Quel que soit le scénario climatique, l'inertie du système climatique et la lenteur du temps de réponse des glaciers vont conduire à la poursuite de leur fonte d'ici la moitié du 21 ème siècle.
Pour la seconde moitié du siècle, l'évolution dépendra des émissions de gaz à effet de serre.
Le permafrost, les zones enneigées, les glaciers, les calottes glaciaires, les lacs gelés et les glaces de la mer arctiques, sont appelés à diminuer davantage encore (confiance moyenne/haute).
Pour connaître l'évolution des glaciers, on mesure leur gain ou perte de neige/glace sur toute leur surface à l'échelle d'un année : c'est le bilan de masse de surface.
On parle ici de la température de l'air au sol, en moyenne sur la surface de la Terre. Elle a déjà augmenté de 1,2°C depuis 1900. Selon les scénarios d'émissions, elle aura augmenté de 1,5°C à 5°C d'ici 2100. Or, lors de la dernière période glaciaire (il y a 20.000 ans), elle était seulement 5°C plus basse qu'aujourd'hui... et la déglaciation a duré 10.000 ans !
Depuis 1900, le niveau de l'océan a monté de 20 cm. Cela est dû à la dilatation de l'eau, la fonte des glaciers et la fonte des calottes.
De nombreuses études scientifiques démontrent que les activités humaines sont responsables de la quasi totalité du réchauffement planétaire depuis le 19 ème siècle.
Le recul observé des glaciers depuis plusieurs décennies est imputable, avec un fort niveau de confiance, au réchauffement climatique.
Chaque été, la calotte glaciaire du Groenland fond et, chaque hiver, la neige tombe et forme une nouvelle couche de glace en se compactant. Ce cycle saisonnier est normal, mais les mesures par satelitte révèlent que cette calotte perd plus de glace en été qu'elle n'en gagne en hiver. Si la calotte du Groenland fondait entièrement, l'eau qu'elle contient entraînerait une élévation des eaux de plus de 7 m.
L'équilibre énergétique de la Terre repose sur 4 composantes du système climatique qui sont principalement traitées dans un modèle climatique :
- Composante atmosphérique.
- Composante surface terrestre.
- Composante océanique.
- Composante glace de mer.
La modification du Jet Stream polaire et ses instabilités apportent des vagues de froids polaires dans des zones aux latitudes plus faibles. On observe donc des périodes froides courtes et subites.
Au fil des siècles, de grandes quantités de neige accumulées dans les région polaires ou au sommet se solidifie pour former d'énormes masses de glace : les glaciers.
Presque tous les glaciers ont perdu de la masse. Des centaines ont même déjà disparu. Or ces glaciers ont un rôle régulateur sur l'approvisionnement en eau douce.
La fonte des glaces continentales occasionne une augmentation de la quantité d’eau dans l’océan.
La hausse du niveau des océans est le principal impact de la fonte des glaces continentales, glaciers et calottes polaires.
Les mesures météorologiques effectuées à l'aide d'instruments nous permettent de connaître l'évolution du climat depuis 150 ans.
Pour tout ce qu'il s'est passé avant (paléoclimat), les scientifiques se basent sur les roches, les sédiments, les calottes glaciaires, différents fossiles, les cernes des arbres et les stries des coraux.
Ils représentent des archives naturelles que l'on prélève dans le sol, les lacs, les tourbières, les océans et la glace.
De multiples changements dans le système climatiques s’intensifient, en relation directe avec l’augmentation du réchauffement de la planète. On peut notamment mentionner l’augmentation de la fréquence et de l’intensité des chaleurs extrêmes, les vagues de chaleur marine, les fortes précipitations, les sécheresses agricoles et écologiques dans certaines régions, la proportion de cyclones tropicaux intenses, ainsi que la réduction de la banquise arctique, du manteau neigeux et du pergélisol.
Il est probable que l’Arctique soit pratiquement dépourvu de glace marine en septembre, au moins une fois avant 2050, dans le cadre des cinq scénarios illustratifs envisagés, les occurrences étant plus fréquentes pour les niveaux de réchauffement les plus élevés.
Le record revient à l'été 2012, durant lequel 97% de la surface de la calotte du Groenland a fondu.
La dilatation thermique a expliqué 50% de la montée du niveau des eaux pendant la période 1971-2018, pendant que la fonte des glaciers y a contribué à 22%, la calotte glaciaire à 20% et les changements dans le stockage des eaux continentales à 8%. Le taux de fonte des glaces a augmenté d’un facteur quatre entre les périodes 1992-1999 et 2010-2019. Ensemble, les calottes glaciaires et les pertes de masses des glaciers étaient les contributions dominantes à l’augmentation globale du niveau de l’eau pour la période 2006-2018 (fiabilité forte).
Les hydrates de méthane (ou clathrates de méthane) sont une forme de glace posée au fond des océans, le long des talus continentaux, qui emprisonne des molécules de méthane. Ils pourraient devenir instables au-delà de +2°C de réchauffement global.
La réduction de la surface de la banquise pérenne remet en cause la capacité des ours polaires à s'alimenter, ce qui menace la survie de l'espèce d'ici la fin du siècle.
L’augmentation globale des températures dans le système climatique a causé une augmentation globale et inquiétante du niveau de l’eau à travers la fonte des glaces sur terre et une dilatation thermique causée par le réchauffement des océans.
Les résultats à faible probabilité, tels que l’effondrement de la calotte glaciaire, les changements brusques de la circulation océanique, certains événements extrêmes composés et un réchauffement nettement plus important que la fourchette évaluée comme très probable du réchauffement futur, ne peuvent être exclus et font partie de l’évaluation des risques
En 2011-2020, la moyenne annuelle de l’étendue de la zone de banquise en Arctique atteignait son plus bas niveau depuis 1850 (fiabilité forte).
Sur une échelle de temps en quelques décennies, les fluctuations du niveau des océans ont deux causes majeures :
- Les fluctuations de la températures : Lorsque la température de l'océan augmente, les molécules d'eau prennent plus de place. L'océan se dilate et son niveau s'élève.
- La fonte des glaces continentales, glaciers et calottes polaires : Les apports en eau douce de ces fontes font monter le niveau de la mer.
Les glaciers de montagne et les glaciers polaires continueront à fondre pendant des décennies ou des siècles (fiabilité très élevée).
Certaines conséquences sont déjà irréversibles, comme l'extinctions des premières espèces par le changement climatique (fiabilité moyenne). D'autres conséquences approchent l'irréversibilité comme les impacts sur les changements hydrologiques résultant du recul des glaciers, ou les changements en zone montagneuse (fiabilité moyenne) et dans les écosystèmes de l'arctique, conduits par le dégel du permafrost.
Le moteur du courant Gulf se situe au niveau du nord de l’océan Atlantique, sous la banquise : en gelant, le sel libéré densifie l’eau qui va plonger en profondeur et initier le Gulf Stream. Lorsque la banquise fond, elle rejette de l’eau douce. L’eau, moins salée et moins dense, plonge moins vite. L’ensemble du Gulf Stream est ralenti.
De nombreux changements dus aux émissions de gaz à effet de serre, qu’elles soient passées et futures, sont irréversibles sur plusieurs siècles, voire des millénaires, en particulier les changements concernant les océans, les calottes glaciaires et le niveau mondial des océans.
Découvert au 19 ème siècle, l'Antarctique est le continent le plus sec, le plus froid et le plus venteux au monde. Il y fait en moyenne -20°C pendant l'été austral, et environ -60°C le reste de l'année.
Le permafrost désigne des terres gelées, dans le Grand Nord, en Alaska, en Sibérie, au Canada. Il recouvre 20% de la surface terrestre. Il a commencé à fondre et à libérer du CO2, du méthane, en quantités mal évaluées, accélérant encore le réchauffement climatique. Il contiendrait aussi des virus en sommeil. Sa fonte risque de libérer des phénomènes inattendus.
Les risques à court terme pour la biodiversité sont modérés à élevés pour les écosystèmes forestiers (fiabilité moyenne), les algues et kelp (fiabilité forte à très forte), et élevés à très élevés pour la banquise et les écosystèmes terrestre (fiabilité forte), et les récif corallien d'eau chaude (fiabilité très forte).
À plus long terme, le niveau de la mer devrait s’élever pendant des siècles, voire des millénaires, en raison du réchauffement continu des océans profonds et de la fonte des calottes glaciaires, et restera élevé pendant des milliers d’années (fiabilité élevée).
La perte de carbone du pergélisol, suite à son dégel, est irréversible à l’échelle du centenaire (fiabilité élevée).
En quoi le dégel du pergélisol est-il un problème ?
- Sur ce sol gelé depuis parfois plusieurs centaines de millier d'années, des débris végétaux se sont accumulés.
- À cause du gel, ces débris n'ont pas été dégradés par les bactéries dont le métabolisme est ralenti par le froid.
- Lors du dégel du pergélisol, le métabolisme des bactéries s'accélère. La matière organique est rapidement transformée en CO2 ou CH4 selon les cas.
Les ressources en eau douce sont affectées par les changements de précipitation et la disparition des glaciers qui jouent un rôle régulateur du débit des cours d'eau.
Les calottes glaciaires sont le Groënland et l'Antarctique. Si elles fondaient intégralement, cela représenterait une augmentation du niveau de la mer de 7m pour le Groënland, et de 54m pour l'Antarctique. Durant la dernière ère glaciaire, les calottes étaient si importantes que le niveau de la mer était 120m plus bas qu'aujourd'hui.
Le GIEC dans son rapport AR5, précise :
"D'ici à 2100, le pergélisol de surface devrait perdre :
- Scénario le plus optimiste : entre 8 et 40% de sa superficie.
- Scénario le plus pessimiste : entre 49 et 89% de sa superficie."
Quand l'eau gèle dans les crevasses rocheuses, la glace en se dilatant écarte et éparpille la roche.
Le dernier rapport du GIEC montre que :
- La calotte glaciaire présente une forte perte de masse depuis la fin des années 1990.
- Les ice shelves sont vulnérables au réchauffement climatique.
- L'étendue de la banquise antarctique reste quant à elle plutôt stable.
La fonte des glaciers engendre un manque de neige en montagne. C’est compliqué de skier dans ces conditions !
Pour continuer à skier, on ajoute de la neige grâce aux canons à neige. Ces canons puisent dans les ressources en eau douce. Pour stocker l’eau, on modifie les écosystèmes, pour l’acheminer, on utilise des ressources énergétiques.
Le bilan énergétique explique où va l'énergie qui s'accumule sur la terre à cause du forçage radiatif : elle réchauffe l'océan, fait fondre la glace, se dissipe dans le sol et réchauffe l'atmosphère.
La fonte de la banquise n'est pas responsable de la montée des eaux (un glaçon qui fond dans du pastis ne fait pas déborder le verre).
Sans équivoque, l’influence humaine a réchauffé la planète, les océans et les terres. L’atmosphère, l’océan, la cryosphère et la biosphère ont été soumis à des changements rapides et de grande ampleur.
Les zones gelées en permanence ou seulement une partie de l'année, surtout situées en Sibérie, mais également au Canada, contiennent de grandes quantités de carbone piégées par le froid. Or, sous l'effet du réchauffement climatique, ces sols se dégèlent. [...] Ce dégel provoque la libération d'importantes quantités de dioxyde de carbone et de méthane. Cet effet indirect de l'élévation des températures vient sérieusement amplifier le réchauffement initial. Les quantités émises sont considérables. Le méthane dégazé qui s'oxydera rapidement en CO2 pourrait ainsi accélérer le réchauffement global.
La poursuite de la fonte de la glace au cours du XXIe siècle est pratiquement certaine pour l’inlandsis groenlandais et probable pour celui de l’Antarctique. Il est très probable que la fonte totale de glace de l’inlandsis groenlandais augmentera avec les émissions cumulées.
Les scientifiques estiment que le permafrost renferme 1400 gigatonnes de carbone, soit deux fois plus que la quantité actuellement contenue dans l'atmosphère.
Depuis la fin du 19ème siècle, dans le monde entier (et en particulier ces deux dernières décennie), les glaciers ont perdu de leur masse et ont reculé.
En diminuant en surface, la banquise libère des surfaces foncées, ce qui joue sur l’albédo (coefficient de réflexion d’une surface) et donc sur le forçage radiatif (la terre absorbe alors plus d’énergie).