Le climat – Septième épisode – l’effet de serre

Spread the love
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Aujourd’hui, on va se pencher sur la notion d’effet de serre. Mais tout d’abord, bien qu’on nous en parle toujours,

Qu’est-ce que l’effet de serre ?

L’effet de serre est un terme populaire qui décrit le rôle joué par l’atmosphère en modifiant le bilan énergétique à la surface de la Terre, en élevant sa température moyenne. Le nom vient de l’analogie avec la serre du jardinier, qui transmet la chaleur du soleil, principalement le rayonnement visible, à l’intérieur. Les serres, en général, sont également opaques aux longueurs d’onde plus longues auxquelles le refroidissement radiatif a lieu. L’analogie devrait s’arrêter là, mais le terme est trop bien enraciné dans la littérature populaire pour l’ignorer.🙂

Dans l’effet de serre qui réchauffe la surface de la Terre, les vitres sont remplacées par certains gaz de l’atmosphère. Suivant la redistribution qui a lieu autour de la planète, l’énergie absorbée par le Soleil est en partie réémise dans l’espace. Comme la Terre est un émetteur beaucoup plus froid que le Soleil, cette réémission a lieu à des longueurs d’onde beaucoup plus longues, dans l‘infrarouge. Alors que l’atmosphère est assez transparente pour les longueurs d’ondes visibles, et donc pour le soleil entrant, elle est opaque pour la plupart des infrarouges. Cette opacité, rappelons-le, est due aux bandes d’absorption des constituants mineurs comme la vapeur d’eau, le dioxyde de carbone, le méthane et l’ozone, avec pratiquement aucune contribution des azotes moléculaires et des oxygènes (composants majeurs). Ces gaz absorbants ou « à effet de serre » représentent donc un très petit pourcentage de la composition de l’atmosphère (heureusement 🙂). Cependant, ce pourcentage est facile à mesurer, et est indiscutablement en augmentation.

L’augmentation de température, due à l’effet de serre, est-il notable ?

Les niveaux «naturels» ou préindustriels de gaz à effet de serre (principalement vapeur d’eau, dioxyde de carbone et méthane) ont donné lieu à une augmentation de la la température de surface d’environ 30-35 K. Cela signifie que la race humaine a dépendu, tout au long de son histoire sur la Terre, de l’effet de serre pour sa survie, sans laquelle la surface serait gelée partout.

Ouf, heureusement que ces gaz était présents à l’origine de la vie humaine, sinon nous ne serions pas là pour en parler ….🙂

L’inquiétude actuelle concernant le réchauffement climatique a trait à la possibilité que cet effet naturel soit renforcé d’environ 5 K au cours du siècle actuel par augmentation des concentrations de gaz à effet de serre d’origine humaine. En fait, une augmentation aussi importante de la température moyenne de surface ne serait dû qu’à un léger changement dans la composition atmosphérique globale. D’où, l’intérêt de surveiller les émissions de ces gaz minoritaires que nous engendrons ….

Une grande partie de la résistance populaire à l’idée que le réchauffement provoqué par l’effet de serre soit une menace actuelle semble être dû à la difficulté qu’ont beaucoup à comprendre que des modifications extrêmement petites et normalement imperceptibles de la composition atmosphérique peuvent être responsables d’une forte augmentation de température.

Ce qu’il faut souligner, c’est que la serre «naturelle», effet qui existait avant la révolution industrielle, est produit par les espèces présentes dans des parties inférieures à un sur mille (certains d’entre eux beaucoup moins que cela), et que celles-ci ont produit un réchauffement de quelque 35 K, sans quoi la Terre serait totalement inhabitable. Un changement de quelques pour cent suffit donc pour avoir des conséquences graves.

Les conséquences de l’effet de serre sont-elles faciles à déterminer ?

Bien entendu, l’effet de serre, comme le reste du climat, ne se comporte pas de manière linéaire, de sorte que le fait d’inventorier une augmentation des constituants mineurs de l’atmosphère ne signifie pas que la température augmentera proportionnellement. Certains polluants, en particulier les gaz soufrés tels que SO2 et H2S, produits à partir d’impuretés dans le charbon et le pétrole, forment des aérosols qui ont tendance à produire un refroidissement global et s’oppose donc aux effets du dioxyde de carbone et du méthane.

C’est une compréhension profonde des effets des différentes boucles de rétroaction complexes, dont certaines amplifient et d’autres réduisent la tendance au réchauffement climatique qui permet de déterminer ce qu’il en est réellement.

Et cette compréhension profonde reste difficile à acquérir à l’heure actuelle, mais ne doit pas nous empêcher d’agir dignement pour minimiser les risques 🙂

Comme elle ne joue aucun rôle direct dans le transport global de l’énergie, la surface de la Terre est à cet égard moins importante que l’atmosphère ou l’océan en tant que composante du système climatique. Cependant, la surface abrite tout sauf 0,05% de la biomasse de la Terre. Elle est le siège de la plupart (toutes ?) des activités humaines, et celles ci sont des facteurs importants déterminant la composition de l’atmosphère et son rôle clé dans la serre atmosphérique.

Comme on le sait, la teneur en oxygène de l’atmosphère est maintenue par la vie végétale verte, qui consomme du C02 et produit de l’oxygène au cours du processus de photosynthèse. Malgré les déforestations et autres maladies environnementales, la proportion d’oxygène dans l’atmosphère globale est supposée être stable à l’heure actuelle. Le plus important au niveau des plantes est leur rôle dans le bilan global du carbone. Les plantes du système terrestre, comme celles (phytoplancton) du système marin, produisent la même quantité de carbone chaque année.

Quid donc de l’influence humaine ?

La quantité de carbone dans l’atmosphère, principalement sous forme de dioxyde de carbone, mais aussi sous forme de méthane, et d’autres gaz, augmente toutefois régulièrement. On pense que la cause est anthropique, le principal responsable étant la demande croissante d’électricité produite par la combustion de combustibles fossiles. C02 et CH4 sont deux des gaz à effet de serre les plus puissants, en raison de leurs fortes bandes infrarouges, situés dans le spectre à des longueurs d’onde qui bloquent une partie de l’émission qui, autrement, aurait tendance à refroidir la planète.

Le résultat devrait être une tendance générale au réchauffement, ce qui semble être visible dans l’enregistrement de la température globale.

En résumé, les constituants atmosphériques mineurs bloquent le rayonnement infrarouge direct qui devrait avoir lieu de la surface de la Terre vers l’espace dans toutes les régions de longueurs d’onde sauf quelques-unes. Ainsi, seule une partie relativement faible du refroidissement de la surface terrestre a lieu directement par rayonnement dans l’espace. Au lieu de cela, la chaleur est transportée par convection vers le haut et la plupart des radiations atteignant l’espace quittent en fait l’atmosphère à un niveau plus élevé. Le fait que l’atmosphère doit rayonner non seulement vers le haut dans l’espace, mais également vers le bas, de retour vers la surface, est la base de l’effet de «serre» terrestre.

Voila voila, j’en ai fini pour cet article 🙂. J’espère que vous l’avez aimé. Si c’est le cas et que vous ne voulez pas raté les suivants, souscrivez à notre lettre et n’hésitez pas à laisser un commentairepour me faire partager votre avis, vos accords avec ce qui est écrit, vos objections 

[1] Elementary Climate Physics


Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *