Une vérite qui décoiffe - Partie 1

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Information about Une vérite qui décoiffe - Partie 1
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Published on June 27, 2009

Author: cedringen

Source: slideshare.net

Description

première partie de la conférence "une vérité qui décoiffe" par Cédric Ringenbach

Une vérité qui décoiffe Cédric Ringenbach

Introduction

Un peu de math…

La fonction exponentielle Est exponentielle toute quantité qui croît avec un taux de croissance relative constant (ex : +10%/an) f’(x) = k. f(x) f(x) = α e k.x

Est exponentielle toute quantité qui croît avec un taux de croissance relative constant (ex : +10%/an)

La fonction exponentielle f(x) = e x f(1)=e f(0) = 1 e = 2,718 1 2 3 4 0 -3 -2 -1 0 1 2 f(t) dt = e x - ∞ x

La fonction exponentielle f(x) = e x f(1)=e f(0) = 1 e = 2,718 f’(0) = 1 f’(1) = e 1 2 3 4 0 -3 -2 -1 0 1 2 f(t) dt = e x - ∞ x

La fonction exponentielle f(x) = e x f(1)=e f(0) = 1 e = 2,718 f’(0) = 1 f’(1) = e 1 2 3 4 0 -3 -2 -1 0 1 2 f(t) dt = e x - ∞ x

La fonction exponentielle f(x) = e x f(1)=e f(0) = 1 e = 2,718 f’(0) = 1 f’(1) = e 1 2 3 4 0 -3 -2 -1 0 1 2 f(t) dt = e x - ∞ x

La fonction exponentielle x -> Rappel : Or, le monde est fini ∞ ∞ Lim e x = +

x ->

Evolution de la population mondiale 6,785 MM en juin 2009 révolution industrielle : 1750 × 1000

La fonction exponentielle La constante de temps + 1 % / an => 70 ans + 2 % / an => 35 ans C’est le temps que cela prend à une fonction exponentielle pour doubler + 5 % / an => 14 ans

La constante de temps

La fonction exponentielle La constante de temps 70 . Const. de temps = --------------------------- Taux d’augmentation / an C’est le temps que cela prend à une fonction exponentielle pour doubler

La constante de temps

La fonction exponentielle La constante de temps Réponse : Par 1000 !! Une valeur augmente de 7% par an Par combien a-t-elle été multipliée en un siècle ?

La constante de temps

Exponentielle décroissante f(x) = e -x τ Constante de temps 1 2 3 4 0 -3 -2 -1 0 1 2

Evolution de la population mondiale × 1000

Consommation d’énergie par tête × 3 en 30 ans

Consommation mondiale d’Energie Evolution de la consommation mondiale d'énergie (hors biomasse) depuis 1860. Sources : Schilling & Al. (1977), IEA (1997), Observatoire de l'Energie (1997). Révolution industrielle : charbon Industrialisation du pétrole gaz Hydro -électrique nucléaire 380 Gtep | 85% fossile | × 30

Evolution de la consommation mondiale d'énergie (hors biomasse) depuis 1860. Sources : Schilling & Al. (1977), IEA (1997), Observatoire de l'Energie (1997).

La combustion

 

Amont du carbone Aval du carbone Climat Ressources

Amont du carbone Ressources

Le Peak Oil

Le Peak Oil Peak Oil ( +/- moitié du stock ) Taux d’extraction années

Le pic de Hubbert 35 ans Découvertes et production de pétrole aux Etats-Unis depuis 1900

Découvertes vs extractions Millions de barils Années 2000 1940 1986

Déplétion des réservoirs années Taux d’extraction

Déplétion des réservoirs Peak Oil ( +/- moitié du stock ) Taux d’extraction années

Réserves prouvées Probable et possible Réserves prouvées 1970 2005 Déjà consommé 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Milliards de tonnes

Réserves prouvées 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Milliards de tones 1970 2005

Réserves prouvées 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Milliards de tones 1970 2005

Réserves prouvées 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Milliards de tones 1970 2005

Réserves prouvées 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Milliards de tones 1970 2005

Réserves prouvées 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Milliards de tones 1970 2005

Découvertes

Il est difficile d’être précis sur la date du peak oil

Il est difficile d’être précis Taux d’extraction Années Peak Oil

Il est difficile d’être précis Peak Oil Taux d’extraction Années

Il est difficile d’être précis Peak Oil Taux d’extraction Années

Il est difficile d’être précis Peak Oil Taux Max de production 15 ans ? Taux d’extraction Années

Il est difficile d’être précis Peak Oil Taux d’extraction Années

Il est difficile d’être précis Peak Oil 20 ans ? Taux d’extraction Années

Quand commencent les problèmes? Peak Oil Offre Demande Problème Taux d’extraction Années

Rapport Hirsch Le rapport Hirsch (USA) a étudié trois scénarios d’adaptation de l’économie à la pénurie de pétrole selon trois date d’anticipation : Au moment du pic 10 ans avant 20 ans avant Peak Oil 20 ans 10 ans Au pic

Le rapport Hirsch (USA) a étudié trois scénarios d’adaptation de l’économie à la pénurie de pétrole selon trois date d’anticipation :

Au moment du pic

10 ans avant

20 ans avant

Rapport Hirsch Ses conclusions : Au moment du pic : la pénurie se fait sentir pendant 20 ans et occasionne de graves dommages à l’économie 10 ans avant : on sauve les meubles, mais la pénurie se fait sentir pendant 10 ans 20 ans avant : on est capable de s’adapter Peak Oil 20 ans 10 ans Au pic

Ses conclusions :

Au moment du pic : la pénurie se fait sentir pendant 20 ans et occasionne de graves dommages à l’économie

10 ans avant : on sauve les meubles, mais la pénurie se fait sentir pendant 10 ans

20 ans avant : on est capable de s’adapter

Les experts les plus pessimistes situent le peak oil en 2020

Amont du carbone Aval du carbone Climat Ressources

Aval du carbone Climat

L’effet de serre

 

Insolation

Réflexion Insolation

Rayonnement infrarouge Réflexion Insolation

Rayonnement infrarouge Réflexion Effet de Serre Insolation

Rayonnement infrarouge Réflexion Effet de Serre Insolation -18°C

Rayonnement infrarouge Réflexion Effet de Serre Insolation 15°C -18°C

Le schémas global

341,4 W/m² 342 W/m² ∆ = 1,6 W/m² 15°C

( ∆ = 1,6 W/m²) Déséquilibre

Augmentation de la T° ( ∆ = 1,6 W/m²) Déséquilibre

Augmentation de la T° ( ∆ = 1,6 W/m²) Déséquilibre ( ∆ = 0 W/m²) Nouvel équilibre

Déséquilibre

Déséquilibre Augmentation de la T°

Déséquilibre Augmentation de la T° Boucle de rétroaction

Déséquilibre Augmentation de la T° Boucle de rétroaction

Déséquilibre Augmentation de la T° Nouvel équilibre Boucle de rétroaction

Les Gaz à Effet de Serre

Note : La vapeur d’eau n’a pas d’effet à long terme sur le climat (sa durée de vie n’est que de 3 semaines), mais elle joue un rôle d’amplificateur. En fait, elle est une donnée du climat . Son augmentation sans l’atmosphère doit être vue comme un effet et non une cause du réchauffement. Nom : ........... vapeur d’eau Formule :................. H 2 O Concentr° (vol) : ..... 0,3 % Persistance : .......... 3 sem PRG : .................... N/A Forçage : .......... ~4,5 W/m² % de l’E.S. global : .... 60 %

C° de CO 2 (ppm) 300 ppm 380 ppm Nom : ..... dioxyde de carbone Formule : ................. CO 2 Concentr° (vol) : .... 380 ppm Persistance : .. 1 à 2 siècles PRG : ..................... 1 Forçage : .......... 1,66 W/m² % de l’E.S. anthropique : 57 % Les émissions de CO 2 anthropique sont principalement dues à la combustion des hydrocarbures fossiles, ainsi qu’à la déforestation.

C° de CH 4 (ppm) 1774 ppm Nom : ................ méthane Formule : ................. CH 4 Concentr° (vol) : ... 1774 ppb Persistance : ......... 12 ans PRG : .................... 25 Forçage : .......... 0,48 W/m² % de l’E.S. anthropique : 16 % Le méthane est principalement produit par l’agriculture et en premier lieu par les ruminants.

C° de N 2 O (ppb) 319 ppb Nom : ...... protoxyde d’azote Formule : ................. N 2 O Concentr° (vol) : .... 319 ppb Persistance : ....... 1 siècle PRG : ................... 320 Forçage : .......... 0,16 W/m² % de l’E.S. anthropique : 5 % Le protoxyde d’azote est également produit pas l’agriculture : fabrication et utilisation des engrais.

Nom : ........... halocarbures Abrev : CFC, HCFC, PFC, HFC... Concentr° (vol) : ... variable Persistance : .....des siècles PRG : ............... variable Forçage : .......... 0,30 W/m² % de l’E.S. anthropique : 10 % Les halocarbures, comme les ChloroFluoroCarbures, les HydroChloroFluoroCarbures, les PerfluoroCarbures, les HydroFluoroCarbures, sont des molécules contenant des atomes de carbone, d’hydrogènes, de fluor et de chlore. Certains sont déjà concernés par le protocole de Montréal

Nom : ... ozone troposphèrique Formule : .................. O 3 Concentr° (vol) : ... variable Persistance : c’est compliqué PRG : .................. idem Forçage : .......... 0,30 W/m² % de l’E.S. anthropique : 10 % L’ozone n’est pas produit par l’homme directement, mais se fabrique à partir de « précurseurs » comme le méthane ou le protoxyde d’azote. L’ozone n’est pas concerné par le protocole de Kyoto. L’ozone n’entre pas dans le Bilan Carbone.

Le rôle des aérosols

Le rôle des aérosols Les aérosols sont de fines particules solides ou liquides en suspension dans l’atmosphère. carbone sel sable fumées SO 2

Les aérosols sont de fines particules solides ou liquides en suspension dans l’atmosphère.

Le rôle des aérosols Obturation Evaporation des nuages Nuages plus brillants (=> albédo) Allongement de la durée de vie des nuages

Obturation

Evaporation des nuages

Nuages plus brillants (=> albédo)

Allongement de la durée de vie des nuages

Le rôle des aérosols Des phénomènes mal quantifiés De très grosses incertitudes Un forçage globalement négatif

Des phénomènes mal quantifiés

De très grosses incertitudes

Un forçage globalement négatif

Forçage radiatif global

Forçage radiatif global

Conséquences du forçage

Conséquences du forçage Augmentation de la température Multiplication des phénomènes extrêmes (cyclones, sécheresses, inondations, etc.) Hausse du niveau de l’eau Boucles de rétroaction positives Rétrécissement des glaces arctiques Moindre dissolution du CO 2 dans l'océan Dégagement de CH 4 du pergélisol Vapeur d’eau

Augmentation de la température

Multiplication des phénomènes extrêmes (cyclones, sécheresses, inondations, etc.)

Hausse du niveau de l’eau

Boucles de rétroaction positives

Rétrécissement des glaces arctiques

Moindre dissolution du CO 2 dans l'océan

Dégagement de CH 4 du pergélisol

Vapeur d’eau

Augmentation constatée de la T° + 0,74 °C

Augmentation constatée de la T° + 0,74 °C

Augmentation prévue de la T°

Elévation constatée du niveau de l’océan + 18 cm

Elévation prévue du niveau de l’océan

Multiplication des phénomènes extrêmes

Inertie des phénomènes induits Hausse du niveau de l’eau (fonte des glaces) Hausse du niveau de l’eau (dilatation) Température Concentration en CO 2 Emissions de CO 2 100 ans 1000 ans

Hausse du niveau de l’eau (fonte des glaces)

L’Homme est-il responsable de ces changements ?

Emissions anthropiques de CO2 Amont Aval 380 Gtep 300 GtC 1850 1900 1950 2000

Océan Parcifique

Océan Parcifique Hawaï

Océan Parcifique Hawaï Mauna Lao

Océan Parcifique Hawaï Mauna Lao Observatoire de Mauna Loa Mesures du CO 2 depuis 1957

Mesures du CO 2

Sur le passé très récent, le CO2 augmente (et l'oxygène diminue) au rythme de la combustion des énergies fossiles.

Relation entre émissions et augmentation de la concentration Emissions de CO2 ∆ [CO2] sans absorptions Variation [CO2] réelle

La moitié de l’excès de CO2 est absorbée par la nature O O Emissions Absorptions 0 0

L’homme n’est responsable que de 5% des émissions de CO 2 .

Emissions naturelles et anthropiques Emissions 100 GtC

Emissions naturelles et anthropiques Emissions Absorptions 100 GtC 100 GtC

Emissions naturelles et anthropiques Emissions Absorptions 100 GtC 100 GtC 7 GtC

Emissions naturelles et anthropiques Emissions Absorptions 100 GtC 100 GtC 7 GtC

Emissions naturelles et anthropiques Emissions Absorptions 100 GtC 100 GtC 7 GtC

Emissions naturelles et anthropiques Emissions Absorptions 100 GtC 100 GtC 7 GtC

Il a déjà fait plus chaud !

Il a déjà fait

plus chaud !

Archives glacières Crédits : Mark A. Tinsley

Archives glacières CO2 T°

Il y a 125.000 ans, il faisait plus chaud + 4 °C -125.000 ans 2005 T°

Il y a 125.000 ans : il faisait 4°C de plus qu’aujourd’hui, le Groenland était partiellement découvert, le niveau de l’eau était 4m plus haut

Il y a 125.000 ans :

il faisait 4°C de plus qu’aujourd’hui,

le Groenland était partiellement découvert,

le niveau de l’eau était 4m plus haut

Par contre, sur 650.000 ans, la C° en CO 2 n’a jamais dépassé les 300 ppm… 380 ppm 280 ppm … or, entre 1750 et 2005, elle est passé de 280 à 380 ppm CO2 -650.000 ans 2005

La concentration en CO 2 a déjà été plus élevée qu’aujourd’hui…

La concentration en CO 2 a déjà été plus élevée qu’aujourd’hui…

… il y a plusieurs centaines de millions d’années.

… il y a plusieurs centaines de millions d’années.

[CO 2 ] depuis 600 millions d’années

Ce sont des causes astronomiques qui sont à l’origine des variations de température au cours des derniers 650.000 ans.

Ce sont des causes astronomiques qui sont à l’origine des variations de température au cours des derniers 650.000 ans.

Archives glacières CO2 T°

Les cycles de Milankovitch

Ce n’est pas le CO 2 qui joue sur la température, c’est le contraire.

Ce n’est pas le CO 2 qui joue sur la température, c’est le contraire.

Archives glacières CO2 T°

Un peu de systémique

Un peu de systémique T°

Un peu de systémique [CO 2 ] T° 800 ans

Un peu de systémique [CO 2 ] T°

Un peu de systémique [CO 2 ] T°

Un peu de systémique τ = 800 ans [CO 2 ] T°

Un peu de systémique [CO 2 ] T° 800 ans

Un peu de systémique [CO 2 ] T° 800 ans instantané

Un peu de systémique

Un peu de systémique [CO 2 ] T°

Un peu de systémique [CO 2 ] T° 800 ans instantané

Un peu de systémique [H 2 O] T° instantané instantané

Un peu de systémique [CH 4 ] T° 500 ans ? instantané

Un peu de systémique glaces T° 2.000 ans ? instantané

Les différentes boucles de rétroaction amplifient la réponse de la terre au signal astronomique.

Les différentes boucles de rétroaction amplifient la réponse de la terre au signal astronomique.

Un peu de systémique

Un peu de systémique Sans rétroactions

Un peu de systémique Sans rétroactions Avec rétroactions

Un peu de systémique Sans rétroactions Avec rétroactions Glaces GES [CH 4 ] [H 2 O] [CO 2 ]

Archives glacières CO2 T°

Ce n’est pas le CO 2 qui joue sur la température, c’est le contraire ?

Ce n’est pas le CO 2 qui joue sur la température, c’est le contraire ?

Où est passé la constante de temps?

Ce qui se passe aujourd’hui

Ce qui se passe aujourd’hui

Un peu de systémique T° [CO 2 ] 1000 ans

Un peu de systémique T° [CO 2 ] [H 2 O] 1000 ans

Un peu de systémique T° [CO 2 ] [H 2 O] 1000 ans

Un peu de systémique T° [CO 2 ] [H 2 O] 1000 ans [CH 4 ]

Un peu de systémique T° [CO 2 ] [H 2 O] 1000 ans [CH 4 ] glaces

Augmentation prévue de la T°

Le soleil a une activité cyclique. Sa puissance varie dans le temps.

Le soleil a une activité cyclique. Sa puissance varie dans le temps.

Variation des radiations solaires

Les grosses éruptions volcaniques ont eu un impact important sur le climat.

Les grosses éruptions volcaniques ont eu un impact important sur le climat.

Le rôle des volcans

Le Groenland a déjà été complètement à découvert. D’ailleurs, son nom veut dire « terre verte » en danois.

Le Groenland a déjà été complètement à découvert.

D’ailleurs, son nom veut dire « terre verte » en danois.

Ce qui est vrai : Il y a 125.000 ans, le Groenland était en partie dégelé, mais pas totalement. Le niveau de la mer était alors de 3 à 4 m plus haut qu’aujourd’hui.

Il y a 125.000 ans, le Groenland était en partie dégelé, mais pas totalement.

Le niveau de la mer était alors de 3 à 4 m plus haut qu’aujourd’hui.

Ce qui est faux : Le Groenland n’a jamais été entièrement découvert sur une période de - 650.000 à aujourd’hui. Pendant l’optimum médiéval, une petite partie seulement était découverte.

Le Groenland n’a jamais été entièrement découvert sur une période de - 650.000 à aujourd’hui.

Pendant l’optimum médiéval, une petite partie seulement était découverte.

Des modèles…

… de plus en plus précis

 

 

 

 

… de plus en plus complets

 

 

 

 

 

 

Causes naturelles et anthropiques

Causes naturelles et anthropiques

Causes naturelles et anthropiques

Causes naturelles et anthropiques

Que faut-il faire ?

La suite au prochain épisode Qu’aura-t-on pour 2°C de plus ? L’équation de Kaya Les limites du PIB Le décisionnel environnemental La taxe carbone L’intelligence collective

Qu’aura-t-on pour 2°C de plus ?

L’équation de Kaya

Les limites du PIB

Le décisionnel environnemental

La taxe carbone

L’intelligence collective

FIN

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