Réchauffement climatique, actuellement la source de nombreuses préoccupations sociales et scientifiques, est principalement causée par les gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Une bonne compréhension de leurs propriétés physiques est essentielle pour gérer et réduire le réchauffement climatique. Les scientifiques ont identifié et analysé comment ces gaz se forment et interagissent et ont mesuré leurs contributions relatives au réchauffement climatique.
L'effet de serre
Bien que moins d'un pour cent de l'atmosphère soit constitué de gaz à effet de serre, leur influence sur l'environnement mondial est grande. L'effet de serre est causé par les gaz présents dans l'atmosphère terrestre. L'énergie solaire entrante traverse l'atmosphère, qui retient la chaleur résultante et réchauffe la température près de la surface de la Terre. Cet effet est provoqué par les gaz à effet de serre, qui captent et retiennent la chaleur. Par conséquent, l'énergie entrant dans l'atmosphère est supérieure à celle qui en sort, ce qui augmente progressivement la température globale de la planète.
Gaz à effet de serre
Les gaz à effet de serre les plus étroitement liés au réchauffement climatique sont le dioxyde de carbone, le méthane, l'oxyde nitreux et les fluorocarbures. Depuis le début de l'ère industrielle, des quantités importantes de chacun ont été ajoutées à l'atmosphère par les activités humaines. La vapeur d'eau est aussi un gaz à effet de serre assez abondant dans l'atmosphère. Le rôle de l'activité humaine dans la création de vapeur d'eau est cependant moins clair. En plus d'être des gaz à effet de serre, les fluorocarbures ont une autre propriété nocive. Ils ont tendance à détruire la couche d'ozone de la haute atmosphère, qui nous protège des rayons ultraviolets nocifs. Cependant, l'ozone est lui aussi un gaz à effet de serre.
Propriétés clés
Les trois propriétés importantes d'un gaz à effet de serre sont la longueur d'onde de l'énergie absorbée par le gaz, la quantité d'énergie qu'il absorbe et la durée pendant laquelle le gaz reste dans l'atmosphère.
Les molécules de gaz à effet de serre absorbent de l'énergie dans la région infrarouge du spectre, que nous associons généralement à la chaleur. Les gaz à effet de serre absorbent plus de 90 pour cent de l'énergie atmosphérique dans une partie très étroite du spectre énergétique. Cependant, les énergies d'absorption sont différentes pour chaque gaz à effet de serre; ensemble, ils absorbent de l'énergie sur une grande partie du spectre infrarouge. Les gaz à effet de serre restent dans l'atmosphère de 12 ans pour le méthane à 270 ans pour un fluorocarbure. Environ la moitié du dioxyde de carbone atmosphérique disparaîtra au cours du premier siècle après sa libération, mais une petite partie persistera pendant des milliers d'années.
Potentiel de réchauffement planétaire
Le potentiel de réchauffement global d'un gaz à effet de serre mesure sa contribution au réchauffement climatique. Sa valeur est basée sur les trois propriétés clés décrites précédemment. L'effet de réchauffement d'un gaz à effet de serre, divisé par l'effet de réchauffement de la même quantité de dioxyde de carbone, est égal à son potentiel de réchauffement.
Par exemple, le méthane a un potentiel de réchauffement de 72 sur une période de 20 ans. Autrement dit, une tonne de méthane aurait le même effet que 72 tonnes de dioxyde de carbone dans les 20 ans suivant leur rejet dans l'atmosphère. Le méthane, les oxydes d'azote et les fluorocarbures ont tous des potentiels de réchauffement bien plus élevés que le carbone dioxyde de carbone, mais ce dernier reste le gaz à effet de serre le plus important car il y a tellement de il.