L’effet de serre

L'atmosphère est presque transparente au rayonnement visible, absorbant environ 20 % du rayonnement solaire incident. En conséquence, la majorité de l'absorption de ce rayonnement se produit à la surface de la Terre. À l'opposé, l'atmosphère est majoritairement opaque à la partie infrarouge (IR) du spectre électromagnétique. Ainsi, une partie importante de l'énergie émise par la surface de la Terre est absorbée par l'atmosphère, les aérosols, et les nuages. Cette énergie est réémise à la fois vers la surface et vers l'espace, augmentant significativement la température qu'aurait le système terre-océan-atmosphère sans atmosphère. Ce phénomène radiatif, présent naturellement, se nomme effet de serre.

Les principaux gaz qui contribuent à l'effet de serre sont :

- La vapeur d'eau. Il s’agit du gaz à effet de serre le plus abondant. L’augmentation de la température entraîne une augmentation de sa concentration dans les basses couches de l’atmosphère, et augmente en retour le réchauffement du climat de la Terre. Ce mécanisme de rétroaction est l’un des plus influant sur le climat terrestre.

- Le dioxyde de carbone (CO2). Composant mineur mais très important de l’atmosphère, le dioxyde de carbone est libéré par des processus naturels comme les éruptions volcaniques ou la respiration, et par les activités humaines comme la déforestation, les changements d'utilisation des terres, et la combustion de combustibles fossiles. Les activités des sociétés humaines ont augmenté la concentration atmosphérique en CO2 d'un tiers depuis le début la révolution industrielle. C'est le plus important « forçage » à long terme du changement climatique.

- Le méthane. Il s’agit d’un gaz hydrocarbure produit à la fois par des sources naturelles et les activités humaines comprenant la décomposition des déchets dans les décharges, l'agriculture (la culture du riz en particulier), ainsi que la digestion des ruminants et la gestion du fumier associé au bétail domestique. Le méthane est un gaz à effet de serre beaucoup plus actif que le dioxyde de carbone, mais également l’un des moins abondants dans l'atmosphère.

- L'oxyde nitreux. Il est un puissant gaz à effet de serre produit par la culture des sols, en particulier l'utilisation d'engrais, la combustion de combustibles fossiles, la production d'acide nitrique, et la combustion de biomasse.

- Les chlorofluorocarbures (CFC). Composés synthétiques d'origine entièrement industrielle, ils sont utilisés dans un certain nombre d'applications. Toutefois, leurs productions et leurs rejets dans l’atmosphère sont actuellement très réglementés par des accords internationaux, en raison de leur contribution à la destruction de la couche d’ozone. Ce sont également des gaz à effet de serre.

L’activité solaire

Il est raisonnable de supposer que des changements de l‘activité solaire entraîneraient un changement climatique, puisque le soleil est la principale source d'énergie qui anime notre système climatique.

En effet, des études montrent que la variabilité solaire a joué un rôle dans les changements climatiques passés. Par exemple, une diminution de l'activité solaire pourrait avoir déclenché le petit âge glaciaire entre environ 1650 et 1850.

Mais plusieurs éléments révèlent que le réchauffement climatique en cours ne peut pas être expliqué par des changements dans l’intensité de l’activité solaire :

- Depuis 1750, l’énergie moyenne provenant du soleil est demeurée constante ou a légèrement augmenté.

- Si le réchauffement a été causé par une activité solaire plus intense, les températures auraient augmenté dans toutes les couches de l’atmosphère. Or, les observations mettent en évidence un refroidissement de la haute troposphère, et un réchauffement à la surface et dans les parties inférieures de l’atmosphère. Ceci s’explique par le fait que les gaz à effet de serre emprisonnent la chaleur dans les basses couches atmosphériques.

- Les modèles climatiques qui incluent des changements de l'irradiance solaire ne peuvent pas reproduire la tendance de température observée au cours du dernier siècle, sans inclure une augmentation des gaz à effet de serre.

Pour aller plus loin

- Site web Climat de Météo-France

- Espace Comprendre le changement climatique du site web du ministère de l’environnement