Facteurs anthropiques et perturbations du climat

Introduction au bilan radiatif

• Bilan radiatif : Différence entre la puissance radiative reçue et la puissance radiative perdue.
• Équilibre thermique : Stabilité de la température de la planète lorsque la puissance radiative reçue est équivalente à la puissance radiative perdue.
• Température moyenne de la Terre : Stable autour de 15°C grâce à l'équilibre entre le rayonnement solaire incident et le rayonnement infrarouge émis.

Forçage radiatif

• Forçage radiatif : Modification de la valeur de l'une des puissances radiatives exprimée en watts par mètre carré.
• Effet du forçage : Perturbe le bilan radiatif et provoque un changement du climat, menant à un réchauffement ou un refroidissement.

Rayonnement infrarouge et gaz à effet de serre (GES)

• Rayonnement infrarouge : Émis par la Terre avec des longueurs d'onde entre 3 et 70 micromètres.
• Gaz à effet de serre principaux :
  • Vapeur d'eau : Participe à 60% de l'absorption de l'infrarouge.
  • Dioxyde de carbone (CO2) : Environ 20% de l'absorption.
  • Autres gaz : Méthane, ozone, protoxyde d'azote, absorbant d'autres longueurs d'onde.
• Structure moléculaire : Non diatomique, expliquant la forte absorption des infrarouges.

Augmentation de la concentration des GES

• Effet de serre additionnel : Augmentation de l'absorption et réémission d'infrarouge, menant à un réchauffement de la surface terrestre.
• Forçage radiatif positif : Surplus radiatif vers le sol lorsque la concentration des GES augmente.

Sources anthropiques de GES

• Principaux GES anthropiques :
  • CO2 : 76% des émissions en 2010, provenant des combustions et changement d'usage des sols.
  • Méthane : 16%, provenant des activités agricoles et décharges.
  • Protoxyde d'azote : Utilisation des engrais.
  • Gaz fluorés : 2%, synthétisés par l'industrie chimique, fort potentiel de réchauffement.

Impact des émissions anthropiques

• Perturbation du bilan radiatif : Par les émissions de GES, entraînant un forçage radiatif.
• Forçage radiatif cumulé en 2011 : Environ 3 W/m² depuis 1750.
• Contribution du CO2 : Plus 1,7 W/m² au forçage total.
• Forçage net anthropique : Plus 2,3 W/m² avec une incertitude de plus 1,1 à plus 3,3 W/m².
• Équivalent CO2 : 430 ppm.

Conséquences climatiques

• Augmentation de la température moyenne : Environ +1,5°C.
• Élévation du niveau moyen des océans : Par dilatation thermique et fonte des glaces.