Le réchauffement climatique expliqué simplement.

Terriennes, terriens, et autres…

vous n’êtes pas sans savoir que dans moins de 15 jours se tiendra le sommet sur le réchauffement climatique à Copenhague (au Danemark). La bataille fait rage évidemment entre les écologistes moralisateurs et autres affiliés à la thèse dite climatiste et les climato-sceptiques et autres opposants grands consommateurs (c’est fou tout ces termes inventés pour l’occasion).

Moi je n’appartiens à aucun des deux partis car je suis scientifique avant tout et je suis une personne qui raisonne (si possible pas creux) et qui se base sur les faits! Oui je suis factuel (et pas facteur). Et quand je réfléchis sur quelque chose, je le fais dans le contexte, et le contexte c’est celui d’une situation particulière de la terre d’un point de vue astronomique, entrainant  l’existence de certains paramètres.

Avant de parler de réchauffement climatique il est bon d’expliquer le régime particulier de la Terre. Notre « orange bleue » se situe en orbite autour du soleil, avec une trajectoire elliptique et possède un  axe de rotation légèrement incliné.  Elle reçoit du soleil l’énergie qui participe à son échauffement. Cependant le rayonnement solaire n’est pas le seul responsable de la température si clémente sur notre planète.

En effet, le seul rayonnement solaire ne permettrait pas de dépasser les 0°C et c’est là que l’effet de serre rentre en jeu. Qu’est-ce que l’effet de serre? Grosso modo, il s’agit de l’emprisonnement du rayonnement infra-rouge, correspondant à la chaleur réémise par la Terre, par certains gaz de l’atmosphère tels que la vapeur d’eau (H2O), le dioxyde carbone (CO2) ou encore le méthane.(CH4). Cela conduit à un réchauffement supplémentaire par infra-rouge (l’autre partie de ce rayonnement étant renvoyée vers l’espace).

A partir de ce principe de base il est possible de poser la condition suivante :

Si un ou plusieurs des gaz a effet de serre augmentent en quantité dans l’atmosphère alors la température à la surface de la terre devrait s’élever.

Il faut donc s’attarder sur la mesure des gaz à effets de serre dans l’atmosphère et observer s’ils ont bien un impact sur les variations de température. (Il est nécessaire de s’étendre sur une période assez longue pour avoir un modèle de référence).

L’étude du premier graphique ci-dessus permet de mettre en évidence une corrélation entre les concentrations en gaz à effet de serre (en bleu le CO2 et en vert le CH4) et les variations de la température au cour de ces 400000 dernières années (en rouge).

Les mesures de la quantité de ces gaz ont pu être effectuées grâce à l’analyse des bulles d’air emprisonnées dans les carottes de glace.

Pour ce qui est de l’évolution des températures il faut s’attarder sur le graphique ci-dessous.

Ce graphique montre en effet les variations de température en Antarctique durant les 450000 dernières années en comparaison avec le volume des glaces.

Les deux premières courbes montrent des changements locaux aux niveaux de deux sites différents. Les valeurs sont obtenues en réalisant des mesures isotopiques du deutérium (isotope de l’hydrogène) sur des carottes de glace (EPICA Community Members 2004, Petit et al. 1999).

La dernière courbe est basée sur les mesures du δ18O sur des foraminifères benthiques dans des carottes sédimentaires (Lisiecki and Raymo 2005).

Il existe une forte corrélation entre les variations de température et celles du volume global de glace.

Ces études permettent d’arriver à deux constats :

Le premier constat est que l’élévation de température est concomitante à l’augmentation de la quantité des gaz à effet de serre dans l’atmosphère.

Le second constat est qu’il y a un lien direct entre température et volume des glaces.

On peut donc supposer que si l’on observe une élévation actuelle de la quantité des gaz à effet de serre il devrait y avoir un réchauffement climatique concomitant et que cela devrait pouvoir être mis en évidence par une diminution notable du volume des glaces continentales (glaciers, inlandsis antarctique et groenlandais).

Or, les observations sont les suivantes :

Depuis 1860, où la quantité de CO2 était inférieure à 300 ppmv, à aujourd’hui la quantité de CO2 n’a cessé d’augmenter pour atteindre presque les 360 ppmv. Cette augmentation est principalement due aux rejets industriels, à la pollution automobile et à la déforestation (moins d’absorption de CO2 et lorsque les arbres sont brulés il y a  rejet de CO2).

De plus on devrait pouvoir observer les conséquences de l’augmentation de la quantité des gaz à effet de serre dans l’atmosphère par l’influence de la température sur les volumes de glaces continentales.

Comparaison entre 1941 et 2004 : Il s’agit du parc national du « Glacier Bay ». La première photo a été prise le 13 Aout 1941 (à gauche) et la seconde le 31 Août  2004 (à droite).  On peut voir le retrait important du glacier et ce que l’on retrouve à la place. (USGS photo by B. F. Molnia; 1941 photo by W. O. Field. See Repeat Photography of Glaciers in the Glacier Photograph Collection to access this and other photograph pairs.)

Le retrait des glaciers à l’échelle séculaire s’observe sur toute la planète. Les deux photographies suivantes montrent le retrait du glacier South Cascade (Washington Cascade Mountains) entre 1928 et 2000.

Document montrant l’amincissement des glaciers en Mètres/an depuis 1970

L’impact de l’Homme semble évident quant à l’augmentation de la quantité de CO2 dans l’atmosphère et continuer à nier relève de l’obscurantisme forcené. Existent-ils d’autres facteurs qui influencent le réchauffement climatique? Voilà une question intéressante.

Bien évidemment le réchauffement climatique fait intervenir des paramètres astronomiques, physiques et biologiques supplémentaires qui compliquent énormément la prospective concernant les conséquences à long terme. Cependant, le fait du réchauffement lui ne peut en aucun cas être remis en cause.

Les océans qui sont un des pièges à carbone le plus important semblent arriver à saturation (dissolution maximum) et les organismes ne peuvent en incorporer plus qu’ils en ont besoin. Les océans eux sous l’élévation de la température se dilatent mais l’évaporation au niveau de l’équateur devient également plus importante induisant des précipitations elles aussi plus importantes. La fonte des glaciers produit un apport important d’eau douce au niveau des océans qui perturbe les courants marins liés aux différences de température et de salinité de l’eau.

La machine climatique subit des déséquilibres de toutes parts mais tout va bien… oui, tout va bien jusqu’à l’atterrissage.

Sources :
Le site Planet Terre de l’ENS de Lyon,
Article wikipedia.
Sciences de la terre et de l’univers (Ed. Vuibert)
Les photos sont issues du site NSIDC (National Snow And Ice Data Center)
Et mon cerveau!!

Par Le Fremen

 

~ par bioprof sur décembre 2, 2009.

11 Réponses to “Le réchauffement climatique expliqué simplement.”

  1. Bien, bien …. et dire que tout cela est enseigné en « spécialité SVT » de terminale S. Ah, si nos dirigeants (de quoi d’ailleurs ?) se penchaient un peu plus sur les Sciences.
    Mais au fait, c’est peut être pour n’entendre qu’un seul son de cloche que la réforme Chatel [ voir ici : http://bego.06.free.fr/index.php?post/2009/11/24/R%C3%A9forme-des-Lyc%C3%A9es-%3A-Chatel-massacre-%C3%A0-la-tron%C3%A7onneuse ] va massacrer les enseignements scientifiques de la série S. Il ne faut pas que le citoyen « lambda » puisse réfléchir sur des faits, il faut qu’il gobe les mesures gouvernementales appuyées sur une portion restreinte de données scientifiques et parfaitement orientées pour prélever diverses taxes mal ficelées et favoriser certaines entreprises.

  2. pour ce qui est de la comparaison dans le temps du parc national du « Glacier Bay », on constate SURTOUT, que, certes, les glacier à fondu, mais surtout, que le niveau de l’eaus N’A PAS augmenté, comme tout le monde cherche à nous faire croire😀

    la fonte de glace n’entraine pas une montée du niveau de l’eau.

    Si tu veux vérifier, prends un verre, mets-y de l’eau a moitié, et 3 glaçons. Relève le niveau et laisse fondre la glace; et relève à nouveau le niveau de l’eau… c’est le même. C’est une observation élémentaire …

  3. Ton propos est correct mais ne correspond pas à la situation.
    En effet un glaçon qui fond dans un verre ne fait pas augmenter le niveau de l’eau dans le verre. Le parallèle est donc que la glace de mer (la banquise) qui fond dans l’océan n’est pas responsable de la hausse du niveau de la mer.

    Par contre si tu fais fondre un glaçon à part et que tu verse le contenu dans ton verre du départ là le niveau de l’eau augmente.
    C’est exactement ce qui se passe avec la fonte des glaciers (glace continentale) entraînant l’adjonction d’eau douce dans les océans. Il est a noter que cette adjonction importante d’eau douce a déjà commencé à perturber la circulation des courants marins.

    Il est de plus important de signaler qu’une hausse de la température provoque une dilatation des océans (comme pour tous les corps) et donc également une hausse du niveau des océans.

  4. je t’ai tendu la perche😉

  5. Une chose aussi gigantesque que le climat d’une planète, repose malheureusement sur des équilibres. Ces équilibres peuvent malheureusement être perturbés très facilement. Quand on voit que l’homme a par exemple réussi à augmenter de 25% la concentration en CO2 dans l’atmosphère en moins de 100 ans, on se dit qu’on a tout de même un bel impact sur l’environnement !

    Après je ne dis pas que c’est forcément le CO2 qui est responsable du réchauffement climatique (qu’on ne peut nier), mais il y a des questions à se poser. Si on considère que le CO2 est une des causes du réchauffement, il faut se dire que le CO2 augmente un petit peu l’effet de serre, hop, on réchauffe un peu, il y a plus d’eau dans l’air, hop, l’effet de serre augmente, hop, ça se réchauffe… Vous voyez venir ? Une petite perturbation de l’équilibre peut déplacer fortement celui-ci

    • Tu as raison de parler d’équilibre car c’est effectivement sur les équilibres physico-chimiques dans un premier temps puis sur les équilibres écologiques (biologiques) qu’ils reposent dans un second temps.
      Pour exemple l’absorption continue du CO2 contribue à l’acidification des océans qui modifie dans un premier temps la fixation du CO2 dans les coquilles des animaux ne pouvant supporter un pH diminuant. La fixation du CO2 sous forme de carbonate ne se fait donc plus. Pire l »équilibre est rompu et le CO2 des carbonates dans un milieu plus acide aura tendance à être relâché.
      L’augmentation actuelle de CO2 dans l’atmosphère contribue a un réchauffement de l’atmosphère mais également à un échauffement des océans. Or la dissolution des gaz est conditionné par la température du liquide. Plus il est chaud plus les gaz s’en échappent… (exemple du coca chaud, ou pour revenir à la géologie, les gaz du magma).
      Le si peu de gaz effet de serre qui sont présents dans l’atmosphère permettent au globe d’avoir une température de +15°C au lieu de -15°C (température moyenne globale). Je peux donc te laisser imaginer la chaine de réaction mise en branle vu la quantité de CO2 relâché dans l’atmosphère chaque année.

  6. Bonjour Fremen,

    Tu as des images bien sympa et des graphiques qui le sont tout autant mais je voudrais te faire remarquer quelques petites choses.
    Tu nous parles de gaz a effet de serre et de la place de la Terre dans l’espace. Et jusque la je trouvais cela intéressant. Cependant, tu nous parles bien de CO2, de CH4, mais tu ne continues pas a nous parler de l’eau, qui a elle seule représente des quantités bien plus importantes dans la composition de l’atmosphère que le CO2 ou tout autre gaz a effet de serre et cependant tu l’occultes totalement. Pourquoi? On sait très bien que lorsqu’il y a des nuages la nuit, la nuit est plus chaude de plusieurs dégrées, en hiver ou en été, la raison n’est-t-elle pas évidente ? L’eau est bien plus importante et bien plus efficace que le CO2 de l’air ( sachant que les émissions humaines par rapport au émissions naturelles et a la quantité totale de CO2 atmosphérique) n’a d’effet.
    Et pourquoi le soleil qui comme tu l’as dit, nous envoie sa chaleur, n’aurait pas plus d’importance dans ce système ? C’est lui qui réchauffe l’atmosphère, alors qu’elle est l’influence des variations de son activité?

    Ce n’est pas un manuel de cours mais cette série de video est bien instructive sur le sujet : http://www.youtube.com/watch?v=jwzPNcVBjfg&feature=related

    • Bon, je te remercie pour ta vidéo j’ai failli en éclater mon écran de bon matin.
      On va essayer d »être pédagogue et donc de faire preuve de pédagogie, après tout c’est à cela qu’était destiné cet article.

      Concernant l’activité du soleil : On connait la périodicité d’activité du soleil (déterminée par les satellites depuis a peu près 30 ans désormais) qui est de 11 ans. Le petit âge glaciaire (1645 à 1715) pourrait être l’exemple d’une de ces baisses d’activité. Pour s’assurer de l’impact de l’activité solaire il faut observer si ces cycles de 11 ans se retrouvent dans les courbes de températures ce qui n’est pas le cas pour l’ère industrielle actuelle. Il faut ensuite évaluer et calculer la chaleur apportée au système. On sait que la Terre reçoit 342 W/m² (moyenne annuelle) et que lors d’une période active du soleil (nombreuses taches sombres à sa surface) il y a une augmentation de 0,2 W/m². Cette augmentation ne peut expliquer à elle seule l’augmentation des températures à la surface de la Terre. De plus, le soleil a connu une période de calme inégalée depuis près d’un siècle. Le signe de cette activité minimale était l’absence de taches sur le Soleil. Cette activité semble avoir repris à la fin de l’année 2008 (Novembre) et il est actuellement possible d’observer les taches qui témoignent de la reprise de cette activité plus intense.
      Par contre il est certain que dans des cas bien précis de corrélation des paramètres astronomiques cette variation d’activité a pu influencer le refroidissement ou le réchauffement du globe.

      Passons à la vapeur d’eau puisque c’est ton principal cheval de bataille. L’eau sur Terre serait arrivée il y a entre 4,4 et 4,3 Ga via les météorites. Le dégazage de la Terre (que j’ai moi même appris en cours de géologie à la fac) s’éloigne de plus en plus des possibilités du fait d’une température trop élevée dans les premières heures de la Terre (c’est une image). On considère qu’après une phase de bombardement météoritique de 150 millions d’années environ le stock d’eau présent à la surface de la Terre aujourd’hui était constitué. La température de la Terre était bien plus élevée qu’aujourd’hui et l’atmosphère devait être riche de nuages de vapeur d’eau en plus d’une quantité très importante de CO2 de CH4 et de N2. Même si la Terre s’est refroidie l’effet de serre devait être très important. La vapeur d’eau représente environ 60% de l’effet de serre à l’heure actuelle et on considère que la concentration en vapeur d’eau est stable depuis un long moment. Elle ne rentre donc pas à priori dans le processus de réchauffement climatique. C’est là où il faut être attentif et faire attention à ce que l’on dit.

      C’est une augmentation du bilan radiatif à la surface de la Terre, provoqué par l’augmentation du CO2 dans l’atmosphère, qui va entrainer une augmentation de la quantité de vapeur d’eau dans l’atmosphère. En effet, l’élévation de température à deux effets, premièrement l’augmentation du phénomène d’évaporation et deuxièmement la séquestration de cette vapeur d’eau dans l’atmosphère (un air plus chaud contient plus d’eau qu’un air froid). Si l’humidité dans l’air augmente, il y aura par conséquent davantage de nuages.

      Ce sont donc les nuages qui vont nous intéresser. Ils interagissent de deux façons différentes avec le rayonnement. D’un côté, ils agissent comme un gaz à effet de serre, c’est à dire qu’ils retiennent la chaleur émise par la Terre et la lui renvoient. Mais d’un autre côté, ils filtrent les rayons du soleil et font augmenter l’albédo de la Terre, en renvoyant vers l’espace une partie des rayons solaires qui ainsi n’atteignent pas la surface terrestre. Que l’un ou l’autre de ces deux processus domine dépend en grande partie du type de nuage. Les nuages les plus hauts tendent à réchauffer la Terre, tandis que les nuages les plus bas tendent à réfléchir davantage les rayons solaires et donc à refroidir la Terre. Or toute la difficulté de la modélisation est de prendre en compte la formation des nuages et le type de rétroaction qu’entrainerait une augmentation de la concentration en vapeur d’eau dans l’atmosphère (plus de nuages de basse altitude ou de nuages de haute altitude ?). Quoi qu’il arrive cependant, le réchauffement est en marche et inéluctable mais de la façon dont la vapeur d’eau va jouer un rôle dans ce réchauffement dépendra une augmentation plus ou moins importante des températures.

      Sur ce bonne journée, en espérant avoir été claire et avoir chassé loin de vous l’obscurantisme.

      • Ok je pense que tu es plutôt sur la bonne voie Fremen.
        Le réchauffement est indéniable mais selon moi on ne pousse pas assez loin l’étude de facteurs tels que la position de la Terre dans la galaxie, la relative faiblesse du champs électromagnétique solaire qui la protège de la soupe de particules et de rayonnements que l’on traverse. En rapprochant la modélisation du mouvement de la Terre dans la galaxie de courbe de température ancienne, il me semble qu’un chercheur allemand avait montré que les rayonnements cosmiques que l’on traverse actuellement sont de nature à faire augmenter l’albédo de la Terre en augmentant la formation de nuage en haute atmosphère. Ce qui tend à minimiser les rayonnements solaires reçus. La situation est bien évidement transitoire mais s’étale sur des milliers d’années.
        Ceci dit comme on parle de macro-système en équilibre le plus petit facteur peut jouer (notamment en tant que boucle de rétroaction).
        En termes de boucle de rétroaction le stockage d’énergie en grand profondeurs dans les océans cumulé à la montée du niveau de ceux ci me semble de nature à prolonger le palier que l’on peut constater dans les mesures de température atmosphérique.

        Concernant le cycle de l’eau, je me demande si on ne pourrait pas trouver ailleurs (je pense notamment à Titan ou Europe) des cycle du carbon il y a il me semble des averses de neige carboniques sur ces satellites. Ce qui tendrait à indiquer que comme pour l’eau un cycle peut s’établir avec le CO2.

        Bon tout ça n’enlève rien au réchauffement anthropique. Même si l’on prouvait un jour que ce n’est qu’un facteur aggravant d’un cycle naturel, il est clair qu’il met en danger la subsistance même de la vie telle qu’on la connait sur Terre.

  7. […] Cela me donne l’occasion de vous inciter à lire cet article que j’avais écrit il un moment déjà : Le réchauffement climatique expliqué simplement. […]

  8. J’aurai bien du mal à te répondre sur une étude que je ne connais pas. Ce que je sais c’est que le fait d’augmenter l’albédo de la planète contribue à la réflexion du rayonnement et donc à son refroidissement. Le rayonnement cosmique ne représente pas un apport énergétique réellement quantifiable à mon sens mais il faudrait voir l’étude pour en parler plus sérieusement.
    En ce qui concerne le cycle du carbone, il existe sur Terre mais le problème est qu’il dépend d’une tout autre échelle de temps qui est du millier au million d’années. C’est bien là le problème car la décharge de dioxyde de carbone dans l’atmosphère n’est pas en mesure d’être équilibré et même si on arrêtait maintenant toutes émissions anthropiques de CO2 il faudrait encore disons entre 1000 et 10000 ans pour que ce CO2 une fois absorbé pas les océans puisse être absorbé par les êtres vivants formant carapaces et coquilles et enfin insérer dans le cycle géologique à leur mort (roches calcaires pour faire simple). Il faut également du temps pour que ce carbone soit intégré par les plantes vertes, dégradés et intégrés à d’autres organismes ou au sol avant que ces mêmes plantes ou arbres ne soient brûlés.
    C’est pour cela qu’on parle d’un équilibre dynamique rompu.
    Si le rayonnement cosmique pouvait avoir une quelconque influence sur ce réchauffement globale ce ne pourrait être que sous la forme d’une boucle de rétrocontrôle (positive ou négative peut importe) n’ayant qu’une très faible incidence sur l’effet d’emballement qui pourrait se produire si des quantités importantes de méthane se voyaient relâchés dans l’atmosphère suite à la fonte des permafrosts.

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