L'effet de serre en question en terres anglo-saxones

Conséquence des dernières facéties climatiques ? Sans doute. Les Etats-Unis seraient désormais disposés à apposer leur signature au bas d'un accord international contraignant de réduction des émissions de gaz à effet serre, à condition que toutes les grandes puissances économiques prennent les mêmes engagements (convaincre la Chine et l'Inde ne sera pas une mince affaire). A en croire Daniel Price, responsable de l'administration américaine, cet accord pourrait être présenté courant juillet  "en conjonction" avec le sommet du G8 au Japon. Un premier pas avant tout symbolique après les querelles de Kyoto car tout reste à faire.  Rappelons que les Etats-Unis rejettent plus de 6 millions de tonnes équivalent CO2 par an (contre un peu plus de 5 millions pour l'U.E., ce qui est guère mieux).

Ironie de l'histoire, cette annonce est faite au lendemain d'incidents en Grande-Bretagne.  Cinq membres de Greenpeace ont en effet été arrêtés lundi après s'être hissés sur la carlingue d'un avion à l'aéroport Heathrow de Londres afin de montrer leur hostilité au projet de construction d'une troisième piste d'atterrissage. Le commando, composé de trois hommes et deux femmes, a déroulé une banderole au niveau de la queue de l'appareil, sur laquelle on pouvait lire: «Urgence climatique - Pas de troisième piste.» Greenpeace s'oppose en effet au projet de construction d'une troisième piste à Heathrow, l'aéroport le plus fréquenté d'Europe, qui, selon l'organisation de défense de l'environnement, ne ferait qu'empirer le réchauffement climatique en augmentant les émissions de dioxyde de carbone. La société gestionnaire de l'aéroport a indiqué que les manifestants avaient été arrêtés au bout de 90 minutes environ et emmenés au commissariat de police de l'aéroport. Preuve s'il en est que le sujet fait débat. 

J'en profite pour rappeler les lignes directrices du Défi pour la Terre (Fondation Nicolas Hulot et ADEME) :

      Je trie mes déchets et j’évite les emballages inutiles

      Je préfère les produits respectueux de l’environnement et j’évite les produits jetables

      J’éteins les appareils éléctriques au lieu de les laisser en veille

      Je choisis des appareils économes en énergie ( lampes basse consommation, …)

      Je préfère une douche rapide au bain

      Je ne surchauffe pas mon logement et je l’isole le mieux possible.

      J’installe un chauffe eau solaire ou du chauffage au bois chez moi

      J’utilise moins la voiture pour aller travailler, je fais les petits déplacements à pied

      Je conduis souplement et moins vite

      Pour mes voyages, je préfère prendre le train

 

Réchauffement climatique, de quoi parle-t-on ?

 Le réchauffement climatique : un impact humain ou naturel ?

 

Origines naturelles des changements climatiques

Variations de la position de la Terre

Les paramètres de Milanković ou cycles de Milanković correspondent à trois phénomènes astronomiques affectant certaines planètes au moins du système solaire : l'excentricité, l'obliquité et la précession. Joseph-Alphonse Adhémar, James Croll et Milutin Milanković sont les principaux scientifiques ayant avancé l'idée que ces trois paramètres interviennent dans les variations climatiques naturelles, en particulier sur Terre. Cette hypothèse n'a été supportée par des données expérimentales cohérentes qu'en 1976, avec l'article fondamental de Hays, Imbrie et Shackleton. Ces changements climatiques naturels ont pour principale conséquence les périodes glaciaires et interglaciaires. Leur étude en terme de phénomènes périodiques est du ressort la cyclostratigraphie.

L'excentricité terrestre

 

Excentricité nulle de l'orbite terrestre autour du soleil 

 

 Excentricité maximale de l'orbite terrestre autour du soleil

 

L'obliquité terrestre :

 

 La précession terrestre

 

 

Les conséquences de ces trois facteurs :

 Ces trois facteurs combinés ont donc différentes conséquences:

• La variation d'énergie solaire reçue sous les hautes latitudes au cours de l'année.
• Les différences de température entre les continents et les océans à cause de l'albédo.
• Les variations sur les changements de saison (plus élevées aux hautes latitudes).
• Les différences de température entre les hémisphères dues à l'inclinaison.
• Par contre, ces paramètres n'ont aucune influence sur la quantité totale annuelle d'énergie solaire reçue par la Terre.
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Confirmation de cette théorie

 

 

Suite au forage de Vostok (Antarctique), les chercheurs ont pu étudier le rapport ¹⁸O/ ¹⁶O (qui est noté δ ¹⁸O) dans la glace extraite.
En effet, ils se sont aperçus que la courbe représentant le rapport ¹⁸O/ ¹⁶O avait des similitudes avec la courbe issue des cycles de Milanković. Et étant donné que la correspondance température / δ ¹⁸O est fermement établie, on peut alors penser que les paramètres de Milanković peuvent être la cause des changements climatiques naturels.

 

L'effet de serre

 

 L'effet de serre est un processus naturel de réchauffement de l'atmosphère.

Lorsque le rayonnement solaire atteint l'atmosphère terrestre, une partie (environ 28,3 %) est directement réfléchie (renvoyée vers l'espace), par l'air, les nuages blancs et la surface claire de la Terre (en particulier les régions blanches et glacées comme l'Arctique et l'Antarctique), c'est l'albédo (non représenté sur le schéma). Les rayons incidents qui n'ont pas été réfléchis vers l'espace sont absorbés par l'atmosphère (20,7 %) et/ou la surface terrestre (51 %). Cette dernière partie du rayonnement absorbée par la surface du sol lui apporte de la chaleur (énergie), qu'elle restitue à son tour, le jour comme la nuit, en direction de l'atmosphère sous forme de rayons infrarouges. C'est le « rayonnement du corps noir ».

Ce rayonnement est alors absorbé en partie par les gaz à effet de serre, ce qui réchauffe l'atmosphère. Puis dans un troisième temps, cette chaleur est réémise dans toutes les directions, notamment vers la Terre. C'est ce rayonnement qui retourne vers la Terre qui constitue l'effet de serre, il est à l'origine d'un apport supplémentaire de chaleur à la surface terrestre. Sans ce phénomène, la température moyenne sur Terre chuterait d'abord à -18 °C. Puis, la glace s'étendant sur le globe, l'albédo terrestre augmenterait et la température se stabiliserait vraisemblablement à -100°C.

On peut considérer l'atmosphère comme un réservoir d'énergie. Si l'effet de serre est plus efficace pour retenir (en fait ralentir la déperdition de l'énergie) l'énergie, ce réservoir se remplit - et l'énergie emmagasinée par la surface terrestre augmente . En moyenne, l'énergie venue de l'espace et reçue par la Terre, et l'énergie de la Terre émise vers l'espace sont quasiment égales. Si ce n'était pas le cas, la température de surface de la Terre augmenterait sans cesse ou diminuerait sans cesse. En effet, si les échanges moyens d'énergie avec l'espace ne sont pas équilibrés, il y aura un stockage ou un déstockage d'énergie par la Terre. Ce déséquilibre provoque alors un changement de température de l'atmosphère.

 

Les gaz à effet de serre

Les gaz à effet de serre sont des composants gazeux de l'atmosphère qui contribuent à l'effet de serre. Les principaux gaz à effet de serre sont la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone (CO₂), le méthane (CH₄), l'oxyde nitreux (ou protoxyde d'azote, de formule N₂O) et l'ozone (O₃). Les gaz à effet de serre industriels incluent les halocarbones lourds (fluorocarbones chlorés incluant les CFC, les molécules de HCFC-22 comme le fréon et le perfluorométhane) et l'hexafluorure de soufre (SF₆).

Contributions approximatives à l'effet de serre des principaux gaz :

• vapeur d'eau : 55 %
• dioxyde de carbone : 39 %
• ozone : 1 %
• méthane : 1 %
• oxyde nitreux : 4 %

Ces gaz ont pour caractéristique commune d'absorber une partie des infra-rouge émis par la surface de la Terre.

En France, selon le groupe Facteur 4, les émissions de gaz à effet de serre proviennent des transports pour 26 %, suivis de l’industrie (22 %), de l’agriculture (19 %), des bâtiments et habitations (19 %), de la production et de la transformation de l’énergie (13 %), et du traitement des déchets (3 %). Depuis 1990, les émissions ont augmenté de plus de 20 % pour les transports et les bâtiments. En revanche, elles ont diminué de 22 % dans l’industrie, de 10 % dans le secteur agricole, de 9 % dans le secteur de l’énergie et de 8 % pour le traitement des déchets.

 

Observations liées au réchauffement climatique actuel

 Plusieurs changements ont été observés dans le monde qui semblent cohérents avec l'existence d'un réchauffement climatique planétaire. Il faut cependant noter que le lien entre ce réchauffement et les observations faites n’est pas toujours établi de façon sûre. En France c'est l'ONERC qui coordonne les observations.

• Le climat. Selon le troisième rapport du GIEC, la répartition des précipitations s'est modifiée au cours du XX^e siècle. En particulier, les précipitations seraient devenues plus importantes aux latitudes moyennes et hautes de l'hémisphère nord, et moins importantes dans les zones subtropicales de ce même hémisphère. D'autres experts estiment toutefois les données actuelles trop rares et incomplètes pour qu'une tendance à la hausse ou à la baisse des précipitations puisse être dégagée sur des zones de cette ampleur.

• Il semblerait que les phénomènes el Niño soient devenus plus fréquents que par le passé.

• La fonte de portions de banquise. Plusieurs études indiquaient que les banquises sont en train de se réduire. D'une part des observations satellites montrent que ces banquises perdent de la superficie dans l'océan Arctique. D'autre part, un amincissement de ces banquises, en particulier autour du pôle nord, a été observé. D'après les équipes scientifiques travaillant sur ce sujet, cette diminution est due au réchauffement planétaire. Le Groenland a vu ses glaciers se réduire de 230 à 80 milliards de tonnes par an de 2003 à 2005, ce qui contribuerait à 10% de l'élévation du niveau des mers.

 

• Le recul des glaciers de montagnes. À de rares exceptions près, l'ensemble des glaciers montagnards étudiés sont en phase de recul. Les glaciers de l'Himalaya reculent rapidement et pourraient disparaître dans les cinquante prochaines années, selon des experts réunis à Katmandou pour une conférence sur le réchauffement climatique le 4 juin 2007. Les températures dans cette région ont crû de 0,15 °C à 0,6 °C tous les 10 ans au cours des 30 dernières années. De nombreux travaux documentent ce recul et cherchent à l'expliquer. Un tel recul semble tout à fait cohérent avec un réchauffement du climat. Mais cela a déjà existé par le passé : par exemple le recul actuel de la mer de Glace à Chamonix découvre des vestiges humains du Moyen Âge, preuve que le glacier a déjà fondu davantage que de nos jours à une période historiquement proche. De même, l'étude détaillée de certains glaciers montre que de nombreux facteurs interviennent, comme les précipitations ou le phénomène El Niño, qui ne sont pas nécessairement directement liés au réchauffement planétaire actuel. Il faut enfin souligner la quasi-absence de données sur les glaciers himalayens. Par exemple, il n'existe de données fiables que sur 50 glaciers indiens, sur plus de 9 500.

• Les pratiques agricoles. Le climat, et en particulier les températures, ont un effet sur la date des récoltes agricoles. Dans de nombreux cas les dates de vendanges sont régulièrement avancées, comme celui du raisin en Bourgogne. De Plus ces phénomènes peuvent être décrits sur plusieurs décennies car ces dates de vendanges ont été consignées dans le passé et archivées. De tels documents sont utilisés pour déterminer les températures à des périodes où les thermomètres n'existaient pas ou manquaient de précisions. Un réchauffement climatique depuis le XX^e siècle est clairement décrit par l'étude de ces archives.

• Cyclones, typhons. Une étude publiée en 2005 et remise en question depuis par une seconde étude, montre que l'intensité des cyclones aurait globalement augmenté entre 1970 et 2004 alors que le nombre total de cyclones aurait globalement diminué pendant la même période. Selon cette étude, il est possible que cette augmentation d'intensité soit liée au réchauffement climatique, mais la période d'observation est trop courte et le rôle des cyclones dans les flux atmosphériques et océaniques n'est pas suffisamment connu pour que cette relation puisse être établie avec certitude. La seconde étude publiée un an plus tard montre quant à elle que l'intensité des cyclones n'aurait pas augmenté de façon significative depuis 1986^[16].

• Aires de répartition. Plusieurs équipes de chercheurs ont observé une modification de l'aire de répartition de différentes espèces animales et végétales. Dans certains cas, en particulier lorsque cette aire se déplace vers le nord ou vers de plus hautes altitudes, le réchauffement climatique planétaire est parfois proposé comme cause de ces modifications.

Exemple de travaux chez la chenille processionnaire du pin.

• L’élévation du niveau de la mer. Différentes données obtenues à l'aide de marégraphes et de satellites ont été étudiées. Leur analyse suggère que le niveau de la mer s'est élevé au cours du XX^e siècle de plusieurs dizaines de centimètres, et qu'il continue à s'élever régulièrement. Cette élévation du niveau de la mer peut aussi être observée indirectement par ses conséquences sur l'environnement, comme c'est le cas au Nouveau-Brunswick.

 

Les scientifiques prévoient une augmentation de 1,5 °C à 6 °C pour le siècle à venir en supposant que l'augmentation des rejets de GES continue au rythme des 20 dernières années (on n'a pas observé de ralentissement global des émissions, même depuis Kyoto). Un arrêt total et immédiat des rejets de carbone n'empêcherait cependant pas la température moyenne de la planète de continuer à augmenter pendant plusieurs dizaines à centaines d'années, car certains GES ne disparaissent de l'atmosphère que très lentement.

 

Rétroaction positive et emballement de  l'effet de serre

Quand il y a une réaction en chaîne, telle que la concentration d'un gaz à effet de serre augmente avec la température, il y a une rétroaction positive ("positive feedback" en anglais). Un autre exemple de rétroaction positive est la diminution de la couverture de glace qui affaiblit l'albédo de la planète et contribue ainsi à augmenter sa température.

Avec le rayonnement de la Terre qui augmente proportionnellement à la puissance quatrième de la température, l'effet de rétroaction doit être très fort pour provoquer un emballement. Si cela se produit et les réactions ne se terminent qu'après avoir produit une grande augmentation de la température, cela s'appelle un emballement de l'effet de serre ("runaway greenhouse effect" en anglais).

Selon l'hypothèse du fusil à clathrates ("clathrate gun" en anglais) un emballement de l'effet de serre pourrait être causé par la libération de méthane à partir des clathrates (hydrates de méthane qui tapissent le fond des océans) suite au réchauffement planétaire. On suppose que l'extinction massive d'espèces lors du Permien-Trias a été causée par un tel emballement. Il est également estimé que de grandes quantités de méthane pourraient être libérées de la toundra sibérienne qui commence à dégeler, le méthane étant 21 fois plus puissant comme gaz à effet de serre que le dioxyde de carbone.

Vénus a peut-être été le siège d'un emballement de l'effet de serre, ce qui expliquerait les niveaux très élevés de sa température et de sa teneur en CO2.

 

Accélération nette du réchauffement climatique liée au facteur anthropique (ou action de l'homme) depuis la révolution industrielle :

 

 

 

Conclusion : c'est ainsi que la communauté scientifique se retrouve en état de relatif consensus à propos tant de l'impact humain sur le réchauffement climatique que de ses conséquences.