L’effet de serre : Comment expliquer le réchauffement climatique actuel ?

« L’effet de serre : Comment expliquer le réchauffement climatique actuel ? Document 17.

Effet de serre : L’effet de serre est un phénomène naturel permettant de conserver la chaleur des rayonnements émis par le soleil, notamment au travers des gaz naturels présent dans l’atmosphère.

Ce premier document nous expose le principe même de l’effet de serre.

Comme nous pouvons le voir, le soleil génère de l’énergie sous forme de rayonnement visible, et l’envoie sur la Terre.

Cette chaleur est ensuite émise par la Terre vers l’atmosphère sous forme de rayons infrarouges.

Puis, les gaz à effets de serres présents dans l’atmosphère, comme principalement la vapeur d’eau crée par l’évaporation de l’eau présente à la surface de la Terre, mais également le dioxyde de carbone, le méthane et le diazote, permettent de retenir une partie des rayons infrarouges émis et les empêchent de s’échapper entièrement vers l’espace.

Ce phénomène permet donc l’augmentation de la température de la surface de la Terre.

Nous pouvons observer sur le schéma du bilan radiatif que la Terre reçoit une puissance solaire de 342 W m-2 dont environ 30% sont directement réfléchis dans l'espace (soit 102 W m²) du fait de l'albédo alors que la part restante est absorbée par la surface et l'atmosphère.

Cette énergie est renvoyée vers le sol et vers l'espace sous la forme d'un rayonnement infrarouge (IR) en partie absorbé, temporairement, par les GES d'où le réchauffement de l'atmosphère.

À terme, l'intégralité de l'énergie sera réémise vers l'espace (soit 240 W-m²) d'où un bilan radiatif équilibré et nul (342 - 102 - 240 = 0) et une température stable.Lorsque les émissions de gaz à effet de serre se multiplient, ces gaz agissent comme une couverture autour de la Terre et retiennent la chaleur du soleil.

Ce phénomène entraîne alors un réchauffement de la planète ainsi que des changements climatiques. Doc 1a et 1b ) L'effet de serre est une analogie qui traduit en réalité une propriété physique : l'absorption du rayonnement infrarouge (IR) par un corps. La ligne rouge nous montre les radiations solaires vers la terre, on nous indique que 70 à 75 % sont transmises.

Ici, on a énormément de radiations solaires qui sont transmises au sol et ne sont pas absorbés par l'atmosphère.

Donc quand on regarde le spectre d'absorption qui se trouve dans le document 1a), nous voyons que c'est symétrique c'est symétrique.

Sur le spectre d’absorption, il y a un gros trou blanc sur la partie qui est transmise, car elle est bien transmise et non absorbée.

Donc les radiations solaires qui ont été absorbés par l'atmosphère apparaissant en grises sur le diagramme d'absorption et sont en blanc sur le graphique du document 1b, c'est à dire la différence entre la quantité de radiation émise (la ligne rouge) et la quantité de radiation solaire transmise (la surface rouge).

Maintenant, passons côté radiation infrarouge, c'est à dire celles qui sont réémises par le sol.

Nous avons 15 à 35 % du rayonnement infrarouge qui est transmis par atmosphère à l'espace.

C'est ce qu'on appelle la « fenêtre atmosphérique », c'est à dire qu'on a des infrarouges qui quittent le sol et qui retraverse l'atmosphère et qui repartent dans l'espace.

Donc il y a une petite fenêtre dans l'atmosphère au travers de laquelle ils arrivent à sortir.

Par contre, la plus grande partie est absorbée.

C'est à dire que les rayons qui ont réussi à rentrer dans le sol (la surface rouge), ils vont ressortir, mais parmi ceux qui ressortent, il y en a une grosse partie qui se font piéger par l'atmosphère et il y en a que 15 à 35 % qui réussissent à s'échapper.

Nous pouvons ici à nouveau observer le symétrique entre les deux documents.

Nous voyons les infrarouges non absorbés, en symétrique sur le spectre d'absorption. Sous la courbe d'absorption totale de l'atmosphère sont détaillées les courbes d'absorption des principaux gaz à effet de serre qui interviennent. Nous observons l'absorption des différents composants majeurs de l'atmosphère.

Certains piègent ce rayonnement IR plus que d'autres, comme le CO2 (qui est relativement abondant et qui a une bande d'absorption pratiquement là où la Terre émet le plus : 15 μm).Ainsi, l'effet de serre naturel est principalement dû à H2O et CO2, qui absorbent le plus de longueur d’onde.

O2, O3, méthane, oxyde d'azote n’absorbent que très peu. Doc 18 a : Le document 4 met en avant l’augmentation de la concentration des différents GES au fur et à mesure des années.

Nous pouvons observer une nette augmentation de la concentration de Co2 dans l’atmosphère, d’environ 280 ppm en 1750 à plus de 370 ppm en 2000, soit une augmentation d’environ 90 ppm avec un pic de croissance particulièrement rapide à partir d’environ 1950.

Cette observation de l’augmentation de la concentration atmosphérique en co2 est également visible pour le méthane qui est passé de 700 ppb en 1750 à environ 1700 ppb en 2000 ainsi que le diazote, d’environ 280 ppb en 1750 à 320 ppb en 2000. Les gaz à effet de serre sont dits “homogènes”, car ils sont suffisamment mélangés et persistants dans.... »