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Les gaz à effet de serre
Parallèlement au réchauffement moyen de la basse atmosphère, un accroissement constant de la quantité de gaz à effet de serre (GES) a été mis en évidence au cours des dernières décennies, et ce malgré l'absorption naturelle des océans et de la végétation.
La vapeur d'eau, le gaz carbonique, le méthane, les chlorofluorocarbures, l'ozone... contribuent directement à l'effet de serre mais l'influence de ces gaz est variable selon:
- leur concentration dans l'atmosphère. A l'exception de la vapeur d'eau, les GES sont présents dans l'atmosphère en très faibles quantités.
- leur structure moléculaire. Une molécule d'oxyde nitreux (N2O) a par exemple un pouvoir radiatif (capacité à réchauffer l'atmosphère) 296 fois plus élevé qu'une molécule de gaz carbonique (CO2).
Les gaz à effet de serre sont extrêmement divers, certains (les CFC par exemple) sont exclusivement produits par les activités humaines, tandis que d'autres résultent à la fois de processus naturels et anthropiques.
Les principaux gaz à effet de serre
La vapeur d’eau (H2O): présente en très grande quantité, c'est le gaz qui a le plus d'importance sur l'effet de serre "naturel". Mais si l'on se limite à l'effet de serre d'origine humaine, que l'on appelle parfois effet de serre "additionnel", son influence sur le climat est négligeable.
Le dioxyde de carbone ou gaz carbonique (CO2) : Le CO2 est responsable d'environ 60% de l'effet de serre anthropique. Il y a bien sûr des émissions naturelles (la respiration des plantes ou des animaux, la putréfaction, les incendies naturels...). Le gaz carbonique venant des activités humaines provient pour l'essentiel de la combustion des énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz), de certaines industries (production de ciment...), et pour une part non négligeable de la déforestation, notamment en zone tropicale. Actuellement, le développement de l'habitat et des transports contribue de plus en plus aux émissions de CO2.
Le méthane (CH4), provoque environ 15% de l'effet de serre anthropique. C'est un gaz qui se forme dès qu'un composé organique (un animal, une plante) se décompose par fermentation ou putréfaction, particulièrement si cette décomposition se passe sans oxygène, par exemple au fond de l'eau ou sous terre. Une partie du méthane présent dans l'atmosphère est donc d'origine parfaitement naturelle, provenant notamment des zones humides (marécages, marais, etc). Mais aujourd'hui les activités humaines y ajoutent leur part : élevage intensif, cultures rizicoles, mise en décharge des déchets organiques, exploitations pétrolière et gazière...
Les halocarbures, et autres gaz artificiels fluorés (HFC, PFC, SF6) entraînent environ 15% de l'effet de serre anthropique. Ils sont synthétiques et n'existent à pas à l'état naturel. On les retrouve dans les systèmes de réfrigération et de climatisation (ils sont émis dans l'atmosphère par fuites ou mise en décharge des appareils), dans les aérosols (les célèbres CFC aujourd'hui réglementés), la fabrication de mousses isolantes, ou dans les applications électriques (transformateurs, ordinateurs, téléphones portables...).
Les halocarbures ont des durées de vie et un potentiel de réchauffement global extrêmement élevés. Par exemple, le tétrafluorométhane (CF4), qui entre dans la fabrication des semi-conducteurs (gravure des microprocesseurs...), peut résider jusqu'à 50000 ans dans l'atmosphère et a un potentiel de réchauffement 5700 fois plus élevé que le CO2. Ainsi la part de tous les halocarbures dans le forçage radiatif est de 14% alors qu'ils représentent moins de 0,000 001% de tous les GES.
Le protoxyde d’azote ou oxyde nitreux (N2O), engendre environ 5% de l'effet de serre anthropique. Les activités qui produisent ce gaz sont relativement incertaines. Il est lié à l'utilisation d'engrais azoté dans l'agriculture ainsi qu'à toute la chaîne de production industrielle de ces engrais. De même il est certainement produit par la plupart les procédés industriels qui utilisent ou produisent de l'azote.
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