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Alterre mène des travaux sur les deux volets du changement climatique : l'atténuation et l'adaptation. S'agissant de l'atténuation, l'agence réalise le bilan régional des émissions de gaz à effet de serre (bilan GES) tous les quatre ans. Depuis 2010, elle a apporté un appui technique et méthodologique à l'élaboration du schéma régional climat air énergie (SRCAE) et maintenant au suivi du schéma régional climat air énergie (SRCAE). Dans le cadre du dispositif d'accompagnement des plans climat énergie mis en place par l'Ademe et le Conseil régional, elle aide les territoires à construire leur propre bilan de GES et veille à la cohérence des méthodologies entre territoires et avec l'échelle régionale ainsi que nationale.
Alterre contribue à développer la sensibilisation régionale par ses travaux : analyse de la canicule de 2003, étude des phénomènes déjà perceptibles liés aux changements climatiques... Ces travaux ont mis en exergue la multiplicité des impacts possibles.
Aujourd’hui, et en dépit des questionnements soulevés par les incertitudes, des pistes d’adaptation existent et sont explorées. C’est pour croiser les regards de différents types d’acteurs concernés que l'agence a initié une mise en réseau très large de partenaires. Ce réseau a pour ambition de faciliter les réflexions stratégiques et les actions sectorielles ou territoriales et aider ainsi à leur mise en cohérence.