Effet de serre - Définition et Explications
La liste des auteurs de cet article est disponible ici.
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. Ces gaz ont pour caractéristique commune d'absorber une partie des infrarouges émis par la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure, sa...) de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre planètes...).
Les principaux gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à occuper...) à effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie électromagnétique, provenant du Soleil (dans le cas des...) sont la vapeur () d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.), le dioxyde de carbone (Le dioxyde de carbone, communément appelé gaz carbonique ou anhydride carbonique, est un composé chimique composé d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxygène et dont la formule...) (CO2), le méthane (Le méthane est un hydrocarbure de formule brute CH4. C'est le plus simple composé de la famille des alcanes. C'est un gaz que l'on trouve à l'état naturel et qui est produit par des organismes...) (CH4), l'oxyde (Un oxyde est un composé de l'oxygène avec un élément moins électronégatif, c'est-à-dire tous sauf le fluor. Oxyde désigne également l'ion oxyde O2-.) nitreux (ou protoxyde (Le protoxyde d'une substance chimique est le composé le moins oxygéné parmi tous ceux qui peuvent être formés en se combinant avec l'oxygène.) d'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de numéro atomique 7. Dans le langage courant, l'azote...), de formule N2O) et l'ozone (L’ozone (ou trioxygène) est un composé chimique comportant 3 atomes d’oxygène (O3). Sa structure est une résonance entre...) (O3). Les gaz à effet de serre (Une serre est une structure généralement close destinée à la production agricole. Elle vise à soustraire aux éléments climatiques les cultures produites pour l'alimentation ou le plaisir de l'homme pour...) 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 (Le soufre est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole S et de numéro atomique 16.) (SF6).
Contributions approximatives à l'effet de serre des principaux gaz, d'après le GIEC : [2]
- vapeur d'eau : 60 %
- dioxyde de carbone : 25 %
- ozone : 8 %
- méthane et oxyde nitreux : 6 %
En tenant compte de l'effet de serre des nuages, l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme l'énonçait...) vapeur d'eau + nuages représente au moins 90 % de l'effet de serre.
Débat scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les...) sur l'origine et les conséquences de l'effet de serre
Les études concernant le réchauffement climatique (Le réchauffement climatique, également appelé réchauffement planétaire, ou réchauffement global, est un phénomène d'augmentation de la température moyenne des océans et...) et ses conséquences ont été parmi les plus fournies de l'histoire scientifique inter-disciplinaire. Toutefois, ces études se font sous d'importantes pressions politiques et économiques, de part et d'autre. Les décisions ont un poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre. Elle est égale à l'opposé de la...) qui justifie un Lobbying intense, et des débats contradictoires sur l'interprétation des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) disponibles.
Le fait que les activités humaines contribuent à l'augmentation en GES n'est pas discuté en soi ; en revanche, l'importance de ces modifications par rapport aux évolutions naturelles, et l'importance de leur effet climatique (par rapport à d'autres facteurs comme l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) solaire par exemple) sont discutées.
Au plan des conséquences, les débats dépendent beaucoup des centres d'intérêt des participants : selon qu'on s'attache à une zone géographiques particulière ou à la Terre dans son ensemble, à une espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base de la systématique. L'espèce est...) ou un biotope ou à la biosphère (La notion de biosphère désigne à la fois un espace et un processus auto-entretenu (jusqu'à ce jour et depuis plus de 3 milliards d'années) sur la...), les conclusions peuvent être fort différentes. Sans oublier les divergences entre spécialistes sur les capacités d'adaptation d'une espèces aux changements envisagés. L'histoire de la Terre montre qu'elle est passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur une échelle des temps...) par des bouleversements bien plus importants et que la vie (La vie est le nom donné :) s'est adaptée et a continué, mais l'ampleur des extinctions peut être très importante. L'éventuel changement climatique, qui pourrait avoir une intensité inhabituelle pour un délai (Un délai est d'après le Wiktionnaire, « un temps accordé pour faire une chose, ou à l’expiration duquel on sera...) si court (quelques siècles seulement), pourraient avoir un effet massif (Le mot massif peut être employé comme :) sur la sélection naturelle, les disparitions et apparitions d'espèces.
Histoire de la notion d'effet de serre
Dans les années 1780, Horace-Bénédict de Saussure mesure les effets thermiques du rayonnement solaire (En plus des rayons cosmiques (particules animées d'une vitesse et d'une énergie extrêmement élevées), le Soleil rayonne des ondes électromagnétiques dont le spectre s'étend des ondes décamétriques aux rayons gamma en...) à l'aide de boites transparentes qu'il dispose dans la vallée (Une vallée est une dépression géographique généralement de forme allongée et façonnée dans le relief par un cours d'eau (vallée fluviale) ou un...) et au sommet d'une montagne (Une montagne est une structure topographique significative en relief positif, située à la surface d'astres de type tellurique (planète tellurique, satellites comme la Lune), et faisant...).
En 1824, Joseph Fourier publie Remarques générales sur les températures du globe terrestre et des espaces planétaires dans lesquelles il affine (En mathématiques, affine peut correspondre à :) l'analyse des expériences de Horace-Bénédict de Saussure en concluant « la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant du...) du sol est augmentée par l'interposition de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :), parce que la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) solaire trouve moins d'obstacles pour pénétrer l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les cabines des...), étant à l'état de lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est...), qu'elle n'en trouve pour repasser dans l'air lorsqu'elle est convertie en chaleur obscure ».
La vapeur d'eau et le dioxyde de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) sont identifiés comme les principaux responsables de cet effet de serre par John Tyndall en 1861. Il suggère alors qu'une modification de la composition de l'atmosphère peut avoir une influence sur l'évolution du climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se...).
En 1896, Svante August Arrhenius estime, après avoir effectué une simple règle de trois (La règle de trois, aussi appelée produit croisé, permet de résoudre de nombreux problèmes concernant des phénomènes proportionnels.), qu'un doublement de la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre...) de dioxyde de carbone devrait augmenter de 4° la température moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils...). Il espère ainsi que l'exploitation du charbon permettra de repousser la prochaine ère glaciaire. Le géologue américain Thomas Chamberlin arrivera indépendamment aux mêmes conclusions.
L'effet de serre est à l'origine des alertes du rapport Brundtland (1987). En France, Jean-Marc Jancovici et Hervé Le Treut ont vulgarisé les risques liés à l'effet de serre depuis les années 1980.
En 1909, Robert William Wood montre que l'effet de serre n'est pas en mesure de décrire correctement les phénomènes atmosphériques constatés par les climatologues. Le GIEC lui-même préfère parler désormais de forçage radiatif.