Lernzettel: Changements globaux et développement

📋 Plan du Cours

1. Schémas des interactions globales
2. Modélisation et observation du climat
3. CO2, océans et niveau marin
4. Glaces et amplification polaire
5. Acidification et perturbations océaniques
6. Biodiversité et dégradation des terres
7. Désertification et résilience
8. Pressions humaines et risques
9. Variabilités naturelles et catastrophes
10. Limites planétaires et basculements
11. Démographie, urbanisation et ressources
12. Cadres intégrateurs du bien-être
13. Gouvernance et transitions
14. Énergie et trajectoires mondiales

📖 1. Schémas des interactions globales

★ À maîtriser

• Les schémas du cours représentent les interactions entre sociétés humaines, processus naturels, phénomènes naturels, santé humaine et environnement selon des organisations alternatives.

• Les activités humaines produisent des moteurs de changement qui modifient les milieux physique, biologique et humain, puis entraînent des effets finaux sur la santé, l’économie et les écosystèmes.

Compléments

• Les composantes récurrentes des schémas sont notamment l’urbanisation, les modes de vie des pays en développement et industrialisés, la population, l’industrialisation, les écosystèmes, le milieu physique et le milieu humain.

• Le schéma des services écosystémiques relie le capital naturel, les services fournis par les écosystèmes, la population et le bien-être humain.

📖 2. Modélisation et observation du climat

★ À maîtriser

📌 La modélisation climatique sert à représenter et expliquer les liens de causalité, tandis que l’observation repose sur des mesures indépendantes au sol, en mer et par satellites.

• Le Global Climate Observing System rassemble des sources indépendantes d’observation au sol, en mer et par satellites.

• La courbe de Keeling à Hawaï constitue l’une des premières évidences instrumentales de l’augmentation du dioxyde de carbone atmosphérique et de ses variations saisonnières.

Compléments

• La modélisation du climat a permis des progrès majeurs et confirmé les liens de causalité, mais elle a peu réduit l’incertitude des prévisions.

💡 Astuce mémo

Modèles pour expliquer, mesures pour vérifier

📖 3. CO2, océans et niveau marin

★ À maîtriser

• La concentration de CO2 atmosphérique a augmenté d’environ 0,86 ppmv par an entre 1960 et 1969, contre 2,43 ppmv par an entre 2010 et 2019, et a atteint 417,2 ppm en 2022.

📐 Formule — Entre 1993 et 2020, l’augmentation moyenne du niveau des océans était de $3{,}29 \pm 0{,}3\ \mathrm{mm/an}$.

• Les contributions récentes à la hausse du niveau marin sont approximativement les glaciers à 20 %, le Groenland à 25 %, l’Antarctique à 11 %, l’expansion thermique à 34 % et le stockage de l’eau de surface à 10 %.

Compléments

• Environ 90 % de l’excès de chaleur du système climatique est absorbé par l’océan, avec une évolution observée à différentes profondeurs entre 1961 et 2019.

💡 Astuce mémo

CO2 → chaleur → fonte et dilatation → montée des eaux

📖 4. Glaces et amplification polaire

★ À maîtriser

• L’Arctique se réchauffe environ trois fois plus vite que la moyenne ailleurs, tandis que les hautes latitudes se réchauffent globalement deux fois plus vite qu’ailleurs.

• La réduction de la glace et de la neige diminue l’albédo, augmente l’absorption solaire et renforce le réchauffement par une rétroaction positive.

Compléments

• La perte de glace de mer arctique en septembre est estimée à 3 m² pour chaque tonne de CO2 ajoutée à l’atmosphère.

• Le suivi global des glaciers repose notamment sur les satellites Landsat, disponibles de 1972 à aujourd’hui, et sur des images interprétées à des résolutions de 56 et 30 mètres.

• L’étendue de la glace de mer arctique en janvier diminue de 3,15 % par an, soit environ 45 400 km² par an.

💡 Astuce mémo

Moins de glace → albédo plus faible → réchauffement amplifié

📖 5. Acidification et perturbations océaniques

🔑 Notions clés & Définitions

• Acidification des océans : La diminution du pH de l’eau de mer liée à l’augmentation du CO2 atmosphérique absorbé par l’océan.

★ À maîtriser

• L’augmentation du CO2 atmosphérique constitue un problème majeur pour les océans en raison de l’acidification et du réchauffement des eaux.

Compléments

• Les récifs coralliens font partie des systèmes affectés par les changements écologiques globaux et les anomalies de température de surface de la mer.

• Les océans couvrent environ 70 % de la surface terrestre et subissent simultanément de nombreux impacts anthropiques.

• La pollution plastique océanique résulte notamment de l’accumulation de particules transportées par les courants dans le Pacifique Nord et ailleurs.

💡 Astuce mémo

Plus de CO2 → océan plus acide

📖 6. Biodiversité et dégradation des terres

🔑 Notions clés & Définitions

• Extensification agricole : Augmente la production par l’extension des surfaces cultivées.
• Intensification agricole : Augmente la production grâce à l’amélioration de la productivité par unité de main-d’œuvre, de capital ou de surface.
• Diversité génétique : Correspond à la diversité présente au sein d’une population et au sein d’une espèce.
• Diversité spécifique : Désigne la diversité des espèces, qui contribue au maintien des chaînes trophiques et constitue une assurance face aux modifications du milieu ou du climat.

📝 Points essentiels

• La fragmentation des habitats réduit leur capacité d’accueil, dégrade le maillage écologique et isole davantage les populations, ce qui augmente leur vulnérabilité selon un cercle vicieux à effet exponentiel.

📖 7. Désertification et résilience

🔑 Notions clés & Définitions

• Désertification : Un processus plus ou moins irréversible de dégradation des terres dans les zones arides et semi-arides, résultant de l’interaction entre activités humaines et variabilité climatique.

★ À maîtriser

• Au Sahel, la limite sud du Sahara a fluctué de 240 km sur une décennie selon la pluviométrie, puis le Sahel a reverdi après le retour de conditions pluviométriques favorables à partir de la fin des années 1990.

Compléments

• La variabilité interannuelle est une caractéristique intrinsèque des zones arides et semi-arides et complique l’observation des tendances longues.

• Les sociétés des zones arides et semi-arides s’adaptent aux conditions climatiques grâce à des systèmes sociaux complexes.

• Les écosystèmes arides et semi-arides présentent une forte résilience, notamment grâce à une banque de graines importante.

📖 8. Pressions humaines et risques

★ À maîtriser

• Les activités humaines modifient le climat, les sols, les eaux, l’ozone, les océans, les écosystèmes et la biodiversité, avec des conséquences sanitaires, économiques et sociales.

• Le Critical Raw Materials Act de 2024 identifie 34 matières premières critiques pour l’Union européenne, dont 17 matières premières stratégiques.

Compléments

• Les émissions de CO2 et d’autres gaz à effet de serre, les émissions de SO2 et de NOx, les CFC et HFC, les déchets et l’industrialisation figurent parmi les pressions anthropiques identifiées.

• Les échanges internationaux favorisent la dispersion d’espèces et de pathogènes et relient les impacts environnementaux aux activités économiques et aux conflits pour les ressources.

• L’occupation de l’espace, l’intensification agricole et forestière, l’exploitation de l’eau et la contamination des sols et des eaux affectent la vulnérabilité des écosystèmes.

💡 Astuce mémo

Pressions → changements écologiques → impacts sanitaires, économiques et sociaux

📖 9. Variabilités naturelles et catastrophes

🔑 Notions clés & Définitions

• ENSO : Une oscillation couplant l’océan et l’atmosphère, dont El Niño et La Niña sont deux situations extrêmes revenant tous les quatre ou cinq ans pendant environ 12 à 18 mois.

★ À maîtriser

• L’éruption du Pinatubo a réduit le rayonnement solaire et les températures moyennes d’environ 0,5 °C dans plusieurs régions pendant les étés 1991 et 1992.

• L’augmentation observée des catastrophes naturelles peut résulter à la fois d’une variation des aléas, d’un meilleur accès à l’information et d’une exposition croissante des populations.

Compléments

• Les éruptions du Chichón en 1982 et du Pinatubo en 1991 ont constitué des anomalies dans les séries de températures entre 1960 et 2000.

• El Niño 1997 a été associé à des pluies torrentielles en Amérique latine, à une sécheresse en Australie et en Indonésie et à un hiver doux aux États-Unis.

💡 Astuce mémo

Aléa naturel ≠ risque : l’exposition humaine compte

📖 10. Limites planétaires et basculements

🔑 Notions clés & Définitions

• Limites planétaires : Définissent un espace de fonctionnement sûr pour l’humanité en identifiant des seuils de pression sur le système terrestre.
• Point de basculement : Un seuil au-delà duquel un système peut changer rapidement et difficilement revenir à son état antérieur.

★ À maîtriser

• Neuf limites planétaires ont été identifiées, et six, auxquelles s’ajoute une autre selon l’évaluation présentée, étaient dépassées en 2025.

Compléments

• La diminution de la pollution par les aérosols et la reconstitution de la couche d’ozone montrent qu’une inversion de certaines trajectoires environnementales est possible.

📖 11. Démographie, urbanisation et ressources

🔑 Notions clés & Définitions

• Transition démographique : Le passage d’une mortalité et d’une natalité élevées à une mortalité plus basse, puis à une natalité faible.

★ À maîtriser

• Le début possible de l’Anthropocène est situé autour de 1800, avec le déstockage des ressources fossiles et l’industrialisation faisant de l’être humain une force géophysique.

• La population mondiale est passée d’environ 1 milliard en 1800 à 8 milliards en 2022, principalement sous l’effet de l’urbanisation et des progrès de la médecine.

• L’indice mondial de fécondité est passé de 5 à 2,3 enfants par femme entre 1960 et 2020, et la moitié des pays étaient sous le seuil de renouvellement de 2,1 en 2010.

• Depuis 2000, une personne sur deux vit en ville, mais l’impact écologique de l’urbanisation varie notamment selon la densité urbaine.

Compléments

• La sédentarisation, apparue il y a environ 10 000 ans grâce à la maîtrise de l’agriculture et de l’élevage, a favorisé le développement de grandes civilisations ayant des impacts locaux à régionaux.

• La population mondiale devrait atteindre un pic de 9,7 milliards en 2050 avant une stabilisation attendue ou un possible hiver démographique.

• Plus de 50 % de la population mondiale vit à moins de 100 km des côtes, ce qui accroît son exposition aux risques littoraux.

💡 Astuce mémo

Sédentarisation → industrialisation → urbanisation

📖 12. Cadres intégrateurs du bien-être

🔑 Notions clés & Définitions

• Services écosystémiques : Les bénéfices fournis par les écosystèmes et constituent un concept intégrateur pour analyser le bien-être humain.
• One Health : Analyse conjointement la santé humaine, la santé animale et leur environnement aux échelles locale, nationale et mondiale.

★ À maîtriser

• Le modèle du donut de Kate Raworth combine un plancher social et un plafond écologique afin de définir un espace sûr et juste pour l’humanité autour de 12 dimensions.

Compléments

• Le Millenium Ecosystem Assessment de 2005 a popularisé l’analyse du bien-être humain par les services écosystémiques.

• L’approche systémique est nécessaire pour analyser la complexité environnementale, comme l’illustre l’étude du cycle de l’azote.

📖 13. Gouvernance et transitions

★ À maîtriser

• Les interactions entre développement et environnement ne suivent pas de relation simple avec la démographie ou la pauvreté et varient selon les échelles spatiales et temporelles.

• L’utilisation des sols constitue une interface dynamique entre les systèmes sociaux et écologiques et influence la biodiversité, la sécurité écologique du paysage et les services écosystémiques.

Compléments

• Les courbes de Kuznets sont mobilisées pour discuter de la variation de l’impact environnemental selon le niveau de développement et l’échelle considérée.

• Entre 2008 et 2012, le prix moyen du blé était d’environ 300 dollars par tonne métrique, contre 150 dollars entre 1972 et 2007, avec des hausses liées notamment aux sécheresses.

• L’accaparement international de terres agricoles peut servir à sécuriser l’approvisionnement alimentaire national.

📖 14. Énergie et trajectoires mondiales

★ À maîtriser

• L’Accord de Paris a été adopté par 196 Parties lors de la COP21 le 12 décembre 2015.

• L’Accord de Paris vise à limiter le réchauffement bien en dessous de 2 °C et, de préférence, à 1,5 °C par rapport au niveau préindustriel.

• L’Accord de Paris fonctionne selon un cycle de cinq ans comprenant les contributions nationales déterminées, le cadre de transparence renforcée, le bilan mondial et les recommandations pour le cycle suivant.

Compléments

• Les contributions nationales déterminées décrivent les mesures de réduction des émissions et de renforcement de la résilience prises par chaque pays.

• Le cadre de transparence renforcée, prévu dès 2024, impose aux pays de rendre compte de manière transparente des mesures prises et des progrès réalisés.

• Le GIEC souligne le rôle clé de l’aménagement du territoire, de l’agriculture et de la foresterie dans la réduction des émissions de gaz à effet de serre.

• L’objectif 30 x 30 vise à protéger 30 % des terres et des océans de la planète d’ici 2030.

📊 Tableaux de synthèse

Principales composantes de la montée des eaux

Composante	Part approximative	Mécanisme
Glaciers	20 %	Fonte des glaces continentales
Groenland	25 %	Fonte de la calotte glaciaire
Antarctique	11 %	Fonte de la calotte glaciaire
Expansion thermique	34 %	Réchauffement et dilatation de l’eau
Stockage de l’eau de surface	10 %	Transfert d’eau vers les continents