L'effet de serre expliqué : du phénomène naturel au réchauffement
Sans effet de serre, la Terre serait un désert glacé. Avec un effet de serre renforcé par les activités humaines, elle se réchauffe. Comment ça marche ?
L'effet de serre est souvent présenté comme un problème. C'est d'abord un phénomène naturel, indispensable à la vie sur Terre. Le problème vient de son renforcement par les gaz que nous émettons depuis le début de l'ère industrielle.
Un équilibre d'énergie
La Terre reçoit en permanence de l'énergie du Soleil, principalement sous forme de lumière visible. Une partie est réfléchie vers l'espace par les nuages, les glaces et les surfaces claires. Le reste est absorbé par les océans, les sols et l'atmosphère, qui se réchauffent.
Tout corps chaud émet du rayonnement. La Terre, beaucoup moins chaude que le Soleil, rayonne dans l'infrarouge, invisible à l'œil. Si cette énergie repartait directement vers l'espace, la température moyenne à la surface serait d'environ moins 18 °C.
Le rôle des gaz à effet de serre
Certains gaz présents dans l'atmosphère, en petite quantité, absorbent une partie de ce rayonnement infrarouge et le réémettent dans toutes les directions, notamment vers le sol. Ils retiennent ainsi une partie de la chaleur. Grâce à eux, la température moyenne à la surface de la Terre avoisine 15 °C.
| Gaz | Principales sources |
|---|---|
| Vapeur d'eau | Évaporation ; sa quantité dépend surtout de la température |
| Dioxyde de carbone (CO2) | Combustion du charbon, du pétrole et du gaz, déforestation, cimenteries |
| Méthane (CH4) | Élevage, rizières, décharges, fuites d'exploitation des énergies fossiles |
| Protoxyde d'azote (N2O) | Engrais azotés, certains procédés industriels |
L'azote et l'oxygène, qui composent l'essentiel de l'atmosphère, n'absorbent presque pas l'infrarouge.
Un effet de serre renforcé
Avant la révolution industrielle, l'atmosphère contenait environ 280 parties par million (ppm) de CO2. Cette concentration dépasse aujourd'hui 420 ppm, un niveau inédit depuis des centaines de milliers d'années, comme le montrent les bulles d'air piégées dans les glaces de l'Antarctique. La concentration de méthane a, elle, plus que doublé.
Plus de gaz à effet de serre signifie qu'une plus grande part du rayonnement infrarouge est retenue. Le système climatique accumule de l'énergie, dont l'essentiel est stocké par les océans. Selon le GIEC, la température moyenne à la surface du globe a déjà augmenté de plus de 1 °C depuis la fin du XIXe siècle, et ce réchauffement est sans équivoque dû aux activités humaines.
Le CO2 émis reste longtemps dans l'atmosphère : une partie persiste pendant des siècles. C'est pourquoi le réchauffement dépend des émissions cumulées.
Tous les gaz ne se valent pas
Le méthane retient beaucoup plus de chaleur que le CO2 à masse égale, mais il disparaît de l'atmosphère en une dizaine d'années environ. Sur vingt ans, son pouvoir de réchauffement est environ 80 fois celui du CO2. Réduire les émissions de méthane a donc un effet rapide, tandis que réduire le CO2 conditionne le climat sur le long terme.
Les rétroactions
Le réchauffement déclenche des mécanismes qui l'amplifient ou l'atténuent :
- La vapeur d'eau : un air plus chaud contient plus de vapeur d'eau, elle-même gaz à effet de serre.
- La fonte des glaces : moins de surfaces blanches signifie moins de lumière réfléchie et plus d'énergie absorbée.
- Le pergélisol : en dégelant, les sols gelés en permanence peuvent libérer du CO2 et du méthane.
- Les puits de carbone : océans et forêts absorbent environ la moitié de nos émissions de CO2, mais leur capacité pourrait diminuer.
Une confusion fréquente : la couche d'ozone
Le « trou » dans la couche d'ozone et l'effet de serre sont deux phénomènes différents. La couche d'ozone filtre les ultraviolets du Soleil. Elle a été abîmée par certains gaz industriels, désormais interdits par le protocole de Montréal, et se reconstitue lentement.
Questions fréquentes
Le climat a toujours changé : en quoi est-ce différent ?
Le climat a connu de grandes variations naturelles, sur des milliers ou des millions d'années. Le réchauffement actuel est exceptionnellement rapide et s'explique par les émissions humaines.
Pourquoi parle-t-on d'équivalent CO2 ?
C'est une unité qui permet d'additionner les effets de différents gaz en les convertissant en quantité de CO2 ayant le même effet sur une période donnée.
Où trouver des données fiables ?
Dans les rapports du GIEC, et auprès des organismes de recherche et de surveillance du climat comme Météo-France ou le service européen Copernicus.