L'effet de serre est un phénomène avant tout naturel de piégeage par l'atmosphère du rayonnement de chaleur émis par la terre sous l'effet des rayons solaires. Sans lui, la température moyenne à la surface de la terre serait de -18°C au lieu des 15°C enregistrés actuellement. Durant des millions d'années, le climat de la Terre a subi bien des modifications dues à divers phénomènes d'origine naturelle (soleil, éruptions volcaniques...). Depuis quelques décennies, l'influence de l'homme commencerait à modifier sensiblement le climat de la planète.
Les symptômes
La prise de conscience
Mécanismes de l'effet de serre
Les gaz à effet de serre
L'effet de serre en Poitou-Charentes
Le réchauffement en surface à l'échelle de la planète
Un impact visible à l'échelle de la France
L'augmentation de la concentration des gaz à effet de serre
Le rôle de l'océan
Le rôle de la végétation
Des scénarios pour l'avenir
Les incertitudes liées aux modèles
Les incertitudes liées aux rétroactions
Effet de serre et ozone
Le rôle déterminant du protocole de Kyoto et l'engagement européen
Toutes les stations météorologiques du monde constatent depuis le début du siècle une augmentation lente de la température (+ 0,5º à + 0,7º C depuis 1860).
Parallèlement, les glaciers pyrénéens et alpins reculent ou disparaissent pour certains. (source: Météo-France)
Le rouge foncé indique les réchauffements les plus importants, et le bleu foncé les refroidissements les plus marqués.
© NASA (double-clickez sur l'animation pour l'arrêter ou la relancer) v Depuis le début des années 80, plusieurs conférences internationales ont montré que l'influence de l'homme semble être un facteur dominant du réchauffement atmosphérique observé.
La cause de ce réchauffement serait l'augmentation massive de certains rejets gazeux dans l'atmosphère provenant de diverses activités humaines (industries, automobiles, élevage intensif...).
Cette prise de conscience collective a débouché sur un accroissement des efforts de recherche dans ce domaine depuis dix ans, et ce à l'échelle planétaire (voir l'historique de la prise en compte de l'effet de serre).
Mécanismes de l'effet de serre
L'effet de serre est, à l'origine, un phénomène naturel. Il permet à la température de la basse atmosphère de se maintenir autour de 15ºC en moyenne et conditionne le foisonnement de différentes formes de vie sur la Terre.Sans lui, la température moyenne de la surface de la Terre avoisinerait -18ºC interdisant toute forme de vie.
Le phénomène d'effet de serre est lié à la présence dans l'atmosphère de certains gaz qui piègent le rayonnement émis par la Terre (infrarouge).
Une partie de ce rayonnement est réémise en direction du sol, contribuant ainsi au réchauffement des basses couches de l'atmosphère.
Le groupe de gaz responsables de ce phénomène est présent dans l'atmosphère à l'état de trace : il s'agit pour l'essentiel de la vapeur d'eau, du gaz carbonique (CO2), du méthane (CH4) et du protoxyde d'azote (N2O), mais aussi des HFC (hydrofluorocarbones), PFC (hydrocarbures perfluorés), SF6 (hexafluorure de soufre) et de l'ozone. C'est parce que les teneurs atmosphériques du CO2, CH4 et N2O sont naturellement très faibles que les émissions dues aux activités humaines sont en mesure de les modifier sensiblement, entraînant à priori, un renforcement de l'effet de serre, et par suite, des modifications du climat.
Bien que la vapeur d'eau soit le plus important gaz à effet de serre, les activités humaines
n'influent pas de façon sensible sur sa concentration atmosphérique. En revanche,
des études ont
montré que les concentrations en CO2, CH4 et N2O ont fortement augmenté par rapport
à leur niveau
à l'aire pré-industrielle.
Ces modifications de la composition atmosphérique nous sont connues grâce à l'analyse de bulles d'air piégées dans les glaces polaires (Figure ci-contre). Or le danger relatif à l'effet de serre est en réalité sa variation.
L'augmentation des concentrations de ces gaz menace de perturber l'équilibre thermique global de la
planète.Pour permettre de comparer entre eux les effets des différents gaz, on utilise la notion de " Potentiel de Réchauffement Global " ou PRG. Le PRG est exprimé en équivalent CO2 (eq-CO2).
Le PRG du méthane est de 21 eq-CO2, ce qui signifie que son action sur l'effet de serre est 21 fois supérieure à celle du CO2. Celui du N2O est de 310 eq-CO2.
L'effet de serre en Poitou-Charentes
La carte des gaz à effet de serre de la région fait ressortir quatre types de zone :
- Les zones d'élevage à l'est des Deux Sèvres, émettrices de méthane
- Les grands axes routiers, émetteurs de CO2
- Les agglomérations, où se concentrent les logements, et donc les consommations d'énergies pour le chauffage.
- Les sites industriels comme Airvault, ou Bussac la Forêt.
voir : Les émissions de protoxyde d'azote en Poitou-Charentes
voir : Les émissions de méthane en Poitou-Charentes
Le réchauffement en surface à l'échelle de la planète
Des recherches ont été entreprises pour analyser les variations de température à la surface de la Terre depuis quelques siècles.Les résultats de ces études révèlent une augmentation moyenne de la température à la surface de la Terre de 0,5 à 0,7º C depuis 1860.
Un tel réchauffement, s'il peut paraître faible, se traduit, sur la même période, par une élévation de 10 à 20 cm du niveau moyen des océans par dilatation de l'eau. (source: Météo-France)
Un impact visible à l'échelle de la France
Depuis 1995, Météo France a entrepris un considérable effort de recherche et pérennisation de longues séries climatiques.Une méthode récente d'homogénéisation des séries permet de supprimer au maximum le signal extra-climatique : déplacement de poste, changement de capteur, etc. Les tendances sur le vingtième siècle sont les suivantes :
- réchauffement de 0,8 à 1,6°C pour les températures du matin (plus marqué à l'ouest qu'à l'est);
- tendance de 0 à +1,2°C pour les températures de l'après midi, réchauffement plus marqué au sud qu'au nord.
L'augmentation de la concentration des gaz à effet de serre
Parallèlement au réchauffement de la basse atmosphère, on met en évidence un accroissement constant de la quantité de gaz à effet de serre au cours des dernières décennies, malgré l'absorption naturelle des océans et de la végétation.L'évolution du gaz carbonique.
La concentration du gaz carbonique est passée de 280 ppmv (parties par million en volume) au début de l'ère industrielle à 354 ppmv en 1990. Cet accroissement est dû aux activités humaines avec notamment la combustion de carbone fossile (charbon, gaz naturel, pétrole).
Un habitant de pays développé rejette 5 tonnes de CO2 par an.
Un habitant de pays en développement rejette 400 kg de CO2 par an.
L'océan est un régulateur de la concentration en CO2 dans l'atmosphère grâce à sa grande capacité à le dissoudre.
Mais le déséquilibre observé est dû à la lenteur des processus d'absorption naturels par rapport à la vitesse d'émission du gaz carbonique par les activités humaines.
Par ailleurs, l'absorption massive du CO2 par les océans mènent à leur acidification (voir : l'acidification des océans).
La biosphère terrestre échange avec l'atmosphère une importante quantité de gaz carbonique. Cet échange permet de recycler une partie du gaz carbonique émis dans l'atmosphère.
La déforestation massive dans certaines parties du globe, et plus précisément les incendies allumés pour détruire la forêt, contribue à augmenter l'émission de gaz carbonique.
Le bilan
La production de gaz carbonique excède la capacité d'absorption de la nature. D'ici 2050, on prévoit un doublement de la concentration du gaz carbonique dans l'atmosphère par rapport au début de l'ère industrielle.Divers scénarios d'évolution possibles
Plusieurs scénarios de développement industriel, économique et
démographique ont été établis par un groupe d'experts internationaux en
1990, en se basant sur 4 évolutions possibles des concentrations de gaz
à effet de serre et sur un modèle simple des échanges de gaz carbonique
entre l'atmosphère, l'océan et la biosphère. Le scénario A correspond à la poursuite au rythme actuel des rejets de gaz à effet de serre dans l'atmosphère.
Les scénarios B, C, D correspondent à diverses restrictions des rejets futurs.
Conséquences prévisibles du réchauffement de l'atmosphère Selon le scénario A, qui représente la solution la plus plausible, la concentration en gaz carbonique doublerait d'ici l'an 2050, atteignant 690 ppmv (parties par million en volume).
Les résultats des simulations obtenues à partir des différents modèles de climat (français ou étrangers) montrent une augmentation de la température moyenne à la surface terrestre de 1,5 à 4ºC ainsi que des variations du régime des pluies. Ces valeurs moyennes cachent des disparités importantes selon les régions.
Les incertitudes liées aux modèles
Tous les résultats des simulations obtenues sur l'évolution du climat futur sont à mettre au conditionnel. En effet, le rôle des océans et des nuages demeure mal connu ce qui limite l'interprétation des résultats.De plus, les divers scénarios d'évolution du taux de rejet de gaz à effet de serre dans l'atmosphère sont eux-mêmes basés sur une estimation des futurs besoins en énergie d'une population terrestre en pleine explosion démographique.
Les incertitudes liées aux rétroactions
Toute élévation de la température atmosphérique entraîne des modifications de divers autres paramètres qui, en retour, peuvent influer sur la température de l'air.On distingue 2 types de variations :
- des rétroactions positives : le réchauffement provoque un surcroît d'évaporation au niveau des océans. Cette vapeur d'eau supplémentaire tend elle-même à renforcer l'effet de serre.
- des rétroactions négatives : une augmentation de la température au sol augmente le rayonnement infrarouge de la Terre vers l'espace, ce qui limite l'augmentation de l'effet de serre.
Il n'en reste pas moins vrai qu'au delà des incertitudes, une menace persiste, laissant à chacun sa responsabilité quand aux mesures à prendre pour préserver l'avenir de notre planète. L'ozone est un gaz utile dans la basse stratosphère (vers 20 km d'altitude) pour filtrer les rayonnements ultraviolets nocifs pour la vie. On le trouve également dans la basse atmosphère où il représente un danger pour l'homme. Ce gaz contribue à l'augmentation de l'effet de serre.
L'augmentation de l'effet de serre se traduirait par un refroidissement de la stratosphère, entraînant :
- d'une part une diminution de la destruction naturelle de l'ozone,
- d'autre part, un surcroît de nuages glacés polaires, qui contribuent à la destruction de l'ozone.
Le rôle déterminant du protocole de Kyoto et l'engagement européen
Plusieurs conférences, conventions et organisations internationales se sont succédées, précisant à chaque fois, tant que possible, les conséquences prévisibles et les mesures à mettre en place. (voir les dates clés)Pour réaliser l'objectif ultime de la Convention des Nations-Unies sur le changement climatique, à savoir limiter les concentrations atmosphériques de gaz à effet de serre à un niveau non dangereux pour l'humanité , la conférence des Parties de Kyoto (1997) a débouché sur un premier pas : le Protocole de Kyoto, qui assigne aux pays industrialisés un premier objectif quantifié pour la période 2008-2012, dite " première période d'engagement ".
Il s'agit d'une réduction de 5,5% des émissions des pays industrialisés par rapport à 1990, qui se traduit pour l'Europe par une baisse de 8% à cet horizon, dont une stabilisation des émissions françaises ( voir : l'union Européenne et le protocole de Kyoto). Le Protocole de Kyoto a été ratifié par l'Union européenne et chacun de ses Etats-membres, et par l'ensemble des pays industrialisés à l'exception de l'Australie (qui met néanmoins en place des politiques de maîtrise de ses émissions proportionnées à son engagement chiffré) et les Etats-Unis (dont de nombreux Etats ont cependant entamé des actions explicites de réduction de leurs émissions).
Pour contenir le dérèglement climatique en cours et respecter son engagement au titre du Protocole de Kyoto, l'Union européenne se dote progressivement d'un programme européen de lutte contre le changement climatique : directive sur l'efficacité énergétique des bâtiments, programme " énergie intelligente pour l'Europe ", programme " Marco Polo " pour le développement du cabotage maritime... Elle vient aussi d'adopter une directive mettant en place un marché de quotas négociables concernant d'abord, pour la période 2005-7, le gaz carbonique des principaux émetteurs industriels européens ; les Etats-membres travaillent sur une autre directive définissant les conditions d'articulation des mécanismes de projets (MOC, MDP) avec le marché européen de quotas.
Dans le but d'atteindre et même de dépasser ses objectifs de réduction des émissions prises dans le cadre du protocole de Kyoto, la France a mis en place le Plan Climat.
Voir aussi: la région Poitou-Charentes s'engage dans le cadre du protocole de Kyoto : Initiatives climat
Télécharger le texte du protocole de kyoto en Français
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Cadastre des émissions de la région Poitou-Charentes réalisé par ATMO Poitou-Charentes
Hébergeur : Observatoire Régional de L'environnement