Selon l’Organisation météorologique mondiale (OMM), le climat correspond aux conditions météorologiques et atmosphériques moyennes observées à un endroit donné (température, précipitations, ensoleillement, humidité, etc.) et calculées à partir d’observations d’au moins 30 ans. Les climats terrestres sont variés (équatorial, tropical, tempéré, polaire, désertique, etc.).

Les climats résultent d’interactions entre les cinq compartiments terrestres : l’atmosphère (couche gazeuse entourant la Terre), la pédosphère (sols), l’hydrosphère (mers, océans, lacs et cours d’eau), la cryosphère (neiges et glaces) et la biosphère (êtres vivants).

Lorsque les rayons du soleil atteignent la Terre, une partie de ces rayons est absorbée, permettant aux compartiments terrestres de se réchauffer, tandis qu’une autre partie est réfléchie.
De par sa forme sphérique, certaines zones de la Terre sont situées à une distance moins importante du soleil que d’autres. Certaines zones de la planète (l’équateur) reçoivent plus de rayons solaires que d’autres (les pôles par exemple). C’est ce phénomène qui forme en partie les climats terrestres. Les courants atmosphériques et hydrosphériques permettent ensuite de redistribuer la chaleur à la surface de la Terre. 

En retour, les compartiments terrestres émettent un rayonnement infrarouge que les nuages et les gaz à effets de serre (GES), qui agissent tels une couche isolante, absorbent et retournent en partie vers le sol : c’est l’effet de serre. La chaleur se retrouve piégée entre ces compartiments, de la même manière que dans une serre de culture.

Le phénomène d’effet de serre est un phénomène naturel : il permet de créer un équilibre entre l’énergie absorbée et celle qui est réémise. Les principaux GES retrouvés naturellement dans l’atmosphère sont la vapeur d’eau (H₂O), le dioxyde de carbone (CO₂), le méthane (CH₄), le protoxyde d’azote (N₂O) ou encore l’ozone (O₃).
Le rôle de l’effet de serre dans la régulation du climat est essentiel car s’il n’existait pas, la température terrestre moyenne serait non pas de 14°C, tel qu’actuellement, mais de -18°C.

Le climat terrestre présente une variabilité naturelle qui s'exprime sur une large gamme d'échelles temporelles allant de l'intra-saisonnier (ex: variation de la fréquence et de l’intensité des épisodes pluvieux à l'intérieur d'une saison des pluies) à l’alternance de périodes glaciaires et interglaciaires (dizaines de milliers d’années). Lors de ces périodes, les températures moyennes à la surface du globe changent.
Toutefois, depuis le XX^e siècle, les scientifiques constatent une modification rapide et anormale du climat terrestre provoquée en partie par les activités humaines. En effet, depuis la révolution industrielle du XIX^e siècle, les activités humaines provoquent une augmentation de la concentration des GES présents naturellement dans l’atmosphère provoquant un effet de serre additionnel. Les températures à la surface du globe augmentent, c’est ce que l’on nomme le réchauffement climatique.

Les principaux GES responsables de cet effet de serre additionnel sont :

• le dioxyde de carbone (CO₂) : il contribue aux 2/3 de l’augmentation de l’effet de serre  et résulte de l’utilisation d’énergies fossiles, de la combustion de gaz, de pétrole, de la déforestation, etc. ;
• le méthane (CH₄) : les principales sources de méthane sont l’agriculture et l’élevage intensifs, les rizières inondées, les décharges d’ordures et les exploitations pétrolières et gazières ;
• le protoxyde d’azote (N₂O) : il provient des engrais azotés et de certains procédés chimiques ; 
• l’ozone (O₃) : il est produit dans les basses couches de l'atmosphère à partir de composés organiques volatiles issus principalement des transports (avions, trains, cargos, etc.).

S'y ajoute la production d'autres gaz artificiels de type halocarbures (tel que les chlorofluorocarbures - CFC - par exemple) n'existant pas à l'état naturel, retrouvés notamment dans la composition des systèmes de climatisation ou des bombes aérosols.

Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), organisme de référence sur le sujet, définit le changement climatique comme “tout changement de climat dans le temps, qu’il soit dû à la variabilité naturelle ou aux activités humaines”. Le terme de changement climatique est, généralement, utilisé au singulier.
Cependant, les composantes du changement climatique étant multiples, il est plus approprié de parler de changements climatiques au pluriel. Ainsi, le changement climatique se traduit par plusieurs phénomènes : modification des températures à la surface de la Terre, élévation du niveau de la mer, fonte des neiges et des glaces, perturbation des régimes de précipitations puis multiplication et intensification des événements extrêmes (ex : inondations, sécheresses).

Le réchauffement climatique correspond à l’augmentation des températures moyennes à la surface du globe. L’augmentation de la quantité de gaz à effet de serre (GES) a pour conséquence d’augmenter le nombre de rayonnements infrarouges (IR) réfléchis dans l’atmosphère, provoquant ainsi une modification des températures à la surface du globe. Les différents compartiments terrestres voient alors leur température changer.

L’augmentation du niveau des mers est dûe, en premier lieu, à la modification de la température des mers et océans : sous l'effet de la chaleur, l'eau se dilate et occupe un volume plus important. En second lieu, elle est dûe à la fonte des glaces terrestres ou d’eau douce (calottes glaciaires, glaciers, etc.) sous l’effet de l’élévation des températures atmosphériques.

La fonte des glaciers de montagne, des banquises et calottes polaires - se caractérisant par la diminution de la superficie et de l’épaisseur des glace - est causée par l’augmentation des températures à la surface de la Terre et des températures dans les mers et les océans.

Les régimes de précipitation se trouvent également modifiés. Une atmosphère plus chaude peut transporter jusqu’à 7 % d’humidité en plus par degré de réchauffement et, plus l’atmosphère est humide, plus la probabilité de pluies est importante. La circulation atmosphérique est modifiée, les vents et les régimes de précipitations aussi (en savoir plus sur le cycle de l’eau).

Enfin, par l’intensification des événements extrêmes. On regroupe sous le terme “événement climatique extrême” les inondations, les tempêtes, les sécheresses et canicules, les ouragans, les tornades, les typhons, les vagues-submersion, les feux de forêt ou encore les cyclones. L’évolution du climat a pour conséquences de modifier l’intensité, la fréquence, la durée et la répartition de ces phénomènes extrêmes. Par exemple, les sécheresses (déficit en eau sur une longue période) seront plus fréquentes, plus intenses et plus longues du fait de l'augmentation du phénomène d'évaporation liée à la hausse des températures (en savoir plus sur la sécheresse).

Ces changements climatiques s’accompagnent de modifications environnementales à l’échelle mondiale. Elles sont engendrées par la généralisation des échanges (urbanisation, etc.) et par les activités humaines (déforestation, etc.). L’ensemble de ces modifications à l’échelle planétaire sont nommées changements globaux.

Le GIEC regroupe différents experts (météorologues, océanographes, agronomes, astronomes, économistes, sociologues, etc.) qui produisent, à intervalle régulier depuis 1990, un rapport sur l’état du climat et sur les projections futures du climat. Son objectif majeur est d’évaluer l’information scientifique, technique et socio-économique relative au changement climatique afin d’identifier les impacts du changement climatique et les manières de l’atténuer ou de s’y adapter.

Les changements climatiques dépendent de la façon dont les sociétés évoluent (démographie, économie, technologie, politiques publiques, etc). Ainsi, pour analyser l'évolution future du climat, le GIEC s'appuie non seulement sur des modèles climatiques mais également sur des scénarios socio-économiques et démographiques. Il en ressort plusieurs scénarios d’évolution du climat couvrant un large éventail d’évolutions possibles.
Depuis que le premier rapport du GIEC a été publié en 1990, les scénarios d’évolution du climat ont évolués passant des SRES (Special Report on Emissions Scenarios), aux RCP (Representative concentration pathway) pour laisser place en 2022 à de nouveaux scénarios d’évolution (6^e rapport d’évaluation).

Les scénarios utilisés dans les derniers rapports du GIEC sont les RCP. Ces scénarios sont caractérisés par différentes trajectoires d’évolution des émissions de GES à l’horizon 2100. Le RCP 8.5 est le scénario le plus pessimiste mais également le plus tendanciel, et le RCP 2.6 le plus optimiste. Chaque scénario implique une augmentation de la température d’ici 2100 : 

• RCP 2.6 : de 0,3 à 1,7°C ;
• RCP 4.5 : de 1,1 à 2,6°C ;
• RCP 6.0 : de 1,4 à 3,1°C ;
• RCP 8.5 : de 2,6 à 4,8°C.

Ces projections climatiques sont transposables à d’autres échelles. Ainsi, différentes projections climatiques grande échelle ont été régionalisées sur les bassins hydrographiques français. Les impacts sur les besoins et la ressource en eau ont été évalués afin de créer une stratégie d’adaptation et d’atténuation au changement climatique spécifique au territoire comme dans les projets Adour 2050 ou Explore 2070.

LE CHANGEMENT CLIMATIQUE

Les impacts du changement climatique sur l’eau
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