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Comment fonctionne l'effet de serre?

Le soleil réchauffe la surface terrestre qui, de son côté, émet des rayons infrarouges de grande longueur d’onde dans l'atmosphère. Les gaz à effet de serre absorbent ces rayons de chaleur et en réfléchissent une partie sur la surface de la Terre. Plus la concentration de gaz est importante, plus la chaleur reste dans l'atmosphère.

L'échange d'air vertical dans la couche inférieure de l'atmosphère (la troposphère, située à environ 8 à 15 km) ainsi que les effets physiques en rapport avec le changement vertical de température ont pour effet de réchauffer cette couche. Le réchauffement de sa surface est tel que l'énergie émise par la Terre correspond à nouveau à l'énergie absorbée provenant du rayonnement (équilibre radiatif).

Cet effet de serre naturel permet le développement de la vie sur Terre. Sans ce phénomène, la température moyenne mondiale serait de -18°C.

Les principaux gaz à effet de serre naturels sont la vapeur d'eau (H2O), le gaz carbonique (CO2), le méthane (CH4), le protoxyde d'azote (N2O) et l'ozone (O3). 

Effets rétroactifs sur le système climatique

Au cours des dernières décennies, la combustion des agents énergétiques fossiles et le déboisement des forêts ont entraîné une augmentation de plus en plus rapide de la concentration de gaz à effet de serre dans l'atmosphère. La concentration de CO2 a augmenté de plus de 40% par rapport à l'époque préindustrielle. La part des autres gaz à effet de serre produits par l'homme a aussi augmenté. Il en résulte en moyenne mondiale un réchauffement supplémentaire de la surface de la Terre et des couches inférieures de l'atmosphère.

En raison des courants atmosphériques et océaniques, l'énergie calorifique n'est pas répartie de manière homogène, ce qui fait que le réchauffement supplémentaire n'a pas le même impact dans toutes les régions de la planète.

Le réchauffement de la Terre est accompagné par des processus influençant le système climatique qui entraînent un réchauffement supplémentaire (effets rétroactifs positifs):

  • L'air plus chaud peut absorber plus de vapeur d'eau. Comme la vapeur d'eau est un gaz à effet de serre, une teneur plus élevée en vapeur d'eau dans l'atmosphère provoque un effet de serre supplémentaire et donc aumgente le réchauffement. La vapeur d'eau provoque donc un réchauffement équivalent à celui qui est dû au CO2.
  • Une plus grande quantité de vapeur d'eau dans l'atmosphère peut également avoir une influence sur la couverture nuageuse. Les nuages fins, situés à haute altitude, ont un effet de réchauffement, alors que les nuages plus épais, situés à plus basse altitude, ont un effet refroidissant (ils réfléchissent les rayons solaires et les empêchent d'atteindre la surface terrestre). Toutefois, de nombreuses interrogations subsistent sur la modification de la couverture nuageuse et son impact sur le réchauffement mondial.
  • La neige et la glace réfléchissent une grande part des rayons solaires. Si les surfaces recouvertes de neige et de glace diminuent en raison du réchauffement, moins de rayons solaires seront réfléchis et davantage seront absorbés par la Terre, entraînant dans ces régions un réchauffement plus important que la moyenne mondiale.
  • Le réchauffement influence les processus du cycle global du carbone, ce qui modifie la quantité de CO2 absorbée par les plantes, stockée par les océans ou rejetée par les microorganismes marins. Les conséquences de ces phénomènes sur les teneurs en CO2 de l'atmosphère ne peuvent pour l'heure pas être chiffrés.

Contact: climate@bafu.admin.ch
Dernière mise à jour le: 11.02.2013

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