants et coûtent de
  plus en plus cher (vies et )
• Vagues de chaleur, inondations,
• Effets sur les écosystèmes de en visibles
• Au moins 80 des glaciers fondent, emportant
  avec eux leurs archives, et privant de réservoir
  deau des villes entières

5
Les mauvaises nouvelles dabord (3)

• Le niveau des mers monte (20 cm au 20è siècle),
  surtout par dilatation thermique
• Le Groenland et la péninsule antarctique fondent
  plus vite quanticipé
• Projections à laide de modèles fiables
• T Mondiale 1.1 à 6.4C en 2100 (au dessus de
  1990) Océans au moins 20 à 60 cm en 2100,
  près de 8 m en 3000 (sauf si mesures radicales)

6
Les mauvaises nouvelles dabord (4)

• Kyoto est important, mais tout-à-fait
  insuffisant il faut arriver à réduire les
  émissions mondiales de 70-90 en 2100
• Le problème est de long terme, plus loin que la
  prochaine élection ou le prochain bilan
• Les changements climatiques vont aggraver bien
  des tensions géopolitiques

7
Le réchauffement est sans équivoque
8
Cycle du carbone
Atmosphère
pré-ind 597
processus physiques chimiques biologiques
70.5
photosynthèse
119.5
120
70
respiration
Océan
vanyp_at_climate.be
Unités GtC (milliards de tonnes de carbone) ou
GtC/an
9
Cycle du carbone
Atmosphère
pré-ind 597
3.2/an
processus physiques chimiques biologiques
70.5
photosynthèse
119.5
120
70
2.6
respiration
puits
6.4
1.6
déboisement (occup. sols)
Combustibles fossiles
2.2
Océan
-244
120
-40
vanyp_at_climate.be
Unités GtC (milliards de tonnes de carbone) ou
GtC/an
10
(No Transcript)
11
Composantes du forçage radiatif (en2005)
12
Attribution
Observations

• are observed changes consistent with
• expected responses to forcings
• inconsistent with alternative explanations

All forcing
Solarvolcanic
13
Conclusion principale du dernier rapport du GIEC
(2007)

• Il est très probable que laugmentation observée
  des concentrations anthropiques de gaz à effet de
  serre est responsable de lessentiel de la hausse
  des températures moyennes mondiales depuis le
  milieu du 20e siècle.
• NB  très probable  gt 90probabilité

14
Source IPCC, AR4
Projections du climat futur en labsence de
mesures
15
Anomalies de la température en surface par
rapport à 1980-1999
Source GIEC, AR4
Chevauchement des reconstructions de température
Reconstruction de la température globale durant
le 20e s. à laide de modèles
16
More heavy precipitation and more droughts.

• Warmer world implies more evaporation - more
  water goes to the atmosphere where water is
  available on the ground (e.g., oceans). The
  atmosphere therefore will contain more water
  vapor available to rain out. And most places
  receive the majority of their moisture in heavy
  rain events, which draw moisture from a big area.

• Warmer world implies more evaporation - but
  soils will dry out as a result. So dry regions
  will get drier unless storm tracks shift in a
  lucky way. And for some, they are expected to
  shift in an unlucky way.
• At mid to low latitudes - wet get wetter, dry
  get drier

17
Il existe une inertie significative dans le
système climatique
Source IPCC TAR (2001)
18
EAU
ECOSYSTEMES
ALIMENTATION
COTES
SANTE
/1980-1999
moy. globale
19
GIEC AR4 GT2 (2007)20 - 30 des espèces
végétales et animales sont soumises à risque
élevé dextinction si ?T 1.5C - 2.5C (au
dessus de la température de 1990)
20
GIEC GT-II (Impacts) (3) 2001 (426 auteurs, 440
relecteurs)

• ressources en eau
• agriculture (spécialement sécurité alimentaire)
  et foresterie
• zônes côtières et systèmes marins (pêcheries)
• établissements humains
• énergie et industrie
• assurances, services financiers
• santé humaine

• Les systèmes humains qui sont sensibles aux
  changements climatiques incluent principalement

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Eau - ruissellement
Extension de la zone inondée lors du pic
découlement annuel au Bangladesh 25 pour un
réchauffement global de 2C
Production des centrales hydroélectriques
existantes réduite -25 en 2050
Débit des cours deau réduit, demande actuelle en
eau non satisfaite en 2020 saumon perte
dhabitat
Accroissement de la charge pathogène due à
laugmentation de précipitations en région
dépourvue de bonne installation d assainissement
deau
Disponibilité en eau douce réduite dans les
petites îles
22
Nombre de décès à Paris au cours de lété 2003
(Ch 8)
23
Disponible sur www.greenpeace.be et
www.climate.be/impacts
Impacts des changements climatiques en Belgique
P. Marbaix J.P. van Ypersele
J.P. van Ypersele P. Marbaix
24
Petite mise au point

• Greenpeace nous a donné loccasion décrire ce
  rapport en toute indépendance.
• Nous aurions pu écrire le même rapport à la
  demande de Solvay ou dElectrabel.

25
Région côtière - Belgique

• Hausse du niveau de la mer
• ? favorise linondation lors des tempêtes
  (y compris le long de lEscaut et affluents)
• ? en cours révision du Sigmaplan (AWZ),
• ? risque faible jusquà 60 cm
• ! Mais à long terme le Groenland fond, ...

Actuellement
(Cartes N. Dendoncker, UCL/GEOG)
1m (max /21è S)
8m (possible / 1000 ans)
Zones sous le niveau moyen de la mer
26
Prenons un peu de distance

• Le risque deffets néfastes au niveau mondial
  augmente en parallèle avec la hausse des
  températures (et des émissions de CO2)
• Le GIEC a dégagé en 2001 cinq motifs de
  préoccupation I écosystèmes II extrêmes
  III distribution générale IV effet mondial
  moyen V surprises

27
Stabilisation levels and equilibrium global mean
temperatures
Figure SPM 8 Stabilization scenario categories
as reported in Figure SPM.7 (coloured bands) and
their relationship to equilibrium global mean
temperature change above pre-industrial, using
(i) best estimate climate sensitivity of 3C
(black line in middle of shaded area), (ii)
upper bound of likely range of climate
sensitivity of 4.5C (red line at top of shaded
area) (iii) lower bound of likely range of
climate sensitivity of 2C (blue line at bottom
of shaded area). Coloured shading shows the
concentration bands for stabilization of
greenhouse gases in the atmosphere corresponding
to the stabilization scenario categories. The
data are drawn from AR4 WGI, Chapter 10.8.
28
Stabilisation and equilibrium global mean
temperatures

• Equilibrium temperatures reached after 2100
• Uncertainty of climate sensitivity important

GtC/yr
C above pre-industrial temp.
Multigas and CO2 only studies combined
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Les bonnes nouvelles ensuite

• Kyoto est là! (même si ce nest quun début)
• Le prix de lénergie monte (sinon, on sen fiche)
• De nombreuses techniques existent pour réduire
  les émissions
• La technologie progresse rapidement
• Les comprtements commencent à changer aussi
• Protéger le climat coûtera cher que prévu

30
Réduction à long terme (après 2030)

• Plus bas se situe le niveau de stabilisation,
  plus vite les émissions atteindront leur pic
  et déclineront par la suite
• Les efforts de réduction durant les deux à trois
  prochaines décennies augmenteront nos chances de
  parvenir à des niveaux de stabilisation plus bas

1 The best estimate of climate sensitivity is
3ºC WG 1 SPM. 2 Note that global mean
temperature at equilibrium is different from
expected global mean temperature at the time of
stabilization of GHG concentrations due to the
inertia of the climate system. For the majority
of scenarios assessed, stabilisation of GHG
concentrations occurs between 2100 and 2150. 3
Ranges correspond to the 15th to 85th percentile
of the post-TAR scenario distribution. CO2
emissions are shown so multi-gas scenarios can be
compared with CO2-only scenarios.
31
Tous les secteurs et régions ont un potentiel
économique de réduction à lhorizon 2030
Note ces estimations nincluent pas les options
non-techniques comme des changements de mode de
vie.
32
Quels seront les coûts macro-économiques en 2050
?

1 Taux de change basés sur le PIB global 2 La
portée moyenne et celle des 10e et 90e
percentiles des données analysées sont
données. 3 Le calcul de la réduction du taux de
croissance annuel est basé sur la réduction
moyenne pour la période jusque 2050 qui
résulterait de la diminution indiquée du PIB en
2050. 4 Le nombre détudes qui indiquent des
conséquences sur le PIB est relativement faible
et elles utilisent de faibles valeurs de départ.
33
Limportance dun prix du CO2

• Les politiques qui octroient un prix réel ou
  implicite au CO2 pourraient créer des incitants
  pour les producteurs et les consommateurs à
  investir significativement dans des produits,
  technologies et processus à faible émission de
  GES.
• De telles politiques pourraient inclure des
  instruments économiques, des fonds publics et des
  réglementations.
• Pour parvenir à une stabilisation autour de 550
  ppm CO2eq, les prix du CO2 devraient atteindre
  20-80 US/tCO2eq dici 2030 (5-65 en cas de
  changement technologique provoqué).
• Avec de tels prix, lon peut sattendre à des
  investissements massifs dans les technologies
  produisant peu de CO2.

34
N. Gouzée (Bureau Fed. Du Plan)
35
Effet de serre  En quoi sommes nous
responsables ? (1)

• Chaque Belge émet 12 tonnes de CO2/an
• Chaque kg de carbone (C) brûlé produit 3.7 kg de
  CO2
• Energie consommée directement
• Energie consommée indirectement
• Emissions non-énergétiques
• Quelques pistes pour en sortir

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Effet de serre  En quoi sommes nous
responsables ? (2)

• Energie consommée directement 
• Electricité (1 kWh environ 0.3 kg de CO2 émis
  en Belgique)
• Chauffage/conditionnement dair
• Transport routier (100 km en voiture environ 20
  kg de CO2 émis)
• Transport aérien (vacances  BXL-Malaga A/R 
  environ 2 tCO2 par passager)

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Effet de serre  En quoi sommes nous
responsables ? (3)

• Energie consommée indirectement 
• contenu énergétique des biens consommés
  (matériaux de base, fabrication, transport,
  élimination)
• ex  brique ou bois, achat de légumes de
  contre-saison, aliments préparés

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Effet de serre  En quoi sommes nous
responsables ? (4)

• Emissions non-énergétiques 
• Méthane (CH4)  déchets, fuites de gaz
• Monoxyde de diazote (N2O)  usage dengrais
• CFC, HCFC, HFC, PFC  réfrigération, usages
  industriels

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Remarques

• Il est temps de définir des politiques sérieuses
  dadaptation et de prévention
• Il faut voir à long terme, avec des objectifs de
  réduction démissions bien ambitieux que Kyoto
• Lénergie la moins chère et la moins polluante
  est celle dont nous navons pas besoin
• Le Soleil nous fournit 8000 X plus dénergie que
  la consommation mondiale de 1990 ne peut-on
  imaginer de focaliser des recherches pour arriver
  à en capter un millième ?

40
Empreinte écologique

• Ce concept vise à lier de façon synchronique et
  non dynamique une population et lenvironnement
  puisquil sagit, pour une population donnée qui
  vit selon un certain niveau de vie, de calculer
  la superficie équivalente pour produire les
  ressources et assimiler les déchets requis pour
  assumer ce nombre de personnes à ce niveau de
  vie. (introduit par Mathis Wackernagel et William
  Rees en 1996).

41
Wackernagel M., Rees W.
1996 New Society Publishers
42
Lien avec lempreinte écologique

• Empreinte écologique tentative dexprimer notre
  consommation de ressources naturelles et
  dénergie en hectares de surface terrestre
• Empreinte typique dun Belge 3-4 ha, alors que
  la surface de terre productive disponible chez
  nous nest que de 0.2 ha/habitant
• Autres empreintes USA 5.1 Inde 0.4, Monde 1.8
  ha

43
Que ce soit pour faire pousser des pommes de
terre, fabriquer un GSMl ou fournir de lessence
à notre voiture, nous avons besoin dune partie
des ressources disponibles sur notre vaisseau. En
2006, il y a environ 7.5 hectares disponibles par
habitant, dont 1.7 seulement sont productifs. Le
nombre de terrains de foot dont vous avez besoin
pour vivre, cest votre empreinte écologique. Si
elle dépasse 1.7 ha, il y a un problème
D'après Wackernagel M, Rees W, Our Ecological
Footprint Reducing Human Impact on the Earth ,
Eds. New Society Publishers,160p, 1996
44
Lempreinte Belge
X 4
Tout le monde comme nous ? ? Il faut trois
planètes extra !
Source Ecolife
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Empreinte mondiale
Source Ecolife
46
Lien avec lempreinte écologique

• Ma difficulté avec la méthode utilisée
• 1.8 tonnes/an de carbone émis 1 ha, sur la
  base de la capacité dabsorption de forêts
  typiques, aujourdhui
• Je pense que ce chiffre sous-estime la surface
  nécessaire, car dans un climat qui se réchauffe,
  cette capacité dabsorption va diminuer, et les
  sols pourraient même devenir des sources nettes
  de CO2 , auquel cas les calculs dempreinte nont
  plus aucun sens.
• Je préfère, pour les aspects climatiques,
  utiliser la méthode  GIEC  utilisée pour le
  Protocole de Kyoto, et utiliser les tonnes de
  CO2-équivalent

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Conclusion

• Cest bien dune révolution énergétique que nous
  avons besoin, pour rencontrer le triple le défi
  de la protection du climat, de lépuisement des
  combustibles fossiles et fissiles, et de la
  satisfaction des besoins essentiels de tous les
  habitants de la planète.

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Pour en savoir plus...

• www.climate.be/vanyp ASTR-UCL
• www.ipcc.ch IPCC ou GIEC
• www.unfccc.int Convention Protocole
• www.cfdd.be Conseil fédéral développement
  durable
• www.climat.be campagne climat du Gvt
• www.climate.be/jcm modèle interactif du Dr B.
  Matthews, UCL-ASTR