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Changement climatique et politique énergétique Ce qui a changé Ce qui changera Pourquoi il faut agir vite. Robert Kandel Laboratoire de Météorologie Dynamique Ecole Polytechnique, Palaiseau, France. Cela concerne la planète entière. Changement climatique et politique énergétique. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Robert KandelLaboratoire de Météorologie DynamiqueEcole Polytechnique, Palaiseau, France
Changement climatiqueet politique énergétique
Ce qui a changéCe qui changera
Pourquoi il faut agir vite
LMD/X: 03/05/2007 R. Kandel - Changement climatique et politique énergétique
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Cela concerne la planète entière
LMD/X: 03/05/2007 R. Kandel - Changement climatique et politique énergétique
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Changement climatiqueet politique énergétique
• Le climat change.
• L’atmosphère globale change rapidement, surtout à cause de la combustion de carburants fossiles.
• Ceci est désormais la cause principale du réchauffement.
• Il existe un fort risque de changements dramatiques au cours des décennies à venir.
• Peut-on éviter un changement climatique catastrophique tout en assurant le développement ?
Le climat change Le climat change
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Le Réchauffement Planétaire observé
1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000
+1,0
+0,8
+0,6
+0,4
+0,2
0
-0,2
-0,4
-0,6
Anomalie de la température moyenne à la surface du globe
1998200520032002200420062001
Source: UK Met Office/Univ. of East Anglia/Hadley Centre
??
?!!
Observed anomaly with 0 = mean (1880-1910)10-year average anomaly
+1,0
0
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Climate Change and Energyin the 21st Century
• The climate is changing. • The global atmosphere is rapidly changing,
mostly because of fossil fuel burning.• This is now the major cause of climate change.• There is a strong risk of dramatic change in
coming decades.• Can we avoid catastrophic climate change and
still ensure development ?
L’atmosphère globale change rapidement, surtout à cause de la combustion de carburants fossiles.
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Les émissions de CO2 ont augmenté par un facteur 15 depuis 1900
CO2 emissions in millions of metric tons of carbon per year
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380
360
340
320
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
Nature
Man !
CO2 (ppm/v)
Résultat : la concentration atmosphérique de CO2
a sensiblement augmenté
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Croissance des émissions de CO2 au 20ème siècle
Fin de la dernière période glaciaire
1750
1958
2006
CO2 atmosphérique
Altération anthropique
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(BP 1950)
Projection for 2100
2006
Depuis 1958, la concentration atmosphérique de CO2 est sensiblement sortie de la gamme de variabilité naturelle observée depuis 420.000 ans (données de Vostok), voire depuis deux millions d’années. Periodes glaiciares moins de CO2
Years Before Present (B.P. 1950)
CO
2 C
onc
ent
ratio
n (
pp
m/v
)
700
650
600
550
500
450
400
350
300
250
200
150
D ’après Watson
1958
1900
Augmentation du CO2Fort réchauffement ?!
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Changement climatiqueet politique énergétique
• Le climat change.
• L’atmosphère globale change rapidement, surtout à cause de la combustion de carburants fossiles.
• Ceci est désormais la cause principale du réchauffement.
• Il existe un fort risque de changements dramatiques au cours des décennies à venir.
• Peut-on éviter un changement climatique catastrophique tout en assurant le développement ?
Ceci est désormais la cause principale du
réchauffement.
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Le système
102 réfléchi vers l’espace
342 Rayonnement solaire incident
R. Kandel - 2007Flux en W/m2
Total rayonnement solaire absorbé, converti en chaleur = 240
0,1
Flux d’énergie dans le système climatique
Nuages !
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Le système
102 réfléchi vers l’espace
342 Rayonnement solaire incident
R. Kandel - 2007Flux en W/m2
Rayonnement infrarouge émis par la surface
Total rayonnement solaire absorbé, converti en chaleur = 240
390
0,1
infrarouge
transmis/émis vers
l’espace
240
L’effet de serre dans le système climatique
Nuages ! H2O, CO
2, …
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Le système
102 reflected to space
342 incident solar radiation
R. Kandel - 2007Flux en W/m2
Total solar radiation Absorbed, converted into heat = 240 -/+ ? =
Comment perturbons-nous le climat ?
SO2,Suie
Pollution renforçant l’effet parasol
0,1
Court temps de résidence dans l’atmosphère – effets régionaux et non globaux
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Le système
102 reflected to space
342 incident solar radiation
R. Kandel - 2007Flux in W/m2
Infrared radiation émitted by the surface
Total solar radiation Absorbed, converted into heat = 240 -/+ ? =
How do we perturb climate ?
SO2,Soot
390
By reinforcing the greenhouse effect
390+ ? +?
CO2
0,10,6storage
infrared transmitted/emitted to space
240
+/- ?
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Le système
R. Kandel - 2006
Complication : L’effet parasol et l’effet de serre dépendent des nuages et de la vapeur d’eau, donc du cycle de l’eau
Air, aérosols,
Nuages ! H2O, Nuages, CO
2
E P REvaporation, Précipitation, Ruissellement
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Le réchauffement planétaire résulte principalement des émssions de CO2 par la
combustion de carburants fossiles
1) L’intensification de l’effet de serre est désormais le facteur de changement le plus fort.
2) Les simulations de changement climatique à l’aide des modèles sont en accord avec les observations seulement lorsqu’on prend en compte les facteurs anthropiques; les facteurs naturels n’expliquent pas ce qui a été observé..
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1) Climate change is now mainly driven by anthropogenic forcing factors
Solar variations and volcanic eruptions play but a minor role since 1970.
CO2 CH4 etc.
Land Use ?
AerosolsHansen et al. 2005 Science
Sun ?
Volcanoes
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2) Climate models reproduce observed surface warming only with inclusion of the anthropogenic forcing factors
1850 1900 1950 2000
1,0
0,5
0,0
-0,5
-1,0
1,0
0,5
0,0
-0,5
-1,0
Sun and volcanoes
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Geographical distribution of 20th century land surface warming
ObservedSimulated withanthropogenic CO2 etc.--- without anthropogenic forcing
After IP
CC
WG
1 AR
4 SP
M
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• On a observé une augmentation du contenu calorifique des océans, augmentation qui confirme le déséquilibre actuel du à l’intensification anthropique de l’effet de serre.
Hansen et al. 2005 Science
The models reproduce the
ocean warming observed in depth.
A cause de ce stockage de chaleur, le réchauffement se poursuivra pendant des décennies, même si l’on stabilise la composition de l’atmosphère dans son état actuel.
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Arctic Ocean ice cover is diminishing
40
20
0
-20
-40
-60
-80
September trend (%) 1978 - 2003
Greenland’s ice cap is melting
Source: W. Abdalati, J.E. Hansen, NASA GSFC
More rapid sea level rise ?
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En 2000
Les glaces de l’océan Arctique :Minimum de couverture d’été (septembre)
Et en 2040 ?!
Simulations NCAR (Boulder, Colorado, USA)
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Most mountain glaciers are retreating.
The Rhone glacier
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Changement climatiqueet politique énergétique
• Le climat change.
• L’atmosphère globale change rapidement, surtout à cause de la combustion de carburants fossiles.
• Ceci est désormais la cause principale du réchauffement.
• Il existe un fort risque de changements dramatiques au cours des décennies à venir.
• Peut-on éviter un changement climatique catastrophique tout en assurant le développement ?
Il existe un fort risque de changements dramatiques au cours des décennies à
venir.
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After IPCC TAR 2001
Which emissions scenario ? CO2 increase to more or less than 550 ppm ?
Réc
hauf
fem
ent
(°C
)
Projections of 21st Century Warming Physics: Given an emissions scenario, how much warming ?
•••••••• A1F1———— A1B
- - - - - - A1T
———— A2
———— B1
———— B2
War
min
g (
°C)
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Projected Warming2020 – 2029 2090 - 2099
0 1 2 3 4 5 6 7 8
After IPCC WG1 AR4 SPM B1: K
yoto
+
525 pp
m B
2 : BA
U
850 pp
m
Scenario B1: Kyoto and quickly stronger emissions reductions 525 ppm CO2 eq.
Scenario B2: BAU 850 ppm CO2 eq.
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Incertitudes physiques : les « rétroactions » des nauges, le réchauffement, et le cycle de l’eau
If the water cycle accelerates, how will cloud cover change ?
Will there be more or less high or low cloud ? And where ?
Nuages élevés – fort effet de serre
Low clouds – dominant parasol effect
Positive or negative feedback ?
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How will precipitation change ?After IPCC WG1 AR4 SPM
%
-20
-10
-5
+5
+10
+20Poorconsistency
Goodconsistency
A1B : Kyoto and more, butonly after 2050700 ppm CO2 in 2100
Uncertainties
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Not only Global WarmingBut also, and rapidly,
Consequences : Changed risks of:• prolonged drought• strong rainfall, floods• violent storms• tropical cyclones
Risks of greenhouse effect intensification
Intensification of the water cycle and a new distribution of fresh water
Consequences for :
• Agriculture• Water supply for cities• The natural biosphere
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Projected Changes in Runoff
Scenario A1B : (2041-2060) – (1900-1970)
Milly, Dunne, & Vecchia, Nature, 17/11/05
%
+40+30+20+10+5+2-2-5
-10-20-30-40
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Montée de la mer
Global Warming
more slowly
Sea level rise
Consequences : +60 cm by the year 2100 ? … and after 2100 ?! • increased storm flooding risk along coasts • flooding of low-level coastal plains and wetlands• saline infiltration of the water table near the coast
Risks of greenhouse effect intensification
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Increased risk from storms
Katrina 28/08/2005
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Flooding of coastal plains and valleys ?
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Global warming
Consequences : modification of the map/calendar of risks of • heat waves• cold waves• other extreme events
Risks of greenhouse effect intensification
Increase in variability ?
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Warming in France Mean summer Temperature (JJA)
25
23
21
19
17
15
26
24
22
20
18
16
1860 1900 1950 2000 2050 2100
2003
Very hot
Very cool
Average
ObservationsModel (scenario A2)Model averaged over 20 yrs
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Climate Change and Energyin the 21st Century
• The climate is changing. • The global atmosphere is rapidly changing,
mostly because of fossil fuel burning.• This is now the major cause of climate change.• There is a strong risk of dramatic change in
coming decades.• Can we avoid catastrophic climate change and
still ensure development ?
Can we avoid catastrophic climate change and still ensure development ?
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CO2 emissions* by country in 2002(millions of tons CO2 per year)
Source: World Resources Institute
And in 2010, in 2025, 2050 ?!
> 1200500 -1200200 - 50060 - 200
< 60No data
?!?!
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« Emissions trajectories » for stabilization
80
70
60
50
40
30
20
10
0 1970 1990 2010 2030 2050 2070 2090
Emissions GES (éq. CO2 Gt/a)
2006
Danger Zone
Rapid action needed !
To stabilize at650 ppm CO2 eq.
To stabilize at550 ppm CO2 eq.
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How can we reduce the risk of rapid strong climate change ?
Reducing greenhouse gas emissions — a challenge to advanced countries, not a threat.
Avenues to explore :
1. Reduce CO2 emissions by reducing the share of fossil fuels — especially coal — in the economy.
2) Reduce CH4 and N2O emissions.
3) Capture and sequester CO2 produced during combustion of fossil fuels
Global Warming : What can we do about it ?
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Greenhouse gas emissions in 2000, by source
CH4, N2O
CFC, HCFC, …
CO2
CO2
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Reducing the role of fossil fuels?
• nuclear power ? !
Global Warming : What must we do about it ?
• renewable energy sources ? !
• energy saving ! — apply existing know-how — learn to do better, not only in
advanced but also and especially in developing countries
(2, 4, 10 times) more wealth with (2, 4, 10 times) less kWh ?
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Greenhouse gas emissionsScenario Kyoto without follow-on
80
60
40
20
0 1990 2050
Rest of theworld
OtherAnnex I
EuropeanUnion
Gt éq. CO2 par an Gt éq. C par an
15
10
5
0
Danger Zone
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EU-15 members actual emissions and projections for 2010
Kyoto target
100
90
801990 1995 2000 2005 2010
95.4
92.0
99.4
And we need to aim for the 80% level in 2020, for the 25% level in 2050.
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Switzerland
Brazil
France
Italy
Portugal
Japan
India
United Kingdom
Germany
Indonesia
Mexico
South Korea
WORLD
U.S.A.
Australia
China
Poland
Saudi Arabia
Russian Federation
0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3
kg CO2 / $ GNP19901999
Carbon Intensity of wealth creation
FRANCE
U.S.A.
RUSSIA
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1900 2000 2100
Can we develop technology to make net emissions negative ?
Within the next 60 years ?
Reducing net emissions of CO2 by capture and « sequestration »
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Faut-il tout voir en noir ?
Non ! La croissance (ou son contraire) dépendra
de plus en plus du développement de solutions aux problèmes posés par :
1) La fin du pétrole bon marché; mais il reste beaucoup (trop) de charbon.
2) La nécessité impérieuse de réduire les émissions de gaz à effet de serre.
3) La contrainte d’adaptation aux changements climatiques inéluctables.
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Prenons soin de notre planète
A planet worth some
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50
Time is short !