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EFFET DE SERRE

Définition gaz à effet de serre

Un gaz à effet de serre regroupe des composés gazeux atmosphériques capables d'absorber le rayonnement infrarouge tellurique et thermique, abrégé en GES. Les gaz à effet de serre affectent le rayonnement de substances gazeuses dans l'air : les GES ont à la fois une origine naturelle et une origine anthropique. La concentration des principaux gaz à effet de serre, CO2, CH4 et N2O, continuent d'augmenter dans l'atmosphère pour atteindre un record à fin 2012.

Le rôle d'un gaz à effet de serre en schéma :

Dans l'effet de serre, par définition de chaque gaz à effet de serre, leur rôle est indiqué sur ce schéma et donne un aperçu du rôle de l'effet enserrant et de la contribution des gaz dont quelques sources sont illustrées/entourées en rouge.

Les gaz à effet de serre, par définition constitués de vapeur d'eau H2O pour 54%, dioxyde de carbone CO2 pour 39%, l'ozone O3 pour 2%, le protoxyde d'azote N2O pour 2%, le méthane CH4 pour 2%, CFC, etc., contribuent à la régulation du climat à la surface de la Terre.

Définition d'un gaz à effet de serre :

Les gaz à effet de serre absorbent une partie du spectre lumineux arrivant au sol, en particulier le rayonnement infrarouge qui, sans eux, s'échapperait dans l'espace. Selon leur température, ils émettent un rayonnement thermique (rayonnement infrarouge) dirigé en partie vers la terre, mais il existe aussi un rayonnement miroir bloqué qui réchauffe la surface de la terre, en plus de la lumière du soleil. Les gaz à effet de serre d'origines naturelles augmentent la température moyenne à la surface de la Terre à environ 33 K, jusqu'à 15 ° C. Sans cet effet de serre naturel de l'atmosphère, ce qui impliquerait une température de -18 °C, la vie sur terre serait pratiquement impossible.

Les origines naturelles des GES :

En effet, les principaux gaz à effet de serre qui entrent dans l'atmosphère du fait des activités humaines sont les suivants :

Le dioxyde de carbone est émis principalement par la combustion de combustibles fossiles (pétrole, gaz naturel et charbon), les déchets solides, les arbres et les produits du bois. Les changements dans l'utilisation des terres, tels que la croissance de nouvelles forêts ou les sols inquiétants, peut conduire à l'ajout ou la suppression de dioxyde de carbone de / vers l'atmosphère.
Le méthane est émis lors de la production et du transport du charbon, du gaz naturel et du pétrole. Les émissions de méthane aussi résulter de l'élevage et des pratiques agricoles et de la décomposition de matières organiques dans les décharges municipales de déchets solides.
L'oxyde nitreux est émis au cours des activités agricoles et industrielles, ainsi que lors de la combustion des combustibles fossiles et des déchets solides.
Les gaz Fluorés, tels que les hydrofluorocarbones, les hydrocarbures perfluorés et hexafluorure de soufre, sont émis à partir d'une variété de procédés industriels et les utilisations commerciales et domestiques. Les gaz fluorés sont parfois utilisés comme substituts de substances appauvrissant la couche d'ozone telles que les chlorofluorocarbones (CFC).

Certains gaz à effet de serre à court terme, tels que l'ozone troposphérique et les aérosols (ou particules dans l'atmosphère), tels que le noir de carbone et les sulfates, sont pertinentes au changement climatique. Toutefois, chaque rapport se concentre uniquement sur les principaux gaz à effet de serre, à long terme, mais les substances à courte durée de vie pourraient être incluses dans les prochaines éditions de certains rapports.

Origine anthropique des gaz à effets de serre :

L'activité humaine conduit à la libération dans la troposphère de GES à l'origine de l'effet de serre additionnel. Chaque GES présente des capacités propres d'absorption vis à vis de l'effet de serre déterminées entre autre par son spectre d'absorption dans l'infrarouge et sa durée de vie dans l'atmosphère. En résumé, les principaux gaz à effet émis dans l'atmosphère par les activités humaines sont le dioxyde de carbone, le méthane, l'oxyde nitreux et les gaz fluorés (voir image ci-dessous). Beaucoup de ces gaz peuvent rester dans l'atmosphère pendant des dizaines, voire des centaines d'années après avoir été libérés. Ainsi, pour obtenir une image plus complète de la quantité de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, les émissions (combien de gaz à effet de serre donné est produit et émis dans l'air) et concentrations (la quantité d'un gaz présent -altérant l'indice- dans un certain volume de l'air) sont mesurées. Les gaz à effet de serre à long terme au niveau mondial deviennent mélangés dans l'atmosphère, ce qui reflète à la fois le passé et les récentes contributions des sources d'émission dans le monde entier.

A noter que c'est le rayonnement qui retourne vers la Terre qui crée l'effet de serre, il est donc à l'origine d'un apport supplémentaire de chaleur à la surface terrestre. Sans ce phénomène, la température moyenne sur Terre chuterait à -18 °C !!! Ainsi, les gaz à effet de serre affectent grandement la température de la Terre, sans eux, la surface de la Terre serait en moyenne d'environ 33 °C plus froid qu'à l'heure actuelle.

Indice des GES :

L'indice annuel des gaz à effet de serre est une mesure de l'influence du réchauffement fournie par les gaz traces à long terme et comment cette influence se modifie chaque année. L'indice a été conçu pour améliorer le lien entre les scientifiques et la société en fournissant un standard normalisé qui peut être facilement compris et respecté. L'influence du réchauffement fournie par des gaz à effet de serre à long terme est bien compris par les scientifiques et a été rapportée au travers d'une série d'évaluations nationales et internationales.

Néanmoins, le langage des scientifiques échappe souvent aux décideurs politiques, les éducateurs et le grand public. Cet indice est conçu pour aider à combler cette lacune. L'indice annuel simplifié est un moyen de présenter cette influence du réchauffement par les GES.

L'indice annuel de l'émission des gaz à effet de serre en 2012 :

Indice annuel 2012 des gaz à effet de serre

La force de radiation de tous les gaz à effet de serre à long terme sont indexés à 1 pour l'année 1990.

Ainsi, si l'«effet de serre» se produit naturellement, et il rend la vie possible sur Terre telle que nous la connaissons. Au cours du siècle passé, cependant, les activités humaines ont considérablement augmenté la quantité de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, modifiant la composition de l'atmosphère et elle influencent le climat. Certains gaz à effet de serre sont presque entièrement dus à l'activité anthropique de l'homme. Les autres gaz à effet proviennent d'une combinaison de sources naturelles et des activités humaines. Par exemple, le dioxyde de carbone est un gaz à effet de serre produit naturellement en raison des volcans, des feux de forêt, et de processus biologiques variés (comme la respiration), mais est également produit par la combustion de combustibles fossiles dans les centrales électriques et les automobiles. Les autres sources importantes de gaz à effet de serre comprennent des procédés industriels et agricoles, la gestion des déchets et les changements d'utilisation des terres.

Typiquement, le gaz carbonique, ou dioxyde de carbone CO2, est un GES; ce qui en anglais se traduit par GreenHouse Gas, GHG.

Un gaz à effet de serre est donc un gaz dans une atmosphère qui absorbe et émet un rayonnement thermique dans la gemme des infrarouges. Ce processus est la cause fondamentale de l'effet de serre. Les gaz à effet de serre qui se situent dans l'atmosphère primaire de la Terre sont la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone, le méthane, l'oxyde nitreux et la couche d'ozone. Dans ce contexte de concentration et non d'émission, ce qui persiste dans la couche atmosphérique à la suite des interactions qui existent entre ce milieu, la biosphère et les océans, c'est le gaz carbonique qui reste le principal responsable de cette hausse, puisqu'il représente 80 % des GES (hors vapeur d'eau) à lui seul. Ses sources d’émission sont majoritairement d'origine anthropique, à savoir la combustion de carburants fossiles et la déforestation.

Dans le système solaire, les atmosphères de Vénus, Mars et Titan contiennent des GES qui ont des conséquences.

Depuis le début de la révolution industrielle , la combustion de combustibles fossiles a contribué à l'augmentation du dioxyde de carbone dans l'atmosphère de 280 ppm à 390 ppm, en dépit de l'absorption d'une grande partie des émissions par le biais de divers "puits naturels" impliqués dans le cycle du carbone (en particulier, la Grande Barrière de corail). Le carbone anthropique issu du dioxyde de carbone (CO2) (i.e. les émissions produites par les activités humaines) proviennent de la combustion de combustibles carbonés, principalement le bois, le charbon, le pétrole et tous les gaz naturels.