Comprendre le changement climatique et l'effet de serre

Le rôle de l'ONU et du GIEC face au climat

Nations Unies : le visage changeant du climat global. En 1980, les scientifiques ont commencé à réaliser l'augmentation de la température à la surface de la Terre, probablement causée par l'activité humaine. L'ONU a créé en 1988 le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC).
Le GIEC prédit une hausse moyenne des températures comprise entre 1,5 °C et 5,8 °C. Le réchauffement climatique provoque le changement climatique, un fonctionnement anormal des écosystèmes, des changements dans l'utilisation des terres et la perte de biodiversité.

Les conséquences du changement climatique

• Le recul des glaciers : il y a eu un recul des glaciers de montagne dans l'hémisphère nord ; le processus s'accélère et affecte aussi la banquise (calotte glaciaire qui recouvre l'océan dans les régions polaires).
• Augmentation du niveau de la mer : le niveau de la mer a augmenté à un taux de 1 à 2 mm/an ; ce processus s'accélère et se situe actuellement à 3 mm/an.
• Augmentation de la température moyenne mondiale : le recul des glaciers et la montée des eaux sont des symptômes de l'augmentation de la température.
• Phénomènes météorologiques extrêmes : avec le changement climatique, ces événements s'exacerbent et leur fréquence augmente.
• Modification du comportement des organismes : modifications des rythmes saisonniers, changements dans la migration des animaux, temps de floraison des plantes, etc.

De quoi dépend la température de la Terre ?

La distance entre le Soleil et la planète détermine le rayonnement reçu : Vénus reçoit deux fois plus de rayonnement que la Terre, et Mars la moitié. La présence de l'atmosphère et ses caractéristiques jouent également un rôle majeur.

Composition de l'atmosphère

L'air sec et propre est composé d'azote (78 %) et d'oxygène (21 %). Le 1 % restant se compose principalement d'argon. Le CO₂ représente seulement 0,036 %. L'air contient une quantité de vapeur d'eau qui change d'un endroit à l'autre, ainsi que des aérosols (particules en suspension) comme la poussière ou le sel, ce qui peut être dû à l'action de l'homme.

L'effet de serre naturel

La température de notre planète serait de -18 °C s'il n'y avait pas d'atmosphère ; grâce à elle, elle atteint 15 °C. La différence entre ces valeurs est appelée l'effet de serre naturel. L'atmosphère laisse passer la lumière solaire mais freine la perte de chaleur, augmentant ainsi la température de l'air.

Les principaux gaz à effet de serre

• Vapeur d'eau : le principal contributeur.
• Dioxyde de carbone (CO₂) : le deuxième plus important ; il est émis par les volcans et la respiration.
• Méthane : délivré par la digestion des ruminants, les décharges et les zones humides.

Fonctionnement de l'effet de serre

Le rayonnement solaire atteint la Terre de trois façons :

• 30 % est réfléchi par l'atmosphère ou la surface de la Terre vers l'espace sans réchauffer la planète (ce processus est appelé albédo).
• 19 % est absorbé par les nuages et d'autres composants atmosphériques.
• 51 % est absorbé par la surface de la Terre, ce qui augmente sa température.

L'énergie de surface est renvoyée sous forme de rayonnement infrarouge. Les gaz à effet de serre absorbent ce rayonnement, réchauffant l'air et empêchant l'émission de chaleur vers l'espace.

Changements du niveau de la mer

• Changements dans le cycle de l'eau : pendant les périodes glaciaires, les chutes de neige fréquentes se transforment en glace sur les continents. Le retrait de l'eau de mer et l'accumulation de glace entraînent une diminution du niveau des mers.
• La dilatation thermique de l'eau : lors des périodes chaudes, le niveau de la mer augmente en raison de la fonte des calottes de glace et du fait que l'eau de mer se dilate à des températures élevées.

Étudier les climats du passé (paléoclimats)

• Bulles d'air emprisonnées dans la glace : la glace accumulée couche après couche contient des bulles d'air (air fossile) montrant la composition de l'atmosphère à l'époque de la neige.
• Les fossiles : chaque organisme vit dans un habitat particulier. Si nous trouvons un fossile de mammouth laineux, nous pouvons déduire que, dans ce domaine, le climat était très froid.

Les causes du changement climatique

Causes externes

• Changements dans l'activité solaire : l'activité solaire est modifiée par les changements des taches solaires.
• Changements dans l'orbite de la Terre : l'orbite change et devient plus elliptique ou circulaire, ce qui modifie le rayonnement reçu.
• Impacts de météorites : une météorite peut créer un nuage de poussière empêchant le rayonnement solaire d'atteindre la surface.

Causes internes

• Changements dans l'albédo : la valeur moyenne est de 30 %, mais elle varie selon la surface (élevée pour la neige, plus faible pour le sol et l'océan).
• Changements dans la composition atmosphérique : modifiés par les organismes (CO₂ et oxygène), les activités volcaniques et la combustion de carburants. Les aérosols peuvent entraver l'arrivée du rayonnement solaire ou absorber l'infrarouge.
• Changements dans les courants océaniques : la circulation thermohaline, causée par les différences de température et de densité de l'eau, relie tous les océans et transporte la chaleur.