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L’effet de serre


Très souvent, face aux grands évènements météorologiques (tempête, ouragan, canicule…), on nous parle de dérèglement du climat, de réchauffement provoqué par les gaz à effet de serre et en particulier le dioxyde de carbone. Cet article a pour but d’expliquer cela. Commençons par préciser la différence entre météo et climat.

Météorologie & climatologie

  • Un climat est défini par un ensemble de moyennes de grandeurs atmosphériques observées dans une région donnée pendant une période donnée. Ces grandeurs sont principalement la température, la pression atmosphérique, le degré d’hygrométrie, la pluviométrie, la nébulosité (proportion de ciel couvert par les nuages), la vitesse et la direction des vents. La climatologie étudie les variations du climat local ou global à moyen ou long terme (années, siècles, millénaires, etc.).
  • La météorologie étudie les phénomènes atmosphériques qu’elle prévoit à court terme (jours, semaines).

Ainsi, quand en octobre 2024 il est question de la tempête Kirk qui s’abat sur l’Europe, de la Floride qui se protège avant l’arrivée de l’ouragan Milton, des pluies diluviennes au Tchad provoquant la crue du fleuve Chari et des inondations, notamment dans la capitale : Il s’agit de météorologie.

Mais quand on s’intéresse à l’évolution du nombre de tempêtes par an, c’est de la climatologie.

Le climat de la Terre

La température moyenne de la Terre est l’un des indicateurs du climat global. On la calcule à partir de mesures sur Terre et depuis l’espace par des satellites,

Le climat de la Terre présente une variabilité naturelle sur différentes échelles de temps. En particulier, il existe une variation naturelle périodique inférieure à 8 °C sur 100.000 ans environ. Les réchauffements naturels et les refroidissements s’étalent sur des millénaires. À l’inverse le réchauffement observé depuis 1850 est 10 à 100 fois plus rapide que ce qui a été observé sur les 400.000 dernières années. C’est ce rythme qui inquiète. Qui explique qu’on parle d’urgence planétaire.

L’accord de Paris, réaliste ?

Chaque jour, chaque mois, chaque année, les scientifiques calculent la température moyenne qu’il fait sur notre Planète. Ils ont défini un seuil d’augmentation à ne pas franchir par rapport au dix-neuvième siècle : 1,5°C. C’était l’objectif fixé par l’accord de Paris de 2015. Or… En janvier 2024, tous les médias relayaient l’information que cela faisait 12 mois consécutifs qu’on avait atteint ce seuil. En octobre 2024, on lit que septembre 2024 est le quatorzième sur les 15 derniers mois à franchir le seuil de 1,5°C de réchauffement. Et on ne cesse de découvrir de nouveaux records de température.

Par exemple, septembre 2024 a été le deuxième le mois de septembre le plus chaud jamais mesuré, accompagné de précipitations « extrêmes ». Dès l’automne, l’observatoire européen Copernicus affirme ainsi la quasi-certitude que 2024 est l’année la plus chaude jamais mesurée. Que 2024 bat le précédent record de… 2023.

Ce qui est le plus inquiétant sans doute ?

Le réchauffement des océans. Car ce réchauffement s’accompagne d’une dilatation de l’eau (l’océan occupe un plus grand volume, donc le niveau de la mer monte sur tous les littoraux). Et quand la température de l’eau augmente, moins de dioxygène peut s’y dissoudre. Une eau moins bien oxygénée, pour les animaux qui y vivent… J’en reparle ci-dessous.

Pour expliquer cette augmentation des températures, il faut comprendre ce qu’est l’effet de serre.

L’effet de serre

l'effet de serre
Schéma représentant l’effet de serre

Un phénomène naturel

Les deux tiers de l’énergie en provenance du soleil sont absorbés par l’atmosphère, les sols et l’océan. Le tiers restant est directement réfléchi vers l’espace par les nuages, les aérosols, l’atmosphère et la surface terrestre.

Atmosphère et surface terrestre émettent en retour un rayonnement infrarouge que les nuages et les gaz à effet de serre absorbent et réémettent en grande partie vers le sol. Les gaz à effet de serre ont en effet la particularité d’être pratiquement transparents au rayonnement solaire et opaques au rayonnement infrarouge émis par la terre. L’énergie est piégée. Ce phénomène naturel a été baptisé « effet de serre » par analogie avec la serre du jardinier. Les gaz à effet de serre étant l’équivalent du plastique ou du verre de la serre.

On estime que sans cet effet de serre de l’atmosphère, la température moyenne à la surface de la terre serait au plus de – 19°C au lieu des « 15°C » que nous connaissons. 15° ? c’est ce qu’on disait il y a peu de temps encore. Ce qu’on lit encore dans les manuels scolaires. Mais en réalité on devrait peut-être dire 16° ou… Cela ne cesse d’augmenter !

Pour que la température du système terre-atmosphère soit stable, il faut que le bilan énergétique entre le sommet de l’atmosphère et la surface terrestre soit nul. Autant d’émission que d’absorption d’énergie. Or des chercheurs estiment que ce bilan d’énergie est excédentaire d’environ 1 W/m2 = le système terre-atmosphère se réchauffe. Ces valeurs sont celles données dans les manuels d’enseignement scientifique à destination des lycéens. Cela proviendrait de l’effet de serre additionnel provoqué par un excédent de gaz à effet de serre libérés dans l’atmosphère par les activités humaines.

Les principaux gaz à effet de serre & le rôle de l’homme dans l’augmentation de leur émission

La vapeur d’eau

La vapeur d’eau est responsable à elle seule de la grande majorité de l’effet de serre naturel. Elle a un effet de rétroaction important sur le changement climatique : Lorsque la température augmente, l’évaporation augmente et la quantité de vapeur d’eau relâchée dans l’atmosphère aussi, accélérant le réchauffement.

Et… Une augmentation de l’évaporation ? On comprend la sécheresse accrue par endroits. Plus d’eau dans l’atmosphère ? Autant d’eau en plus qui s’abat sur les secteurs où il pleut. J »en parle dans d’autres articles.

Le dioxyde de carbone

La concentration en dioxyde de carbone peut augmenter du fait de processus naturels comme les éruptions volcaniques et les feux de forêts ou de brousse (… qui peuvent être d’origine humaine, qui sont aggravés par le dérèglement climatique… ). Mais les activités humaines, avec la combustion de pétrole, gaz naturel et charbon, la fabrication du ciment, sont responsables de l’essentiel de l’augmentation de sa concentration depuis 1750.

Le méthane

Le méthane CH4 est un gaz à effet de serre plus puissant que le CO2, mais moins concentré. Il est lié aux processus de fermentation (marécages, décharges, digestion des ruminants, etc.). L’agriculture intensive est l’un des responsables de l’augmentation des concentrations de méthane dans l’atmosphère au cours des derniers siècles. A ce sujet, je vous renvoie à un article « miamolo 43 » :

Mais aussi la fonte du permafrost dont je parle plus bas.

permafrost, gaz à effet de serre et réchauffement climatique
Une rétroaction positive impliquant la fonte du permafrost

Le protoxyde d’azote

Le protoxyde d’azote N2O est émis naturellement par les sols et provient notamment de l’utilisation d’engrais azotés. C’est un gaz à effet de serre, mais aussi un gaz destructeur d’ozone dans la stratosphère. D’autres gaz à effet de serre sont impliqué dans le « trou » dans la couche d’ozone. Climat et ozone sont liés. Agir sur l’un a un impact sur l’autre.

climat incendie et ozone
La sécheresse majore le risque d’incendie, amplifiant le trou dans la couche d’ozone.

Il y a aussi la question des aérosols.

éruption volcanique, aérosols, climat

Des indices inquiétants

Le niveau de la mer

Les océans recouvrent 70% de la surface du globe. Ils jouent le rôle de régulateur du climat terrestre. Or ils se réchauffent, rapidement, de façon inquiétante. L’eau plus chaude se dilate, cela explique l’élévation du niveau marin. Rapide, toujours plus rapide et menaçant les zones littorales. Toutes les prévisions des scientifiques sont dépassées.

Une eau plus chaude, c’est aussi une eau moins bien oxygénée, donc grandes perturbations pour la vie océanique. Seules les espèces les plus résistantes, tel le crabe bleu et les méduses, prospèrent.

dauphin
Des bateaux emmènent les touristes voir les dauphins nager au large de Dieppe, Normandie.

« On imaginait ça pour 2040 ou 2050 », confiait le biologiste et océanographe Gilles Boeuf, invité sur franceinfo fin septembre 2024… (article). Tandis que Greenpeance alerte : Le risque de submersion marine de notre littoral menace des centrales nucléaires ! En particulier, l’infrastructure de Gravelines (Nord) risque de se retrouver les pieds dans l’eau d’ici 2100 (article). Ou avant, car les scientifiques n’arrivent plus à avancer des dates fiables. Tout s’accélère, plus vite que leurs modèles ne le prévoient. Plus loin, l’Indonésie a choisi de déménager sa capitale Jakarta, sur l’île de Java. Depuis le 17 août 2024, Nusantara sur l’île de Bornéo est la capitale de cet immense pays constitué d’un archipel d’îles.

La montée du niveau des mers provoque déjà la migration des populations des îles du Pacifique et d’Océanie, ainsi que des zones côtières de basse altitude régulièrement inondées. Et… Une eau plus chaude, c’est aussi une eau qui s’évapore d’avantage, donc plus de vapeur d’eau dans l’atmosphère, or la vapeur d’eau est le premier gaz à effet de serre, donc…

L’étendue des glaciers.

Vous en avez assurément tous fait l’expérience : un glaçon exposé à la chaleur fond. D »autant plus vite qu’il fait plus chaud. C’est ce qui explique la fonte des glaciers en montagne, avec toutes les répercussions possibles sur le milieu montagnard. Mais aussi sur le niveau des océans, puisque l’eau qui fond des glaciers va se rajouter à l’eau des océans, d’où… Je vous renvoie avec ce que j’ai écris juste avant.

Fonte des calottes et montée des océans

Sans compter des conséquences non prévues par les scientifiques. Ainsi, savez-vous qu’en 2024, l’Italie et la Suisse ont dû modifier leur frontière à la suite de la fonte d’un glacier ? En effet, plusieurs segments de la frontière entre l’Italie et la Suisse sont déterminés par les lignes de crête des glaciers alpins. Or, ces glaciers fondent, donc leur ligne de crête change (article). Des frontières entre pays sont délimités par des glaciers, des cours d’eau ou autres éléments géographiques sensibles au dérèglement climatique. Est-ce que les pays sauront toujours trouver une solution pacifique aux mouvements de ces éléments naturels qui définissent leurs frontières ?

L’épaisseur du permafrost.

On appelle permafrost la couche de sol qui reste gelée en altitude et dans les secteurs de haute latitude comme en Sibérie. En fondant, d’une part les sols perdent leur stabilité, d’autre part ils libèrent des gaz à effet de serre, en particulier du méthane. Mais aussi du dioxyde de carbone. Donc il fait plus chaud, donc ils fondent plus vite, donc…

permafrost

L’albédo

Vous avez assurément tous fait l’expérience qu’une surface recouverte de neige peut vous éblouir car elle reflète bien la lumière du Soleil. Inversement, une surface recouverte de végétation capte la lumière du Soleil. Pour parler de ce phénomène, les scientifiques utilisent le terme d’albédo.

Avec l’augmentation des température, la glace de mer arctique fond, exposant une surface océanique plus sombre (modification de l’Albedo), absorbant d’avantage d’énergie, donc la glace fond encore plus vite… et fond plus vite qu’elle ne se reconstitue en hiver, expliquant l’amincissement de la banquise arctique. On s’attend à ce que, dans les prochaines années, il n’y ait plus de banquise en été, la question étant dans combien de temps… 2030 ? 2050 ?…

fonte des banquises

Des dépôts de méthane ont été observés au fond des océans gelés, quand la banquise fond, les dépôts de méthane fondent aussi, libérant progressivement ce puissant gaz à effet de serre, qui va réchauffer la planète, donc accélérer encore la fonte des banquises, donc…

Cette fonte de la glace de mer arctique n’augmente pas le volume global océanique, mais modifie la salinité de l’eau (c’est de l’eau douce qui fond) et peut perturber les courants marins.

Du côté de l’immense continent glacé Antarctique aussi l’élévation des températures a des conséquences très importantes. Savez-vous que ce continent se couvre de mousses et lichens ? Que le suivi par satellites montre que les végétaux y sont en 2024 quatorze fois plus présents qu’il y a 35 ans ? Or les mousses et lichens permettent d’initier la transformation de surfaces rocheuses en terre où d’autres végétaux vont pouvoir pousser (article). Quelles conséquences pour la biodiversité ? pour le climat ?

En conclusion ?

Ainsi vous le constatez, la situation planétaire est inquiétante. Le climat est déréglé. Les humains ont initié la hausse des gaz à effet de serre. Mais désormais des phénomènes naturels de rétroaction positive amplifient le problème. Avec cette hausse quasi mensuelle de la température planétaire supérieure à 1,5°C, des limites planétaires ont été franchies.

En 2019, je lisais dans un rapport que le GIEC donnait un an aux humains pour réagir avant d’enclencher un processus irréversible. Je pense que la Terre a « basculé ». Chaque année on constate une aggravation par rapport à l’année précédente. Nous ne pourrons pas retenir l’évaporation des océans qui se réchauffent, ni le dégagement de gaz à effet de serre en Arctique ou partout où le permafrost dégèle. Mais si nous arrêtions de « mettre de l’huile sur le feu » ?…

urgence climatique