Le changement climatique pour les nuls

Effet de serre et forçage radiatif

 

 "La quantité d'énergie nécessaire pour réfuter du baratin est beaucoup plus importante que celle qui a permis de le créer". (Loi de Brandolini)

 

Il ne faut donc pas ménager sa peine… Pour essayer de contrer l’excessive visibilité des théories climato-sceptiques en tout genre, le mieux, c’est d’être informé et de savoir de quoi on parle !

Pour la couverture médiatique accordée en dépit du bon sens et de la science, je vous renvoie à l’excellent article de Sylvestre Huet : « climato-scepticisme et médias, la duperie ».

 

Voici un petit résumé qui vous permettra (j'espère), pour ceux qui s’y perdent parfois, de comprendre le changement climatique actuel et ses causes.

 

Tout d’abord, la base : le bilan énergétique de la terre. (on dit aussi bilan radiatif car 99,97%  de l’apport d’énergie vient du soleil. Le reste, géothermie, combustibles fossiles, fission, friction des marées, est anecdotique)

 

Vous connaissez la définition du rayonnement électromagnétique ? Sans entrer dans les détails, tout corps, à une température supérieure au zéro absolu (0°K= -273,15°C), émet un rayonnement électromagnétique (on dit RE thermique ou « du corps noir ») pour dissiper une partie de son énergie.

Le spectre de ce rayonnement va des rayons gamma aux ondes radio en passant par la lumière visible.

Plus un corps est chaud, plus il émet d’énergie.

Ça va mieux sur un schéma:

Le spectre électromagnétique au complet:

Le soleil (étoile de type G2) envoie des rayonnements électromagnétiques sur terre sous forme de courtes longueurs d’ondes : UV, lumière visible et proche Infrarouge.(respectivement 10, 40 et 50%)

 

La terre renvoie cette énergie sous forme d’Infrarouge (pas les mêmes).

 

Le bilan radiatif, c’est l’équilibre entre ces deux flux d’énergie, les entrées fournies par le soleil et les sorties renvoyées par la terre.

 

Là, on doit faire entrer les notions d’albédo (de Bond ou bolométrique)  et d’effet de serre.

 

Le rayonnement solaire incident qui frappe la surface de l’atmosphère n’est pas totalement absorbé par la terre.

Une partie est réfléchie par les aérosols, l’atmosphère et la surface terrestre (comme la lumière sur un miroir)  et renvoyée vers l’espace. La fraction de l’énergie solaire renvoyée, réfléchie vers l’espace, c’est l’albédo.

C’est une valeur comprise entre 0 et 1. Le corps noir parfait qui absorberait toutes les longueurs d’onde, donc ne réfléchirait rien du tout, serait d’albédo 0, et le miroir parfait qui réfléchirait toutes les longueurs d’onde serait d’albédo 1.

En moyenne, la terre a un albédo d’environ 30% (donc 0,3). Ça va de la neige (albédo pouvant atteindre 0,9) à la lave (albédo 0,04).
 

Donc une partie du rayonnement solaire est renvoyée, maintenant on le sait.

La température de la terre en tenant compte de ce paramètre devrait être de … -18°

Kaï kaï … Compte tenu de ses 70% d'eau, la planète bleue devrait être blanche …

 

Et c’est là qu’intervient : l’effet de serre !

 

Une grande partie des rayonnements infrarouges qui remontent, renvoyés par la surface terrestre, sont absorbés par des gaz dont la propriété est l’absorption d’une partie du spectre infrarouge : les GES (gaz à effet de serre). En récupérant cette énergie, ils chauffent et éliminent cette chaleur en réémettant des infrarouges vers le sol, c'est le principe d'une serre.

 

C’est grâce à eux que la terre ne stagne pas à -18°, température obtenue en tenant compte de l’effet albédo comme on l’a vu plus haut, mais qu’elle se situe en moyenne autour de 15°C … 33° de différence quand même !

La terre est une serre naturelle (mais pas parfaite).

 

Donc notre bilan radiatif, plus détaillé cette fois, ressemble à ça :

Ce bilan radiatif est équilibré pour maintenir la  terre à une température moyenne de 15°.

 

Que se passe-t-il quand on modifie une des composantes de cet équilibre? C’est le forçage radiatif.

On le mesure en débit d’énergie par surface, l’unité est le Watt par m2 (W/m2)

 

Pour comprendre le changement climatique, on s’intéresse au bilan radiatif actuel (2011) qu’on compare à un état stable et connu : Celui de 1750 (avant l’ère industrielle). C’est ce qu’a fait le GIEC.

On connaît ces modifications atmosphériques grâce à l’analyse de bulles d’air piégées dans les glaces polaires. Exemple avec 3 GES :

Dans son rapport de 2013,  le GIEC évalue le forçage radiatif anthropique (= du fait de l'homme)  à 2,29 W/m2 (en réalité, 1,13 à 3,33, donc on prend une moyenne)

 

Quand on examine ce schéma du forçage radiatif : (réf laydgeur thread twitter)

Le point 0 est celui du bilan à la date fixée à 1750, on examine donc le forçage positif (côté droit) et négatif (à gauche).

Les barres noires représentent l’incertitude, les valeurs entre lesquelles l’estimation varie.

 

Le tableau complet, c’est celui-là :

Ce qui a influé sur le bilan radiatif depuis 1750 :

-  Les gaz à effet de serre

-  Les polluants à courte durée de vie

-  Les aérosols (et leurs interactions avec les nuages)

-  Les changements d’albédo

-  Les variations solaires et les éruptions volcaniques

Du côté négatif de l’axe :
- Les pics sont les éruptions volcaniques : puissant effet refroidissant mais très court et n’influant pas sur la tendance.
- Le changement d’albédo et les aérosols sont plus constants, avec une légère stabilisation sur la fin.

Du côté positif de l’axe :
- Les gaz à effet de serre se taillent la part du lion.
- Le carbone suie (BC) et les traînées de condensation des avions ont un léger effet, tout comme les variations solaires.

La résultante (courbe noire) est largement positive, et la valeur du forçage radiatif anthropique correspond donc à celle de la barre rouge de ce schéma qu’on a vu tout au début : 2,29 W/m2.

Pour en revenir à l’introduction de ce papier et aux remises en question des modèles de climat du GIEC, sachons aussi de quoi on parle.

Je vous renvoie à cet excellent thread twitter de Colonel Douglas Mortiner et à l’interprétation des jeux de données RSS et UAH

Pour finir et pour ceux qui veulent creuser, la version française du résumé du rapport du GIEC à l’attention des décideurs :

Changements climatiques 2013 Les éléments scientifiques

en VF également :

Rapport du GIEC 2019 changement climatique et terres émergées

Résumé à l'intention des décideurs (révision janvier 2019)

VF et VO sont sur cette page, "citoyens pour le climat"

En bonus, une vidéo de 2015 très agréable à regarder avec un bon travail de simplification ci-dessous :

Maintenant que vous êtes au point sur les GES (gaz à effet de serre), vous pouvez consulter:

 

Les chiffres clés du climat France, Europe et Monde 2019 Edition 2019

en cliquant sur ce lien

Les chiffres 2018-2019 sont sur ce lien

Ainsi que le rapport secten èdition juillet 2019, le bilan des émissions de gaz à effet de serre et polluants atmosphériques de 1990 à 2017 sur ce lien

Association de Défense de l'Environnement du Besland: Le Besland est le nom d'un lieu-dit à Bossée, ancien site gallo-romain et source de légendes. Il est témoin de notre patrimoine à travers les siècles.

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