Je note que le billet sur la banquise arctique génère beaucoup de débats. Certains ce sont étonnés de ce billet “hors crise financière”. J’en profite pour rappeler que mon but avec ce blog est d’étudier “les crises actuelles”, et la crise environnementale en fait partie. De même que la crise pétrolière et l’épuisement des autres ressources naturelles (le Peak Everything). Par manque de temps, je poste surtout sur la crise financière, c’est évidemment la plus “d’actualité”. Mais les autres billets viendront au court de l’année, en fonction de mes moyens… Voici donc des éléments sur la crise climatique. L’index général de la série de billets est disponible ici

L’« effet de serre »

Qu’est-ce qu’une serre ? Chacun sait que c’est un bâtiment couvert de vitres, qui laisse bien passer la lumière du soleil, mais empêche que la chaleur qui se forme à l’intéreur de la serre, sous l’effet de la lumière du soleil, ne se dissipe trop vite vers l’extérieur. L’effet principal qui contribue à retenir la chaleur prisonnière à l’intérieur de la serre est l’« effet de serre », phénomène naturel qui correspond en fait à une opacité du verre à l’infrarouge. En réponse à l’énergie reçue de l’extérieur, l’intérieur de la serre chauffe et émet des rayons infrarouges. Or ces infrarouges émis par l’intérieur de la serre sont interceptés par le verre, qui est un matériau très opaque pour ce rayonnement particulier, qui empêche l’énergie de dissiper vers l’extérieur et fait monter la température à l’intérieur.

Il existe au sein de notre atmosphère des gaz (les “gaz à effet de serre”, GES, ou GHG en anglais, GreenHouse Gases), présents en petite quantité, qui jouent pour notre planète exactement le même rôle que les vitres d’une serre. Ce gaz n’empêchent pas la lumière du soleil d’arriver jusqu’à nous (ils sont très transparents au rayonnement solaire), mais empêchent le rayonnement infrarouge émis par le sol de repartir vers l’espace. Ils font ainsi office de “couvercle” en retenant prisonnière, en quelque sorte, l’énergie – donc une température élevée – près du sol. En schématisant, on peut dire que l’atmosphère joue un peu le rôle d’une couverture. Le mécanisme est donc le suivant :

Mécanisme de l'effet de serre

Bien entendu (et contrairement à bon nombre de schémas sur le web…), “en régime de croisière”, la Terre renvoie autant d’énergie qu’elle en reçoit, l’effet de serre permet juste qu’un “stock” reste dans l’atmosphère en permanence.

L'effet de serre

Mécanisme de l'effet de serre

À la base, l’effet de serre est un phénomène très positif pour nous, car il permet de réchauffer la Terre. Sans effet de serre, la température moyenne sur Terre chuterait à -18 °C au lieu de +15 °C (mais à cette température la glace s’étendrait sur le globe, renvoyant plus d’énergie dans l’espace, et la température se stabiliserait vraisemblablement en dessous de -50 °C). A l’inverse son augmentation aura de lourdes conséquences…

Terre sans l'effet de serre

Je vous propose cette petite vidéo de synthèse :

Les gaz à « effet de serre »

Les gaz à effet de serre (GES) sont des composants gazeux de l’atmosphère qui contribuent à l’effet de serre. Ces gaz ont pour caractéristique commune d’absorber une partie des infrarouges émis par la surface de la Terre.

Le principal gaz à effet de serre est la vapeur d’eau (H2O). L’eau, sous forme de vapeur ou de nuages, y joue un rôle essentiel :

  • vapeur d’eau : 55 %
  • nuages : 17 %
  • autres gaz : 28 %

Les gaz à effet de serre (global)

L’« effet de serre » additionnel

Comprenons bien : les chiffres précédents indiquaient la contribution à l’effet de serre “total”, qui permet de réchauffer la Terre de -18 °C à +15 °C, soit un effet de +33 °C, qui a abouti au bout de millions d’années à l’équilibre global que nous connaissons.

Mais ce qui va désormais nous intéresser, c’est l’effet de serre “additionnel”, d’origine humaine (ou anthropique), qui se rajoute à l’effet naturel. Il est bien inférieur à l’effet naturel, mais ici, tout rajout va augmenter directement la température globale. Et même s’il ne représentait que 10 % en plus, cela ferait plus de 3 °C sur la planète, ce qui aurait en fait des conséquences très importantes. Pour prendre une image, c’est comme une baignoire pleine à ras-bord ; si vous rajoutez ne serait-ce qu’un verre, vous obtiendrez un verre d’eau par terre…

Au niveau des émissions d’origine humaine, les principaux gaz à effet de serre “naturels” sont :

  • le dioxyde de carbone (CO2), pour 56 %, venant de la combustion des énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz) et de la déforestation ;
  • le méthane (CH4), pour 16 %, venant de la combustion ou de la décomposition de matières organiques ;
  • l’ozone (O3), pour 11 %, venant de la combustion des énergies fossiles ;
  • l’oxyde nitreux (ou protoxyde d’azote, de formule N2O), pour 6 %, venant des engrais.

Les 11 % restants sont dus aux gaz à effet de serre “industriels”, qui sont principalement les halocarbures lourds (dont les Chloro-Fluoro-Carbures, CFC).

Précisons au passage que l’on constate un double phénomène pour l’ozone :

  • une accumulation d’ozone dans la troposphère au-dessus des régions industrielles, en raison de la grande quantité produite par l’activité industrielle humaine ;
  • une destruction de l’ozone dans la stratosphère au-dessus des pôles, en raison des CFC accumulés par l’utilisation passée.

Contributions au réchauffement des gaz à effet de serre (anthropique)

En raison de l’activité humaine, la concentration de tous ces gaz à effet de serre augmente notablement depuis 1800. La preuve que l’augmentation du CO2 atmosphérique est d’origine humaine se fait par analyse isotopique.

Toute émission de GES vient donc s’ajouter au stock, et concourt à déséquilibrer le climat.

L'effet de serre

Les émissions de gaz à effet de serre

Si on s’intéresse désormais non plus au stock, mais au flux des émissions nouvelles, on arrive à ceci :

Les émissions mondiales de gaz à effet de serre

On observe que le CO2 est à l’origine de plus de 75 % des émissions, et qu’on arrive à 90 % quand on rajoute le méthane.

La part des gaz fluorés a connu une chute spectaculaire en raison de l’interdiction des CFC en 1987 ( après plusieurs années de tergiversations…) actée le protocole de Montréal afin de lutter contre le trou de la couche d’ozone.

Je vous recommande au passage tout particulièrement le billet qui présentait la destruction de la couche d’ozone par l’action humaine, en raison de son lien évident avec la problématique de la lutte contre le CO2…

Toutefois, les remplaçants des CFC devraient bientôt compenser cet effet positif, comme nous l’avons également étudié (à lire ici) :

Les émissions mondiales de cfc

Les origines de ces émissions sont multiples :

Contributions des secteurs aux émissions mondiales de gaz à effet de serre

Les principaux secteurs émetteurs au niveau mondial sont donc : Énergie, Industrie, Agriculture et Transports.

Dans le billet suivant, vous trouverez demain une analyse portant sur le CO2 et le Méthane…


22 réponses à 1300 Climat (1) : les gaz à effet de serre

  1. Vénus-Etoile du Berger Le 18 janvier 2013 à 06h19
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    Merci pour ce billet remarquable.


  2. Pascom Le 18 janvier 2013 à 09h03
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    Petite précision sur les premiers graphiques : le rayonnement solaire donné ici n’est pas le flux d’énergie sur 1 m² éclairé, c’est vraisemblablement la moyenne sur la terre entière, nuit comprise. Parce que le flux d’énergie du soleil au dessus de l’atmosphère est d’environ 1300 W par m² de surface éclairée, par exemple un panneau solaire de satellite tourné vers le soleil.
    Pareil pour le rayonnement IR : il s’agit probablement du rayonnement moyen sur la Terre entière, côté nuit compris.


    • toxymoron Le 18 janvier 2013 à 09h32
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      Le soleil rayonne bien à ~1368W/m² au dessus de l’équateur, mais ~0W/m² aux pôles (où le rayonnement est tangentiel). Il s’agit alors d’une convention: Le soleil éclaire la surface d’un sphère (surface = 4 pi R²) mais les chiffres sont données pour la surface d’un cercle (surface = pi R²), un facteur 4 plus petit donc.


    • Jojo Le 18 janvier 2013 à 15h56
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      Remarque qui m’a l’air cohérente.
      surface terrestre/section efficace terrestre= 4 Pi R2 / Pi R2 = 4. On est dans le bon rapport.


  3. BA Le 18 janvier 2013 à 09h48
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    Vendredi 18 janvier 2013 :

    Australie : record de chaleur enregistré à Sydney depuis le début des relevés : 45,8 degrés.

    Sydney a enregistré vendredi un record de chaleur depuis la mise en place d’un relevé de températures il y a plus de 150 ans : le thermomètre a atteint les 45,8 degrés Celsius dans l’après-midi, alors que l’Australie connait un été austral particulièrement chaud.

    Le précédent record date de janvier 1939. La plus grande ville d’Australie avait alors enregistré 45,3 degrés Celcius.

    Les autorités effectuent des relevés de températures pour Sydney depuis 1859.

    “C’est un jour historique pour Sydney aujourd’hui, a déclaré Dick Whitaker, météorologiste auprès de la chaîne météo Weather Channel. Nous n’avons jamais connu de chaleur pareille à Sydney depuis le début des relevés.”

    L’Australie connaît depuis plusieurs semaines des vagues de chaleur sans précédent sur les deux-tiers de son territoire, qui ont provoqué des centaines de feux de brousse et poussé les météorologues à introduire de nouvelles couleurs – rose et pourpre – sur leurs cartes de prévision des températures.

    http://www.romandie.com/news/n/_Australie_record_de_chaleur_enregistre_a_Sydney_depuis_le_debut_des_releves65180120130936.asp


  4. chris06 Le 18 janvier 2013 à 12h27
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    Bravo pour ce billet. Clair, précis, synthétique et toujours avec les graphiques bien parlants. L’Information avec un grand I. Merci.


  5. Bouddha vert Le 18 janvier 2013 à 14h09
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    Bonjour, je me joins aux remerciements des autres commentaires et j’apprécie tout particulièrement le dernier camembert qui indique que faire pour éviter de trop grosses surprises à l’avenir:
    “Les principaux secteurs émetteurs au niveau mondial sont donc : Énergie, Industrie, Agriculture et Transports”.
    Le cahier des contraintes est planté, c’est à partir de lui qu’il faut faire rêver la population mondiale et aménager l’existant, ça va chauffer au début!

    Il nous faut savoir que les progrès techniques sans une découverte extraordinaire ne nous permettrons pas d’offrir le niveau de consommation énergétique d’un français à l’humanité toute entière, elle correspondra plutôt par une division par 4 pour les pays développés (par 3 pour la France et son nucléaire) de ce que nous consommons aujourd’hui et à population constante!
    Or pour assurer un développement minimum dans les pays les plus peuplés (émergents), il faudrait leur accorder 1,8% d’augmentation de leur consommation actuelle pendant x années.
    Même à population constante, les économies d’énergie sont la seule solution, et comme on le voit, ce seront l’aménagement du territoire, les produits et services d’une économie fortement mécanisée, électrifiée, mise en réseau qui devront être modifiés:
    Le monde de consommation qu’il nous faut envisager en France, c’est celui des années 1950 en milieu rural mais avec un bel existant, de nouvelles connaissances et une fenêtre d’accès au monde par le web.

    Un monde de solutions locales partagées avec une mobilité réduite des hommes et des marchandises et donc une production et des services déconcentrés pour la majorité des activités.
    Les consommations mondiales ont atteints de tels ordres de grandeur (population X consommation individuelle) que le problème d’aujourd’hui c’est le tarissement des ressources de la Terre et surtout de la stabilité de son climat.

    Vivement qu’Olivier ne trouve plus de personnes influentes à interroger qui nous parlent de leur solution à base de croissance, que les représentants d’une société qui aura brillé 150 ans grâce au carbone retournent au placard et que l’on rediscute sérieusement du présent.

    Bon vent


    • Jojo Le 18 janvier 2013 à 16h09
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      Bonjour,
      “Le monde de consommation qu’il nous faut envisager en France, c’est celui des années 1950 en milieu rural “. Oui mais si nous persistons dans ce qu’on peut appeler l’erreur, dans dix ans ce sera celui des années 40, dans vingt ans celui des années 30… Ou ça peut même aller plus vite. Décidément, la Peau de chagrin est une métaphore percutante de notre civilisation.


  6. NOURI FETHI Le 18 janvier 2013 à 16h24
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    Bravo pour tout ce que vous faite


  7. jducac Le 18 janvier 2013 à 17h34
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    • Macarel Le 19 janvier 2013 à 19h47
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      “ITER, avec sa température constante, n’est rien d’autre que la machine à vapeur du III° millénaire

      Les systèmes à compression MHD (Z-machines) représentent des systèmes à fusion impulsionnelle. Là est l’avenir, pas dans des projets comme ITER, qui sont par essence incapables d’être étendus à une fusion non polluante, d’assurer le milliard de degré requis.” Jean-Pierre Petit

      http://www.jp-petit.org/nouv_f/lettres_ouvertes/charpak/charpak_lettre_ouverte.htm

      .


  8. Jojo Le 18 janvier 2013 à 21h19
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    contrepoints est un site plus connu pour sa propagande libertarienne que pour la qualité de son information


  9. Bouddha vert Le 18 janvier 2013 à 21h37
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    Bonsoir, il se trouve que les arbres à noyaux sont naturellement des arbres d’été et d’hiver franc.
    Faute de quoi la sève remonte à la faveur d’hiver doux et comme les arbres à noyaux ont une sève gommeuse, chaque montée et chaque descente de sève épuise l’arbre et obstrue ses canaux de sève.

    En revanche un été chaud, un automne qui descend tranquillement en température vers un hiver même glacial avant une remontée tranquille à partir du printemps convient parfaitement à ces fruitiers.

    Il est donc logique que nos hivers en yoyo de température fassent crever ce type d’arbre, il nous faudra sélectionner de nouvelles variétés.
    Pour d’autres raisons, un pommier qui n’aura pas eu 100 jours sous les 7 degrés verra sa floraison dégradée, sa production avec.

    De toute manière ce n’est pas l’hiver qui a tué tes cerisiers mais plutôt la qualité de nos hivers.

    Bonne plantation.


  10. Fabrice Le 18 janvier 2013 à 23h14
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    vous parlez de ceci Michel :

    http://www.climat-evolution.com/article-hot-spot-et-rechauffement-anthropique-61452542.html

    malheureusement les tenants de cette soit disant erreur sont apparemment fachés avec l’analyse de la décomposition des donnée graphiques, mais bon quand on veut forcément trouver une faille on vit d’expédient.


    • Michel Le 19 janvier 2013 à 00h46
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      Oui, mais pas dans le sens que vous semblez comprendre : la page que vous citez dit : “le hot spot n’est pas la signature de l’effet de serre mais c’est la signature du fait que le climat se réchauffe”.

      D’accord, mais alors pourquoi n’observe-ton pas ce hot spot dans les mesures faites ?
      – ou bien le climat ne se réchauffe pas (ce serait une nouveauté 🙂 )
      – ou bien l’atmosphère ne se comporte pas comme le modèle associé le voudrait, ce qui est plus probable

      D’où ma conclusion que la théorie de l’effet de serre ne semble pas bien tenir la route (même si ce n’est que l’une des composantes censées créer le hot spot : on peut aussi dire que le forçage solaire n’a pas non plus l’effet escompté)


  11. Marcus Le 18 janvier 2013 à 23h14
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    Excellent billet très didactique Olivier !

    Pour lutter contre l’effet de serre il y a un moyen c’est de revoir entièrement ce qu’on a appelé en agriculture depuis les années 50 la révolution verte, c’est-à-dire l’agriculture industrielle qui laisse les terres sans couvert végétal pendant des mois.
    En clair il faut remettre du carbone dans le sol. Faire en sorte que les terres soient toujours couvertes de plantations ou d’engrais verts (par exemple les végétaux entre deux cultures) qui absorberaient beaucoup plus de gaz carbonique.
    Le meilleur modèle de piège à carbone c’est la forêt. A partir de ce modèle, recréer un système agro-sylvo-pastoral, tel que le définissent Lydia et Claude Bourguignon, ainsi que plein d’autres jeunes paysans qui ont réfléchi à comment recréer de la vie dans le sol et ce sont lancés dans cette agriculture saine, libre des trusts de l’agro-industrie et meilleure pour notre santé !
    C’est étonnant comme tout se tient. Je suis parti de l’effet de serre pour aboutir à un modèle agricole qui respecte le sol vivant !


  12. Bouddha vert Le 18 janvier 2013 à 23h47
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    Bonsoir, vous avez raison mais avez vous lu l’introduction à ce billet?
    http://www.les-crises.fr/liberte-d-expression/

    Le monde est bien plus libre avec le GIEC, n’en déplaise à ceux qui préfèrent ne pas savoir.
    N’oubliez pas que nous possédons également quelques océans qui s’acidifient avec ce CO2 qui augmente dans l’atmosphère.


  13. Marcus Le 19 janvier 2013 à 00h02
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  14. Patrick Luder Le 19 janvier 2013 à 01h01
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    Malgré toutes ces connaissances, les mystères de la vie et de la biodiversité restent entiers. Notre planète à mis des milliards d’années pour arriver à un bel équilibre que ni volcans ni météorites n’ont pu bouleverser (en temps géologique), et pourtant, cet équilibre est bel et bien menaçé à notre échelle de temps, par nous et contre nous …


    • MatthieuB Le 19 janvier 2013 à 13h07
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      Quelques catastrophes sont survenues tout de même (la crise Crétacé Tertiaire par exemple).

      L’inconnue est par contre la capacité de l’Homme à s’adapter à de nouvelles conditions, une nouvelle répartition des terres arables, les influences des changements climatiques sur les récoltes, etc. Et surtout, dans le cas d’une transgression (montée du niveau des océans) majeure, sa volonté pacifique de faire face aux flux migratoires.

      A-t-on vraiment envie de laisser faire le test en cours?

      Et si l’Homme venait à disparaître la Terre restera, et les mécanismes stabilisateurs du climat feront leur effet. Peut-être qu’une espèce future douée de raisonnement trouvera dans une centaine de millions d’années des horizons sédimentaires plein du béton de nos villes disparues, des bords de trottoirs en granite massif, des barres métalliques, de magnifiques fossiles d’éléctro-ménager conservés dans la tourbe… Et elle se demandera ce qui a bien pu se passer, la boucle sera bouclée.


  15. nuke Le 19 janvier 2013 à 20h02
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    Pourquoi, “Au niveau des émissions d’origine humaine”, la vapeur d’eau crachée par les tours de refroidissement des centrales nucléaires n’est-elle pas citée (ni celle des autres centrales thermiques) ?


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