Article revu et corrigé en janvier 2018
L'équilibre thermique de la planète
Pour être en équilibre thermique, la Terre, d'une superficie de 510 067 420 km2, doit retourner vers l'espace la même quantité d'énergie qu'elle reçoit du soleil. Si la terre se réchauffe, c'est que nos émissions de gaz à effet de serre ont perturbé son équilibre thermique (moins d’énergie qui sort). La Terre renvoie dans l'espace, sous forme d'invisibles (à nos yeux) radiations infrarouges son excès de chaleur. Les gaz à effet de serre dans l'atmosphère, comme le CO2 et le méthane empêchent une partie de ces radiations infrarouges de s'échapper vers l'espace, ce qui fait monter la température aussi effectivement qu'une couverture.
Sans gaz à effet de serre. la moyenne de la Terre serait de -18C, les océans seraient gelés en permanence. Trop de gaz à effet de serre fait surchauffer la planète et cause une extinction massive comme l'extinction Permienne, entre autres parce que le CO2 ne réchauffe pas que le climat, il acidifie et réchauffe très rapidement les océans.
La théorie de l’effet de serre est connue depuis 1824 grâce aux travaux de Baptiste Joseph Fourrier. Puis, le physicien Britannique John Tyndall (lien en Anglais) étudie la capacité de certains gaz à absorber la chaleur radiante (infrarouge) dans l'atmosphère.
La science se construit comme un édifice, sur de très solides fondations vérifiées et revérifiées par observations et/ou expériences faites et refaites au fil du temps.
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Comment fonctionnent les GES?
En simplifié, comme un isolant.
C'est connu, tous les atomes et molécules (qui sont composés d'atomes) vibrent lorsque qu'excités par des radiations électromagnétiques, c'est-à-dire la lumière visible (ou non). La lumière visible à nos yeux n'est qu'une très petite fraction de toutes les longueurs d'ondes électromagnétiques : des ondes gamma aux ondes radio. La chaleur radiante est de la radiation (lumière) infrarouge des longueurs d'ondes suivantes.
| Désignation|Abréviation | Longueur d'onde | |
|---|---|---|
| Infrarouge proche | PIR | 0,78 – 3 µm |
| Infrarouge moyen | MIR | 3 µm – 50 µm |
| Infrarouge lointain | LIR | 50 µm – 5mm |
Le spectre électromagnétique
Les rayons ionisants ont assez d'énergie pour éjecter ou ajouter des électrons aux atomes qui deviennent ainsi des ions.
Remarquez la zone de l'infrarouge marquée I.R.
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La chaleur (rayonnement infrarouge) qui veut s'échapper de la terre pour retourner dans l'espace rencontre des molécules de gaz à effet de serre de même taille (vibratoire) que les longueurs d'ondes infrarouges. Cette chaleur est alors absorbée et réémise dans des directions totalement aléatoires cette chaleur.
C'est ce qui empêche ainsi une proportion des radiations infrarouges de s'échapper causant ainsi le réchauffement global. C'est ça "l'effet de serre". L’oxygène et l'azote, les principaux composants de notre atmosphère sont totalement transparents au rayonnement infrarouge.
Animation : vibration d'une molécule de CO2 bloquant du rayonnement infrarouge.
Parce que le CO2 absorbe de la chaleur, il doit être pris en compte pour que les missiles à infrarouges des militaires fonctionnent.C'est ce simple mécanisme qui empêche une partie la chaleur (rayonnement infrarouge) de s'échapper de notre planète et est ce qu'on nomme un "forçage radiatif" ; ça force la planète à se réchauffer et on mesure ce forçage en W/m2 (Watts par mètre carré) comme dans les RCP du GIEC.
Il y a une façon de calculer ces GES en équivalent de CO2, le résultat s'exprime en CO2e. Tout le monde sait que nous sommes à plus de 400ppm (parties par millions) de CO2, mais en réalité nous sommes à plus 490 ppm en CO2e (en Anglais.)
Et ça continue de grimper...
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Un litre d'essence, qui pèse seulement 0,75 kg, produit 2,3 kg de CO2 parce que 2 atomes d'oxygène s'ajoutent à l'atome de carbone formant ainsi la molécule de CO2.
Le GIEC
(Groupe d'Experts Intergouvernementaux sur l'évolution du Climat) sous l'égide des Nation Unies. C'est le GIEC qui produit les scénarios RCP.
Les scénarios RCP : (pour Representative Concentration Pathway) ou Trajectoire Représentant la Concentration des GES (Gaz à effet de serre), sont quatre scénarios nommés : RCP2.6 qui équivaut à un forçage, ou réchauffement équivalent à 2,6 W/m2.
Sur le même principe il y a RCP4.5, RCP6 et RCP8,5. Nous sommes sur la trajectoire RCP8,5 c'est à dire qu'on continue d'émettre de plus en plus des GES.
Nous sommes actuellement sur la trajectoire RCP8.5, puisque rien de valable n'a été fait depuis Rio en 1992 pour réduire nos émissions de CO2 et autres GES.
Pourquoi toujours 1880-1910?
La température moyenne de cette période du début de l'ère industrielle sert de base comparative pour mesurer le réchauffement global moyen. C'est aussi à cette période que l'utilisation de thermomètres s'est généralisée et qu'on a "normalisé", c’est-à-dire calibré et uniformisé le positionnement des thermomètres : à l'ombre et dans un endroit aéré sinon, il serait impossible de comparer les températures.
On utilise désormais d'autres périodes de base, telle 1971-2000 par exemple car elle a été le début de l'ère des satellites. Cela a pour inconvénient de rendre très difficile d'établir le réchauffement global moyen pour le comparé à la période de référence qui sert à établir où nous en sommes par rapport à la cible de 2°C de réchauffement global moyen.
Par surcroît, les gens confondent, volontairement dans certains cas, la période du début de l'ère industrielle 1760-1840 et celle de l'ère préindustrielle (Source : ENCYCLOPÆDIA BRITANNICA)
L'ère préindustrielle date donc d'avant 1750 et pour comparer le réchauffement global moyen observé depuis la période 1880-1910, il faut donc ajouter 0,2°C comme le Dr. Michael E. Mann l'a démontré avec une de ses recherches selon l'analyse de vestiges coralliens, de calottes de glace et de sédiments et d'anneaux de croissance d'arbres.
Il y en a si peu
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| La bille verte = tout le volume d'eau de la Terre. La bille rose = tout le volume de notre atmosphère! |
Il y a le CO2 (dioxyde de carbone). Le CO2 est une molécule et est composé d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxygène.
Des recherches récentes (2015) ont démontré que le CO2 prend environ 10 ans pour atteindre son plein potentiel de réchauffement ; auparavant on pensait que 40 années étaient nécessaires.
Comment sait-on que c'est le CO2 des combustibles fossiles et non celui des volcans qui est la cause du réchauffement?
Le CO2 qui vient des volcans est légèrement radioactif car la terre contient des éléments radioactifs, comme l'uranium, alors que le carbone qui vient des combustibles fossiles (plantes fossilisées) n'en contient pas.
En plus, la moyenne annuelle des émissions de CO2 de source volcanique dépasse rarement 1 à 2 % des émissions de CO2 qu'émet globalement notre civilisation.
Méthane : CH4 = 1 atome de carbone et 4 atomes d'hydrogène.
Trois choses importantes au sujet du méthane :
1 - son action sur le réchauffement est immédiate une fois qu'il entre dans l’atmosphère
2 - il atteindrait 150 fois le PRG du CO2 sur 10 an (spéculation)
3 - la durée de vie du méthane dans l'atmosphère de l'Arctique est plus longue car il y a moins de radicaux d'hydroxyle (1 atome d'oxygène combiné à atome d'hydrogène) qui dégrade le méthane en CO2
Si nous continuons à émettre des gaz à effet de serre, voici la hausse de la température moyenne globale à venir.
Il y a de plus en plus de radicaux libre d'hydroxyle en se dirigeant vers l'équateur car ils proviennent de l'évaporation et de l'ionisation des molécules d'eau via les rayons UV qui y sont plus
Protoxyde d'Azote : N2O, aussi connu sous le nom d'oxyde nitreux . Le symbole "N" est celui de l'azote. (N = Nitrogen en Anglais). Il provient très principalement de l'utilisation d'engrais chimique et aussi des manufacturiers d'armement.
Il détruit lui aussi la couche d'ozone comme le décrit Le Figaro
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| Source |
Vapeur d'eau : H2O = 1 atome d'hydrogène et 2 d'oxygène.
À chaque degré de réchauffement, cela cause suffisamment de vapeur d'eau (par évaporation) pour faire grimper à elle seule la température d'un degré supplémentaire. C'est une des rétroactions amplificatrices qui expliquent que le réchauffement climatique s'accélère si rapidement.
Source : conférence vidéo en Anglais
NOTE : La durée de vie mentionnée est en fait la demi-vie statistique. Par exemple, après 12,4 ans, la moitié du méthane émis à un moment précis a été décomposé, le quart après 24,8 ans et ainsi de suite. La durée de la demi-vie est une "moyenne" qui dépend de quelques facteurs qui font varier la durée de vie des gaz à effet de serre.
Quelques mots sur les CFC/HFC
Gaz à effet de serre de source industrielle, c'est-à-dire qui n'existe pas naturellement ; à cause de cela, ils ont des durées de vie très longue en général puisque la Nature ne sait pas comment les dégrader. Lien Wikipedia
désirez en savoir plus.
Ils ont été inventés pour remplacer le gaz réfrigérant très toxique, l'ammoniaque, utilisé à l'époque ; ils sont inodores, incolores et non-toxiques. Les chlorofluorocarbones ou CFC sont une sous-classe de gaz fluorés. Au début, c'était une très bonne idée, une fuite d'un système de réfrigération dans un hôpital aux USA ayant causé une centaine de décès.
Le problème des CFC, c'est qu'ils détruisent la couche d'ozone stratosphérique qui nous protège des rayons UV du soleil. Si l'ozone était distribué uniformément dans la stratosphère, cela formerait une couche de 3,2mm d'épaisseur, ce qui la rend très fragile n'est-ce pas. Le méthane aussi détruit la couche d'ozone mais je ne sais pas à quel taux.
1 kilo de CFC peut détruire 70 kilos d'ozone dans la stratosphère!
Les CFC sont des gaz à effet de serre 1 800 fois à 10 900 fois plus puissant que le CO2.Une astuce, on les a remplacé par les HFC et les CF4, tout aussi puissant que les CFC du point de vue de l'effet de serre, mais qui ne semblent pas détruire l'ozone.
Les HFC ont remplacés les CFC. Ils ne détruisent pas la couche d'ozone mais ont aussi une longue durée de vie et ont un potentiel similaire de réchauffement global. Un protocole pour leur réduction a été ratifié. Voire cet article
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L'eau...
Les sécheresses ne sont pas la seule cause de la disparition de l'eau. On fait de l'agriculture dans des déserts et pas seulement en Californie, pensez aux oliveraies en Espagne par exemple dont les propriétaires vident les nappes phréatiques des dizaines de fois plus vite qu'elles ne peuvent se remplir.
Mais ce n'est rien comparé à l'élevage du bétail. Un Californien consomme plus d'eau en bouffant une livre (440g) de boeuf qu'il ne le fait en prenant une douche chaque jour pendant une année entière! Produire 1 livre de boeuf nécessite 5412 gallons US d'eau (20486,5 litres!!!), alors que prendre une douche à chaque jour nécessite 5200 gallons US (19. 684litres)
Une nouvelle étude de la Banque Mondiale révèle qu'en l'an 2035, la demande en eau potable va dépasser de 40% la capacité en approvisionnement. Il n'y a pas de substitue à l'eau, source de Vie.
Pas d'Écologie = pas de Vie + pas d'Économie non plus.
Oui, le climat a toujours changé
La cause première sont les variations dans les cycles orbitaux de la Terre nommé "Cycles de Milankovitch" responsable des âges glaciaires et interglaciaires. Trop de CO2 venu des volcans a causé un réchauffement global qui a entraîné l'extinction Permienne.
Réchauffement global moyen : une mesure très incomplète
93% du réchauffement s'engouffre dans les océans. Quand on mesure le réchauffement globale moyen, on ne mesure que la température à deux mètres du sol et on fait la moyenne... (On n'installe pas un thermomètre n'importe où, mais à l’ombre et dans un endroit bien aéré.)
Nous avons désormais des outils de mesure de plus en plus précis et complets, notamment les bouées robotisées ARGO qui descendent jusqu'à 2 000 mètres de profondeur, prennent des mesures au fil de leur dérive et les transmettent via satellites lorsqu'elles remontent à la surface avant de recommencer ce cycle.
Où vas tout ce réchauffement?
Les événements météo intenses
Difficile de dire si le réchauffement climatique cause un événement météo quelconque, sauf aux pôles comme les vagues de chaleur de 10°C à 30°C supérieures à la moyenne en Arctique observées au cours des 3 ou 4 dernières années, les feux de forêts au Groenland (20% de superficie est sans glace) ou les premières pluies tombées sur l'Antarctique.
Nous savons déjà que les sécheresses sont plus longues, les canicules plus chaudes et que parce qu'il y a plus de vapeur d'eau de disponible, car le réchauffement accélère l'évaporation de l'eau, que les pluies peuvent être beaucoup plus intenses, comme on l'a vu le 19 août 2017 à Houston, et ce n'est qu'un exemple parmi de nombreux autres en 2017, pourtant une année sans El Nino...
Une nouvelle science est née : la science de l'attribution. Les modèles météo sont maintenant suffisamment développés et la recherche suffisamment avancée pour comparer un événement météo dans les conditions climatiques actuelles (plus de vapeur d'eau, les océans plus chauds, le courant-jet altéré, etc. etc) versus un climat d'avant le début du réchauffement global. On peut ainsi facilement comparer les deux variantes et déterminer la contribution, ou non, du réchauffement pour chaque événement météo.
Nous avons récemment appris que : les pire prévisions du GIEC sont les plus justes Ce qui veut dire 4°C de réchauffement global moyen pour 2100 ou un peu plus...
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