I/ Les gaz à effet de serre = GES et le réchauffement climatique récent
A/ Les GES = Gaz à effet de serre
L’effet de serre est un phénomène naturel : certains gaz dans l’atmosphère (les GES) retiennent une part de l’énergie solaire renvoyée vers l’espace par la Terre sous forme de rayonnement infrarouge.
Les deux principaux GES impliqué dans le forçage radiatif terrestre sont la vapeur d’eau H20 et le dioxyde de carbone CO2.
Sans l’effet de serre naturel, il ferait sur Terre en moyenne -18°C au lieu de + 16°C
Les activités humaines récentes sont à l’origine d’émission de GES supplémentaire dans l’atmosphère : CO2, CH4(méthane), N20(protoxyde d’azote), entraînant le réchauffement du climat.
Le GES le plus émis est le CO2 il est surtout émis par la combustion d’énergies fossiles : pétrole, gaz, charbon qui représente près de 80 % de notre production énergétique au niveau mondial.
L’étude des variations du CO2 récente (800 000 dernières années) montre qu’il y a une parfaite corrélation entre quantité de C02 dans l’atmosphère et la température du globe.
C’est l’observation de base qui permet de faire le lien entre émission de GES d’origine humaine (anthropique) et le réchauffement constaté.
B/ Variation récentes des GES et effets sur les températures
La concentration actuelle du CO2 atmosphérique présente une augmentation très rapide, est atteint une valeur record avec près de 420 ppm (parties par millions) : du jamais vu depuis plus d’un million d’années.
En réponse, depuis un siècle et demi, on mesure un réchauffement climatique global (+1,1°C) à comparer à la sortie du dernier âge glaciaire où l’augmentation de 1°C prenait 10 fois plus de temps qu’aujourd’hui. On peut donc dire que ce réchauffement est rapide.
Ce réchauffement est la réponse du système climatique à l’augmentation du forçage radiatif : différence entre l’énergie radiative reçue et l’énergie radiative émise.
Lorsque la concentration des GES augmente, l’atmosphère absorbe davantage le rayonnement thermique infrarouge émis par la surface de la Terre.
En retour, il en résulte une augmentation de la puissance radiative reçue par le sol de la part de l’atmosphère.
Cette puissance additionnelle entraîne une perturbation de l’équilibre radiatif qui existait à l’ère préindustrielle.
III/Quelques effets de l’augmentation de température sur le système Terre :
A/ Les effets amplificateurs et stabilisateurs du réchauffement climatique
Le réchauffement climatique récent (+1,1°C ce dernier siècle) a des effets auto-amplificateurs : on parle également de rétroaction positive.
Les principales sources de rétroactions positives du réchauffement du climat sont :
– En premier lieu, l’augmentation de la concentration en vapeur d’eau (gaz à effet de serre) dans l’atmosphère. Selon des estimations récentes, il revient à plus que doubler l’augmentation de la température de surface qui se produit si la quantité de vapeur d’eau restait constante.
– En second lieu, la décroissance de la surface couverte par les glaces et diminution de l’albédo terrestre. Ce phénomène provoque une rapide perte en surface de la banquise qui laisse place à une surface océanique sombre qui absorbe plus la chaleur solaire.
-Enfin, le dégel partiel du permafrost qui permet aux microbes de digérer de la matière organique congelé provoquant une libération de CO2 et CH4(méthane), dans l’atmosphère.
Cependant, il existe également certains processus naturels qui limite la quantité de CO2 dans l’atmosphère et donc limite le réchauffement actuel :
– À court terme, l’augmentation de la teneur en CO2 dans l’atmosphère favorise la photosynthèse et provoque un accroissement de la végétalisation. Ceci constitue un puit de CO2 et a donc un effet de rétroaction négative = stabilisatrice.
-Actuellement, plus de la moitié (56 %) des émissions de CO2 humains sont absorbées soit par la biomasse (végétaux), soit par la dissolution dans les océans.
Cependant, ces puits de carbones ne sont pas infinis et dépendent des émissions humaines.
Par exemple le puit de la biomasse végétale est mis à mal par les méga-feux de plus en plus fréquents (Australie en 2019 – Californie en 2021)
De plus la dissolution du CO2 dans les océans est limitée et a des conséquences néfastes (acidification des océans).
B/Conséquences du réchauffement climatique sur le niveau de l’océan
L’océan a un rôle amortisseur du réchauffement de l’atmosphère en absorbant à sa surface une fraction importante de l’apport additionnel d’énergie :
L’océan se réchauffe, cela conduit à une montée du niveau de la mer causée par la dilatation thermique de l’eau.
À celle-ci s’ajoute la fusion des glaces continentales : calotte polaire en majorité.
Ces deux phénomènes sont à l’origine d’une augmentation d’actuellement +3,2 mm/an du niveau des mers.
Cette accumulation d’énergie dans les océans rend le changement climatique irréversible à des échelles de temps de plusieurs siècles.