l`effet de serre, un des facteurs du climat global

L’EFFET DE SERRE, UN DES FACTEURS
DU CLIMAT GLOBAL
1Principe de l’effet de serre
► L’atmosphère laisse passer, de jour, une grande majorité (70 %) du
rayonnement solaire qui arrive à son sommet. La surface terrestre
réfléchit une partie de ce rayonnement et absorbe l’autre partie, ce qui la
réchauffe.
► De jour comme de nuit, la surface réchauffée réémet un rayonnement
infrarouge (rayonnement thermique). La majorité de ce rayonnement est
ensuite absorbée par certains gaz atmosphériques, dits gaz à effet de
serre (GES). Cette action réchauffe l’atmosphère qui émet son propre
rayonnement thermique dont une grande partie descend vers la Terre
tandis que l’autre gagne l’espace.
► Les GES, gaz atmosphériques responsables de l’absorption du
rayonnement infrarouge terrestre sont des molécules telles que : vapeur
d’eau, dioxyde de carbone, méthane, protoxyde d’azote, ozone.
► Chaque GES possède un pouvoir de réchauffement global (PRG)
calculé à partir de son pouvoir d’absorption d’infrarouge par comparaison
avec le CO2 dont on fixe le PRG comme étant égal à 1 (> rabats, VI).
2Relation entre effet de serre et climat
► Le bilan entre la quantité d’énergie reçue par le système Terreatmosphère et la quantité d’énergie réémise vers l’espace est nul, ceci
explique pourquoi la température à la surface de la Terre reste
constante.
► L’effet de serre est le processus naturel dû à l’atmosphère, qui
contribue à maintenir la température moyenne à la surface de la Terre
aux environs de 15 °C alors que celle-ci serait de – 18 °C sans
atmosphère. Cette température moyenne est donc la résultante du
rayonnement solaire absorbé et du rayonnement infrarouge absorbé par
les GES réémis vers la surface terrestre dans un système Terreatmosphère dont le bilan radiatif est à l’équilibre.
► L’effet de serre moyen est cependant très inégal : il est par exemple
d’autant plus intense que la couverture nuageuse est forte et que
l’atmosphère est riche en vapeur d’eau. La relation entre effet de serre et
climat est donc complexe.
3Autres facteurs intervenant dans le climat global
► Le climat terrestre est directement lié à l’énergie solaire incidente qui
arrive au sommet de l’atmosphère. Cette énergie varie au cours du
temps, selon :
– l’activité du soleil (variations minimes tous les 11 ans) ;
– les modifications cycliques des paramètres orbitaux (excentricité de
l’orbite, obliquité de l’axe de rotation, position des équinoxes sur l’orbite)
responsables de variations périodiques de l’insolation et donc des
climats mises en évidence dans les carottes de glace par
exemple (> fiche 57).
► L’activité volcanique peut avoir un double effet sur le climat :
– libération de CO2 et augmentation de l’effet de serre ;
– émission de poussières et diminution de l’insolation.
► L’albédo, rapport entre l’énergie solaire réfléchie et l’énergie solaire
incidente, a aussi une influence sur le climat : plus l’albédo est élevé,
plus le rayonnement solaire est réfléchi et moins il réchauffe la surface
terrestre et l’atmosphère.
4Activités humaines et évolution future du climat
► Depuis le milieu du xixe siècle (début de la révolution industrielle),
l’utilisation massive des combustibles fossiles (charbons, hydrocarbures)
et diverses activités humaines (fabrication de ciments, déforestations, …)
ont libéré de grandes quantités de GES dont certains à fort pouvoir de
réchauffement (PRG) dans l’atmosphère.
► Cet accroissement rapide et notable des GES lié aux activités
humaines est à l’origine d’un effet de serre d’origine anthropique qui
s’ajoute à l’effet de serre naturel. Cette augmentation de l’effet de serre a
contribué fortement auréchauffement climatique récent. Cependant,
l’augmentation des GES par les activités humaines n’est pas la seule
cause à l’origine de ce réchauffement car d’autres facteurs comme
l’activité solaire en constante augmentation depuis le début du xxe siècle
pourraient participer en partie à celui-ci.
► La difficulté pour modéliser l’évolution future du climat est donc
d’établir la part de chacun des facteurs qui agissent sur le climat. Les
modèles prenant en compte à la fois de la complexité du système
climatique terrestre et de divers scénarios d’émissions de GES prévoient
un réchauffement au cours du xxie siècle, de 2,5 à 6 °C.