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Problèmes de l'environnement planétaire (Problems in the environment of the earth) (Séance du 14 octobre 1995)

• Summary of the AGF symposium on « problems in Earth environment » - Claude Bardinet p. 276-277
• Certitudes et incertitudes du « Global Change » (Certitude and incertitude of « Global change ») - Jean Demangeot p. 278-282
  Résumé. L'auteur considère que les preuves sur la réalité du réchauffement actuel de la planète et, a fortiori, sur la responsabilité des émissions anthropiques de gaz à effet de serre, ne sont pas toutes convaincantes. Il demande aux spécialistes des précisions sur la cause du relèvement du niveau de la mer, sur la fusion des inlandsis, sur la fiabilité des observations météorologiques, sur la réelle nocivité des gaz à effet de serre et du trou de l'ozone, sur le rôle de la déforestation, sur l'inertie thermique, mécanique et biologique des paramètres impliqués, donc sur leurs interférences, sur les rétroactions dans les systèmes, sur la valeur des modélisations.

  Abstract. - According to the author the responsability of anthropic activities in the eventual warming of the Earth is not absolutely sure. Consequently, as if he were Holy Tomas, he asks the following questions to the learned. Do we know exactly the reasons of the upheaval of the oceans ? Are the icecaps rapidly melting ? Are the figures of the atmospheric temperature, the greenhouse effect of some industrial gases (as CFC) and of tropical fires (CO2), really unquestionable ? Are we aware of the peculiar inertness and of the ability of interference and retroaction of every component of the Global Change System ? And, finally, are models completely working ?
• Etat de la mer et des niveaux marins (Sea state and sea level) - Paolo Antonio Pirazzoli p. 283-290
  Résumé. - Les prévisions de réchauffement de la planète par effet de serre conduisent à prévoir également, d'après certains modèles climatiques, une élévation globale du niveau de la mer. Dans les faits, si un réchauffement a effectivement eu lieu, depuis un siècle, il reste inférieur aux prévisions des modèles. Quant aux variations récentes du niveau de la mer, une élévation s'est probablement produite à l'échelle globale depuis un siècle, mais sa détermination précise est rendue peu aisée par l'important «bruit de fond» des enregistrements des marégraphes. Par ailleurs, dans les régions littorales basses, les phénomènes de subsidence contribuent souvent à aggraver les problèmes liés à l'élévation du niveau marin.

  Abstract. - Predictions of global heating by greenhouse effect also imply, according to certain climatic models, a global sea-level rise. The heating observed during the last century is actually less than that predicted by models. As concerns recent sea-level changes, a rise has probably occurred during the last century, but its accurate determination is made difficult by the important «background noise» of tide-gauge records. In certain low-lying coastal areas, problems related to sea- level rise are often worsened by land subsidence phenomena.
• Bilan radiatif, nébulosité et climat : le programme ScaRaB (Radiative budget, cloudiness and climate : ScaRaB) - Robert Kandel p. 291-303
  Résumé. - Nous rappelons le rôle fondamental du bilan radiatif de la Terre (BRT) dans le maintien du climat, soulignant l'importance des interactions et rétroactions entre le rayonnement et la nébulosité pour l'estimation de la sensibilité du climat à toute perturbation, et notamment à l'accroissement des gaz à effet de serre. Nous passons en revue les problèmes de la méthodologie de la détermination du bilan radiatif par l'observation spatiale, et nous donnons également un aperçu sur les différentes missions américaines (de Nimbus à ERBE et à CERES) et sur la genèse du programme ScaRaB. Nous décrivons l'instrument ScaRaB, ses systèmes d'étalonnage, et les algorithmes employés dans le système de traitement des données. Nous donnons des résultats préliminaires tirés des observations faites par le premier modèle de vol, et nous concluons avec une présentation des perspectives pour la poursuite du programme.

  Abstract. - We recall the fundamental role of the Earth radiation budget (ERB) in climat, emphasizing the importance of cloud-radiation interactions and feedback for assessing climate sensitivity to perturbations, in particular to the increasing abundance of greenhouse gases. We review the problems of methodology for determination of ERB components from space observations, with a survey of the different American missions (from Nimbus to ERBE to CERES), and of the initiation of the ScaRaB program. We describe the ScaRaB instrument, its ground and onboard calibration systems, and the algorithms used in ground datât processing. We provide preliminary results from Flight Model 1 data, and conclude with a presentation of the perspectives for continuation of the program.
• Les mécanismes du trou d'ozone antarctique : l'expérience Stratéole (Mechanism of ozone role in Antartica) - François Vial p. 304-312
  Résumé. - Après avoir brièvement présenté nos connaissances actuelles sur l'ozone atmosphérique, nous décrivons les mécanismes responsables de la formation du trou d'ozone au-dessus de l'Antarctique en fin d'hiver et au début du printemps polaire. Si les processus photochimiques liés à la formation du trou sont raisonnablement connus à l'heure actuelle, des incertitudes beaucoup plus grandes subsistent encore sur les phénomènes de transport de constituants minoritaires jouant un rôle dans la chimie de l'ozone. Ceci implique des mesures précises de vents, de rayonnement et de certaines espèces chimiques dans la basse stratosphère polaire qui sont les objectifs de l'expérience Stratéole, qui devrait avoir lieu en l'an 2000. Elle permettra d'étudier la structure et l'évolution du tourbillon antarctique et sa relation avec le trou d'ozone, ses propriétés de diffusion et de mélange, la perméabilité de la frontière du tourbillon aux flux de constituants minoritaires, l'impact des ondes de gravité et de la turbulence sur la dynamique et les propriétés de mélange du tourbillon, ainsi que l'évolution du trou d'ozone et sa disparition après la cassure du tourbillon.

  Abstract. - We present here briefly our knowledge on atmospheric ozone and on mechanisms responsible for the ozone depletion on Antarctic during the end of winter and the beginning of polar spring. Photochemical processes are now well known but there are a lot of incertainties concerning the transportation of minor constituents playing a role in the chemistry of the atmosphere. The Stratéole experiment would study the stratospheric winds, the radiation, the aerosoils and minor constituents and rare gases and their action in the polar lower stratosphere.
• Forêts et réchauffement global (Forests and greenhouse warming) - Martine Tabeaud, Laurent Simon p. 313-323
  Résumé. - Les activités anthropiques modifient le taux de CO2 atmosphérique et contribueraient ainsi à un effet de serre additionnel. Quel rôle jouent et pourraient jouer la biosphère, et donc les forêts, dans l'équilibre écologique planétaire ? Les forêts couvrent 4 milliards d'hectares. Quand elles sont adultes et en bonne santé, leur bilan carboné est nul. La déforestation des pays en développement, évaluée à 154 millions d'hectares lors de la dernière décennie, rejette 0,5 à 1,5 Gt/an de carbone dans l'atmosphère, soit seulement 10 à 30% des surplus annuels de gaz à effet de serre. Si le réchauffement planétaire attendu se confirme, la répartition des grands biomes devrait s'en trouver affectée : remontée en latitude de la «tree-line», élévation altitudinale de la limite supérieure de la forêt, stress hydrique accru de certaines forêts sèches tropicales. En dehors des problèmes de vitesse de déplacement, le bilan de la ressource forestière risque d'accroître encore le fossé entre pays riches et pays en développement.

  Abstract. - Human activities modify atmospheric carbon dioxyde rate and contribute to an additional greenhouse effect. What is and what could be the role of the biosphere in the global ecological balance ? Forests cover 4 billions hectares. The carbon budget of the adult and healthy ones is around zero. In developing countries, 154 millions hectares have been deforested during the last ten years, releasing 0,5 to 1,5 Gt/year of carbon to the atmosphere, which represents only 10 to 30% of the surplus of greenhouse gas emissions. If the expected global heating is confirmed, the repartition of main bioms should be affected : latitudinal transfer of the tree line, uplift of the upper limit of tree, greater hydric stress in some tropical dry forests. Apart from translation speed problems, results about forest ressources would increase the gap between rich and poor countries.
• Sécheresse, désertification et albédo des sols (Drought, desertisation and soils albedo) - Monique Mainguet p. 324-335
  Résumé. - Dans la dégradation de l'environnement observée de nos jours au Sahel, est-il possible de préciser la part résultant de changements naturels du climat (sécheresses par exemple) et celle résultant des activités humaines ? Même à la fin du vingtième siècle, n'est-il pas imprudent d'attribuer aux seules actions humaines l'intégralité de l'évolution de l'environnement ? Sont reprises les notions de bilan radiatif, d'albédo et de réflectance spectrale pour mieux situer l'hypothèse, proposée dans les années 1970, de la dégradation anthropique responsable d'une augmentation de l'albédo, elle-même cause d'une rupture de l'équilibre climatique et de sécheresses majorées. Enfin, pour mieux apprécier le degré de dégradation de l'environnement depuis les années 1950 (prise des premières photographies aériennes des régions sahéliennes) jusqu'aux années 1990 à l'aide des images satellites, sont suivies quelques transformations au sein de l'environnement sahélien, pour déterminer le seuil à partir duquel il y a désertification, c'est-à- dire dégradation irréversible des terres, à l'échelle humaine de temps.

  Abstract. - In the land degradation of the Sahel, is it possible to precise the part of the causes resulting from natural changes of the climate (droughts for example) and the part resulting from human activities ? Even at the end of the twentieth century is'nt it imprudent to attribute the whole degradation to human actions ? The notions of radiatif balance, albedo and spectral reflectance are reviewed so as to understand the hypothesis proposed in the seventies of land degradation responsible in the increase of the albedo, itself cause of the upsetting of the climate equilibrium and of increased droughts. To have a better estimate of the degree of environmental degradation and the threshold of desertification (defined at a human tide span as irreversible land degradation) since the fifties, air photographies and later on satellite imagery are analysed.
• Orbitographie et échantillonnage temporel : le logiciel IXION (Orbitography and temporal sampling : the IXION software) - Michel Capdérou p. 336-344
  Résumé. - Les agences spatiales fournissent la position de leurs satellites avec beaucoup de précision. Mais l'utilisateur de données satellitaires ne possède aucune documentation sur l'échantillonnage temporel : quand, et sous quelles conditions, un point donné de la Terre sera-t-il vu par tel satellite, entre telle et telle date ? Le logiciel IXION que nous avons réalisé, fournit, en plus de l'orbitographie, l'échantillonnage temporel pour tout satellite d'observation de la Terre, pour tout point de la Terre, avec notation des angles donnant, pour le point considéré, la position du satellite et éventuellement celle du Soleil.

  Abstract. - Spatial agencies provide position of satellites with a great accuracy. But user of satellite data has no information about temporal sampling : when and how a location on the Earth is seen by satellite, during a given duration ? The IXION software, which we developed for application to any satellite, provides orbitography and temporal sampling : the time of each overpass is given, together with the positions of the satellite and the Sun (at the same moment), expressed as zenith and azimuth angles.
• Environnement et « global change » : une recherche pluridisciplinaire, multi-échelles et multimédia (Environment and global change : a multidisciplinary, multimedia and multiscale research) - Claude Bardinet p. 345-357
  Résumé. - La recherche sur les évolutions climatiques et leur explication en tant que phénomène naturel cyclique ou comme conséquence de l'action de l'homme sur les milieux géographiques et sur l'environnement, suppose une observation à différents niveaux thématiques et chronologiques, et à différentes échelles géographiques. Cette recherche met en relation, à toutes échelles, les faits de géographie physique et ceux résultants de la transformation des milieux naturels par les sociétés humaines. Elle utilise pour ce faire les moyens informatiques les plus complets. La croissance rapide des bases de données satellitaires et thématiques entraîne l'utilisation la plus large des outils nouveaux de l'analyse des données. L'émergence des technologies multimédia favorise la circulation de l'information scientifique et technique. Les sciences de l'environnement doivent utiliser les réseaux de type InterNet en contrôlant la qualité et la mise à jour de l'information, et en s'assurant que les bonnes informations sont accessibles pour la recherche scientifique et pour les acteurs du développement économique et social.

  Abstract. - The Global Change IGBP has to take into account the analysis and explanation of natural climate cycles, but also the impact of human activities on the environment, at different thematic and diachronic levels, and at the different scales generally used for analyzing the role of physical factors and the impact of land use practices. The rapid growing of multisatellite and thematic data bases assures the large use of new technologies for data analysis. The rapid expansion of the InterNet by the Web, gopher and ftp contributes in the creation of favorable conditions for the circulation of data for science and technology. The scientific community has to control the quality of data and data accessibility on the net, and has to verify that the valuable data bases are accessible for scientists and for actors of socio-economic development and planning.
• Problèmes de l'environnement planétaire : conclusions (Problems in the environment of the Earth : conclusions) - Pierre Pagney p. 358-372
  Résumé. - L'environnement planétaire est abordé ici en termes de changement. On y retrouve l'effet de serre anthropique, avec ses incertitudes (réalité du phénomène ? modalités ? ampleur ?). A ce propos, la collaboration des géographes et des physiciens permet une prise en compte pertinente de l'atmosphère et de son interface, à diverses échelles spatio-temporelles. Le comportement actuel du niveau marin suggère une présomption de réchauffement. Si la tendance se confirme, elle restera peut-être relativement limitée et largement diversifiée dans ses effets.

  Abstract. - The planetary environment is studied here is terms of change. It includes the anthropic greenhouse with its uncertainties (reality ? modes ? amplitude ?). In connection with that, the collaboration between geographers and physicists allows a pertinent consideration of atmosphere and its interface at various spatio-temporal scales. The current behavior of sea levels suggest a presumption of warming. If the trend continues, it will remain perhaps relatively restricted and highly varied in its effect.