Episodi
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François-Marie Bréon
Avenir Commun Durable (2024-2025)
Collège de France
Année 2024-2025
Séminaire - Simon Gascoin : Apport des observations spatiales pour le suivi du manteau neigeux et ses impacts
Simon Gascoin
chargé de recherche, CNRS
Résumé
Le manteau neigeux qui s'accumule dans les montagnes chaque année est un réservoir d'eau naturel précieux pour les humains, car il retient les précipitations hivernales et les restitue au printemps au moment opportun pour irriguer les cultures. De plus, le manteau neigeux est un puissant isolant thermique qui régule la température du sol et conditionne la phénologie de la végétation d'altitude. Le changement climatique, qui perturbe l'accumulation et la fonte du manteau neigeux, menace donc de bouleverser le fonctionnement des bassins versants et des écosystèmes de montagne. Nous verrons comment les progrès récents dans le domaine de l'observation spatiale permettent de caractériser l'évolution du manteau neigeux et de mieux comprendre son impact hydrologique et écologique.
Simon Gascoin
Simon Gascoin est docteur de Sorbonne Université (2009). Chercheur au CNRS affecté au Centre d'études spatiales de la biosphère depuis 2011. Membre du conseil scientifique de l'Agence de l'eau Adour Garonne et du Parc national des Pyrénées. Actuel président du groupe Surfaces continentales du comité TOSCA du CNES.
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François-Marie Bréon
Avenir Commun Durable (2024-2025)
Collège de France
Année 2024-2025
08 - Changement climatique : comment sait-on ce que l'on sait ? - Les satellites, outils indispensables pour connaître le climat
Intervenant :
François-Marie Bréon
Chercheur au Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement
Résumé
L'observation de la Terre par satellite a débuté quelques années après le lancement des premiers satellites artificiels. Les premiers instruments à bord de ces satellites visaient l'imagerie et permettaient essentiellement de visualiser les systèmes nuageux. Très vite, des instruments plus perfectionnés ont permis de mesurer la température et l'humidité de l'atmosphère visant à de meilleures prévisions météorologiques. Aujourd'hui, de très nombreux satellites contribuent à suivre des paramètres d'intérêt climatique tels que la température, le niveau des mers, l'humidité des sols ou l'état de la végétation. On propose un tour d'horizon de la contribution de l'observation spatiale au suivi des processus climatiques et de l'évolution du climat.
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François-Marie Bréon
Avenir Commun Durable (2024-2025)
Collège de France
Année 2024-2025
Séminaire - Gerhard Krinner : Neige et glaces : leur rôle dans le système climatique
Gilles Ramstein
Directeur de recherche CEA/LSCE
Résumé
Ce séminaire illustrera comment la modélisation du système Terre permet de comprendre les changements climatiques que notre planète a connus pendant sa longue histoire. On s'intéressera notamment aux principes qui permettent de réguler les températures et le cycle hydrologique sur des milliards, des millions et des centaines de milliers d'années, rendant possible une vie pérenne sur Terre. Or, l'Homme s'est hissé au rang de facteurs majeurs du changement climatique avec cette caractéristique que ses effets produits sur l'environnement sont fulgurants et menacent, à terme, l'humanité. Nous mettrons en regard les changements longs et naturels avec le changement anthropique en cours.
Gilles Ramstein
Gilles Ramstein est directeur de recherche au LSCE. C'est un expert sur les questions du climat passé, présent et futur. Il a édité plusieurs livres de vulgarisation sur le climat, comme Voyage à travers les climats de la Terre (2015) paru chez Odile Jacob, et plus récemment Le Climat en 100 questions (2020) aux éditions Tallandier, avec Sylvestre Huet. Il a également coordonné chez Springer Verlag l'édition en deux volumes Paleoclimatology (2020) avec plus de cinquante auteurs. Sa spécialité est la modélisation du climat, essentiellement pour les périodes passées, mais également sur les aspects santé et dispersion de maladies vectorielles pour le XXIe siècle. Il anime aussi un podcast « Le Climat en Questions » sur les questions climatiques au sens large, avec cinquante épisodes qui sont déjà réalisés. Il a également été à l'origine et s'est beaucoup impliqué dans la formation des journalistes à travers le Master 2 en ligne « Climat et Médias ».
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François-Marie Bréon
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Année 2024-2025
07 - Changement climatique : comment sait-on ce que l'on sait ? - Les modèles de climat sont-ils fiables ?
Intervenant :
François-Marie Bréon
Chercheur au Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement
Résumé
Les modèles de climat, parfois appelés « modèles système terre », visent à simuler les processus physiques, chimiques et biologiques qui influent sur le climat. Ils ne permettent qu'une approximation grossière de la réalité des interactions. Même si la compréhension des processus a fortement progressé ces trente dernières années, et que les capacités de calcul ont augmenté de plusieurs ordres de grandeur permettant des résolutions spatiales toujours plus fines, il reste nécessaire de faire appel à des paramétrisations pour décrire les nombreux processus à l'œuvre à des échelles plus fines que la résolution des modèles. Du fait des nombreuses approximations et des différences constatées entre les résultats des modèles, peut-on faire confiance aux résultats des simulations climatiques ?
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François-Marie Bréon
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Collège de France
Année 2024-2025
Séminaire - Gerhard Krinner : Neige et glaces : leur rôle dans le système climatique
Gerhard Krinner
Directeur de recherche au CNRS
Résumé
L'extension et la masse des neiges et glaces (calottes de glace continentales, glace de mer, neige, glaciers de montagne, sol gelés) est un des principaux indicateurs de l'état du système climatique global. La raison est évidente : leur extension et leur masse dépend fortement du climat. Mais à cause de leurs propriétés particulières – notamment la couleur blanche qui réfléchit l'essentiel du rayonnement solaire –, elles ont aussi une influence importante sur le climat. Est-ce qu'elles ont le potentiel d'amplifier le changement climatique futur ? De plus, on parle souvent de leurs potentiels changements abrupts et irréversibles (« bascules climatiques »). Qu'en est-il vraiment ? Ce séminaire essaie de clarifier ces aspects.
Gerhard Krinner
Gerhard Krinner travaille à l'Institut des géosciences de l'environnement à Grenoble sur la modélisation du climat et se concentre sur le climat polaire. Il a publié environ cent cinquante articles sur des sujets tels que les bilans de masse des calottes de glace, le pergélisol et la neige saisonnière. Dans le cadre du 6e cycle du GIEC, il a coordonné une section du résumé technique du rapport sur les changements climatiques physiques, ainsi que la section sur les changements à long terme du rapport de synthèse, publié en mars 2023.
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François-Marie Bréon
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Année 2024-2025
06 - Changement climatique : comment sait-on ce que l'on sait ? - Le niveau des mers : passé, présent, futur
Résumé
Au cours de la dernière déglaciation, le niveau des mers a augmenté d'environ 140 mètres en 10 000 ans. Aujourd'hui, la surface des océans s'élève, en moyenne, de 4 mm par an avec une claire tendance à l'accélération. Depuis plus de 30 ans, le niveau des mers est scruté par satellite ce qui permet d'en avoir une vision globale, et plus limitée aux côtes lorsque seuls les marégraphes permettaient cette mesure. Plusieurs causes contribuent à cette élévation : la fonte des glaciers et des calottes polaires, la dilatation thermique des eaux, mais aussi le pompage des nappes ou le développement des barrages sur terre. La dynamique des calottes polaires reste difficile à modéliser, ce qui conduit à des incertitudes importantes sur l'évolution du niveau des mers.
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François-Marie Bréon
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Année 2024-2025
Séminaire - Jérôme Riedi : Observation satellitaire des nuages : une vue plongeante à toutes les échelles de temps et d'espace
Jérôme Riedi
Professeur à l'université de Lille
Résumé
Des premières photographies prises depuis des fusées V2 en 1948 aux récentes observations de la mission EarthCare, l'observation des nuages par satellite a connu un essor spectaculaire en termes d'échantillonnage spectral, spatial et temporel. Ces observations permettent de plonger au cœur des processus physiques qui régissent le cycle de vie des nuages, pour mieux comprendre leur impact sur le climat présent et futur. Qu'est-ce qu'un nuage, comment le caractériser, et que révèle-t-il de l'atmosphère ? Nous verrons comment les satellites, en observant les nuages à différentes échelles de temps et d'espace, nous aident à mieux les comprendre.
Jérôme Riedi
Jérôme Riedi est professeur à l'université de Lille, où il mène des recherches au Laboratoire d'optique atmosphérique. Il a obtenu un doctorat en physique et sciences de l'atmosphère en 2001, après avoir travaillé sur les mesures de polarisation multiangulaires pour la détermination des propriétés microphysiques des nuages. En 2001, il rejoint le NASA Goddard Space Flight Center, aux États-Unis, en tant qu'associé de recherche, où il a contribué aux développements de la filière d'observation des nuages pour la mission MODIS.
En 2003, il obtient un poste de maître de conférences à l'université de Lille, où il devient professeur en 2011, et y dirige le Centre de données et services AERIS/ICARE de 2017 à 2023. Ses recherches portent sur la télédétection atmosphérique, avec un intérêt particulier pour la caractérisation des nuages, des aérosols et de la vapeur d'eau, en utilisant des mesures de polarisation multiangulaires et multispectrales. Le Dr Riedi développe également des outils de simulation pour la validation des systèmes d'observation spatiale. Il est activement impliqué dans plusieurs missions spatiales, notamment en tant que membre du groupe d'investigateurs principaux pour la mission SGLI/GCOM-C de la JAXA et membre du groupe mission conjoint de l'ESA et d'EUMETSAT pour la mission 3MI/METOP-SG.
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François-Marie Bréon
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Collège de France
Année 2024-2025
05 - Changement climatique : comment sait-on ce que l'on sait ? - Les nuages ; régulateurs ou amplificateurs du changement climatique ?
Résumé
Les nuages ont une influence majeure sur l'équilibre du climat. D'une part, ils réfléchissent une part du rayonnement solaire vers l'espace ; d'autre part, ils contribuent à l'effet de serre. Ces deux processus ont des impacts larges mais opposés sur le bilan énergétique de la Terre, et qui se compensent donc partiellement. Mais l'impact des nuages est très différent suivant qu'il s'agit de nuages fins et élevés (des cirrus) ou des nuages optiquement épais et bas (des stratocumulus). Dans le cadre du changement climatique en cours, l'évolution des nuages (fréquence, altitude, épaisseur…) a le potentiel de réduire ou augmenter le réchauffement dû principalement aux gaz à effet de serre. C'est une source d'incertitude principale sur l'amplitude du changement climatique annoncé.
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François-Marie Bréon
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Année 2024-2025
Séminaire - Masa Kageyama : Des modèles de climat pour la recherche et pour la société
Masa Kageyama
Directrice de recherche CNRS, Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement, Institut Pierre-Simon Laplace
Résumé
Reposant sur des décennies de développements scientifiques dans un cadre très collaboratif, les modèles numériques de climat constituent des outils nécessaires pour la compréhension et l'anticipation des impacts et risques climatiques. Développés initialement dans un cadre de recherche pour les besoins de la modélisation à grande échelle et pour améliorer la compréhension de l'évolution du climat, ils sont maintenant au centre des projections climatiques. Pour nourrir l'action climatique avec des informations pertinentes et développer des stratégies d'adaptation pertinentes, il est indispensable de continuer à les faire progresser sur les plans scientifique et technique.
Masa Kageyama
Thèse sur la circulation atmosphérique des moyennes latitudes en période glaciaire et interglaciaire (École centrale Paris, LMCE, université de Reading). Recrutée au CNRS, au LSCE, en 2000. Spécialiste d'étude des changements climatiques passés via la modélisation. Responsable du thème « Climat et cycles : modélisation de leurs variabilités et de leurs interactions » au LSCE, et codirectrice du Centre de modélisation du climat de l'IPSL. Codirectrice du Programme de Recherches (PEPR) TRACCS (TRAnsformer la modélisation du Climat pour les services ClimatiqueS).
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François-Marie Bréon
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Année 2024-2025
04 - Changement climatique : comment sait-on ce que l'on sait ? - La hausse des températures sur les derniers deux cents ans
Résumé
Même s'il ne faut pas réduire le climat à la température, c'est le paramètre le plus simple à décrire et quantifier. Le réchauffement de la Terre sur les deux cents dernières années, et en particulier depuis 1970, est indéniable, mais certains y voient le résultat du développement urbain plutôt qu'une perturbation atmosphérique. Aujourd'hui, les températures sont mesurées in situ mais aussi grâce aux satellites. Pour estimer les températures du passé plus lointain, des observations indirectes sont nécessaires. Les observations étant très hétérogènes, comment peut-on en déduire une température moyenne ? Voit-on une augmentation de la fréquence des extrêmes ou simplement un décalage de la moyenne et des distributions ?
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François-Marie Bréon
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Année 2024-2025
Séminaire - Hélène Brogniez : La vapeur d'eau, l'autre gaz à effet de serre
Hélène Brogniez
Professeure, université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines
Résumé
La vapeur d'eau atmosphérique est le premier gaz à effet de serre et joue un rôle majeur dans notre climat et dans ses changements. En effet, en raison du lien entre la température et la capacité de l'air à contenir de la vapeur d'eau, ce gaz amplifie d'un facteur 2 à 3 le réchauffement provoqué par les gaz à effet de serre émis par les activités humaines. Le séminaire décrira le cycle de l'eau et son importance sur le climat, en présentant l'importance des mesures et de la modélisation numérique, que ce soit pour l'amélioration de nos connaissances, pour les prévisions météorologiques ou encore pour les projections climatiques.
Hélène Brogniez
Hélène Brogniez est professeure de physique de l'atmosphère et du climat, avec une spécialisation sur les moyens d'observations de la Terre à l'université de Versailles Saint-Quentin. Ses activités de recherche portent sur le cycle de l'eau atmosphérique, sur les interactions nuages-vapeur d'eau et sur les propriétés dynamiques de la convection tropicale. Elle est actuellement la responsable scientifique d'un projet du CNES qui mesurera la dynamique des orages dans le cadre du projet international AOS de la NASA (Atmospheric Observing System), et est membre du projet international GEWEX (Global Energy and Water EXperiment).
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François-Marie Bréon
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Année 2024-2025
03 - Changement climatique : comment sait-on ce que l'on sait ? - L'effet de serre, son augmentation et les autres perturbations du bilan énergétique de la Terre
Résumé
Le mal nommé effet de serre assure une température propre au développement de la vie à la surface de la Terre. Son augmentation en lien avec la hausse des concentrations du CO2, du méthane et d'autres gaz, est la cause première du réchauffement climatique. Pourtant, cet effet est souvent mal compris et certains affirment qu'il serait saturé. On reviendra sur la physique du phénomène et l'historique de sa compréhension.
D'autres perturbations, naturelles et anthropiques, contribuent au changement climatique. Que sont-elles et peut-on quantifier leur contribution relative à celle des gaz à effet de serre ? De quelles mesures dispose-t-on pour les évaluer ?
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François-Marie Bréon
Avenir Commun Durable (2024-2025)
Collège de France
Année 2024-2025
Séminaire - Cathy Clerbaux : La pollution : tout ce qu'on peut voir, comprendre et surveiller depuis l'espace
Cathy Clerbaux
Directrice de recherche au CNRS
Résumé
Les médias rapportent régulièrement que l'état de l'atmosphère empire et que l'homme est le premier responsable. Les scientifiques ont maintenant accès à un ensemble impressionnant d'observations (en particulier par satellite). Mais pour les non spécialistes, ça reste difficile de s'y retrouver : L'air était-il plus pur avant ? Est-ce que la France est un pays très pollué ? Comment différencier les polluants des gaz à effet de serre ? Est-ce que la pollution « refroidit » le climat ? Cet exposé permettra de faire le point sur ce que savent les chercheurs en sciences de l'atmosphère (et ce qu'ils ne savent pas encore).
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François-Marie Bréon
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Année 2024-2025
02 - Changement climatique : comment sait-on ce que l'on sait ? - Aérosols naturels et anthropiques
Résumé
Les aérosols sont les particules – solides ou liquides – en suspension dans l'atmosphère. Parmi les aérosols naturels, on peut citer les poussières soulevées des zones désertiques, le sel généré par les embruns océaniques, les cendres volcaniques ou les particules semi-brûlées créées lors des feux. Les activités humaines génèrent d'autres types de particules qui s'ajoutent aux aérosols naturels. Ils sont transportés par l'atmosphère sur de très grandes distances et vont se déposer loin de leur origine. Les aérosols ont un impact climatique qui s'oppose à celui des gaz à effet de serre. Ils peuvent être observés par satellite ou depuis le sol avec des programmes dédiés.
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François-Marie Bréon
Avenir Commun Durable (2024-2025)
Collège de France
Année 2024-2025
Séminaire - Sophie Godin-Beekmann : Comment l'humanité a sauvé la couche d'ozone et contribué à protéger le climat
Sophie Godin-Beekmann
Directrice de recherche CNRS
Résumé
L'ozone est un gaz très minoritaire de l'atmosphère qui protège la vie sur Terre des rayons ultraviolets nocifs du Soleil. Sa concentration est maximale dans la couche d'ozone située entre 15 et 35 km d'altitude. Le fragile équilibre de l'ozone a été mis en danger par l'émission de composés chlorés et bromés par l'industrie chimique, provoquant le fameux trou dans la couche d'ozone. Le Protocole de Montréal signé en 1987 a permis de réglementer l'émission de ces composés. Le séminaire décrira les mécanismes régissant l'équilibre de l'ozone et leur perturbation anthropique. Il détaillera les mesures prises pour rétablir la couche d'ozone et leur impact sur le climat.
Sophie Godin-Beekmann
Sophie Godin-Beekmann est directrice de recherche au Centre national de la recherche scientifique (CNRS). Physicienne de formation, elle s'est spécialisée dans le développement d'instruments lidars pour la mesure de paramètres atmosphériques. Ses recherches portent sur l'évolution de la couche d'ozone stratosphérique et de la stratosphère plus généralement sous l'effet des activités humaines et du changement climatique. Elle a également coordonné des projets de recherche interdisciplinaires portant sur l'impact du rayonnement ultraviolet sur la santé humaine, et sur l'adaptation aux changements environnementaux. Auteur de plus de cent cinquante publications à comité de lecture, elle a coprésidé le groupe de travail Lidar du réseau pour la détection des changements de composition atmosphérique (NDACC), participé au programme international APARC/WCRP sur le sujet des tendances de l'ozone et contribué à de nombreux rapports internationaux sur l'état de la couche d'ozone et le bilan des aérosols stratosphériques. Elle a été présidente de la Commission internationale de l'ozone de 2016 à 2024 et est membre honoraire de l'Union internationale de géodésie et de géophysique depuis 2015 ainsi que de l'Academia Europaea depuis 2019. Elle a également été nommée en janvier 2024 directrice de l'Institut Pierre-Simon-Laplace sur les sciences du climat et de l'environnement.
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François-Marie Bréon
Avenir Commun Durable (2024-2025)
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Année 2024-2025
01 - Changement climatique : comment sait-on ce que l'on sait ? - Les gaz de l'atmosphère. Évolution naturelle et influence humaine
Résumé
Même si, sur les très grandes échelles de temps, l'atmosphère a eu une composition variable, aujourd'hui, l'atmosphère est essentiellement constituée d'azote (N2) et d'oxygène (O2). L'impact des activités humaines sur la concentration de ces gaz est mesurable mais négligeable. Les gaz qui ont une influence sur l'évolution du climat sont à l'état de trace dans l'atmosphère, et c'est pourquoi les émissions anthropiques ont pu influer sur leur concentration. Comment connaît-on la composition de l'atmosphère aujourd'hui et dans le passé ? Comment cette composition a-t-elle évolué de manière naturelle ou du fait des activités humaines ?
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François-Marie Bréon
Avenir Commun Durable (2024-2025)
Collège de France
Année 2024-2025
Leçon inaugurale : Le cycle perturbé du carbone
Résumé
L'augmentation de la concentration du CO2 atmosphérique est la cause principale du réchauffement climatique observé depuis cinquante ans. Pourtant, les quantités de carbone fossile qui sont extraites du sous-sol et injectées dans l'atmosphère sont faibles devant les échanges naturels entre les grands réservoirs que sont l'atmosphère, les sols et la végétation, et l'océan. L'augmentation de la concentration atmosphérique vient perturber le cycle naturel du carbone. Aujourd'hui, du fait de l'augmentation de la concentration atmosphérique, les échanges de carbone entre ces réservoirs conduisent à un flux net vers les océans et la végétation, limitant ainsi la part dans l'atmosphère.
La nature nous aide donc à limiter l'augmentation du CO2 atmosphérique et donc le changement climatique. Combien de temps va durer cette aide ? On observe déjà dans le monde une augmentation de la fréquence des grands incendies qui injectent des quantités significatives de CO2 dans l'atmosphère. De même, le changement climatique conduit en France à un certain dépérissement des forêts, réduisant ainsi l'absorption du carbone par les écosystèmes sur notre territoire. On peut donc craindre que le changement climatique implique à terme une source additionnelle de carbone dans l'atmosphère et donc une accélération du réchauffement climatique. Ces processus sont encore très incertains et difficiles à modéliser, et constituent donc une source principale d'incertitude sur la vitesse du changement climatique.
Plusieurs composantes du cycle du carbone peuvent être observées par satellite. En particulier, on peut mesurer la distribution de la végétation, son évolution et les anomalies interannuelles en lien avec des perturbations climatiques. Des instruments en orbite permettent aussi de mesurer la concentration du CO2 et du méthane dans l'atmosphère pour en déduire les émissions par les principaux sites émetteurs, mais aussi les échanges avec la végétation. C'est l'objet de la mission MicroCarb, développée par le CNES et qui sera lancée en 2025.
François-Marie Bréon
Chercheur au Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement
François-Marie Bréon, né en 1965, est ancien élève de l'École normale supérieure. Il a soutenu une thèse en 1989 à l'université Pierre-et-Marie-Curie sur l'utilisation des observations spatiales pour mesurer les profils de température et d'humidité dans l'atmosphère, visant à améliorer les prévisions météorologiques. Après des postdoc aux États-Unis (UC San Diego) et au Japon (Meteorological Research Institute), il a été embauché au CEA, où il a conduit toute sa carrière, dans ce qui deviendra le Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement.
François-Marie Bréon est spécialiste de l'utilisation des observations spatiales pour comprendre les processus climatiques et suivre leur évolution. Il a ainsi participé au développement d'instruments spatiaux pour mesurer la composition de l'atmosphère et caractériser l'état des surfaces terrestres et océaniques. Ces mesures lui ont permis, par exemple, de montrer l'impact des aérosols – petites particules en suspension dans l'atmosphère – sur la réflectivité des nuages.
Ses travaux sur le bilan radiatif de la Terre et les forçages anthropiques l'ont conduit a être sélectionné pour contribuer à la rédaction du 5e rapport du GIEC.
François-Marie Bréon est aussi impliqué dans la vulgarisation scientifique et la lutte contre les pseudo-sciences. C'est dans ce cadre qu'il a été président, et est maintenant porte-parole de l'Association française pour l'information scientifique.
