Effets de serre

Effet de serre
L’effet de serre est un processus naturel de réchauffement de l’atmosphère qui intervient dans le bilan radiatif de la Terre. Il est dû aux gaz à effet de serre (GES) contenus dans l’atmosphère, à savoir principalement la vapeur d’eau (qui contribue le plus à l’effet de serre), le dioxyde de carbone CO2 et le méthane CH4.

Mécanisme

Une représentation schématique deséchanges d’énergie entre l’espace, l’atmosphère terrestre, et la surface de la Terre.

Si la majorité des rayonnements solaires traversent l’atmosphère pour toucher le sol ( en rouge ), la plus grande partie du rayonnement émis pas la Terre n’est pas transmise(en bleu) mais absorbée par l’atmosphère (en gris). C’est la vapeur d’eau qui principalement absorbe le plus les rayons infrarouge
Lorsque lerayonnement solaire atteint l’atmosphère terrestre, une partie (environ 28,3 %) est directement réfléchie (renvoyée vers l’espace), par l’air, les nuages blancs et la surface claire de la Terre (en particulier les régions blanches et glacées comme l’Arctique et l’Antarctique), c’est l’albédo (non représenté sur le schéma). Les rayons incidents qui n’ont pas été réfléchis vers l’espace sont absorbéspar l’atmosphère (20,7 %) et/ou la surface terrestre (51 %).
Cette dernière partie du rayonnement absorbée par la surface du sol lui apporte de la chaleur (énergie), qu’elle restitue à son tour, le jour comme la nuit, en direction de l’atmosphère sous forme de rayons infrarouges. C’est le « rayonnement du corps noir ». Ce rayonnement est alors absorbé en partie par les gaz à effet de serre, cequi réchauffe l’atmosphère. Puis dans un troisième temps, cette chaleur est réémise dans toutes les directions, notamment vers la Terre.
C’est ce rayonnement qui retourne vers la Terre qui constitue l’effet de serre, il est à l’origine d’un apport supplémentaire de chaleur à la surface terrestre. Sans ce phénomène, la température moyenne sur Terre chuterait d’abord à -18 °C. Puis, la glaces’étendant sur le globe, l’albédo terrestre augmenterait et la température se stabiliserait vraisemblablement à -100°C.
On peut considérer l’atmosphère comme un réservoir d’énergie. Si l’effet de serre est plus efficace pour retenir (en fait ralentir la déperdition de l’énergie) l’énergie, ce réservoir se remplit – et l’énergie emmagasinée par la surface terrestre augmente .
En moyenne, l’énergievenue de l’espace et reçue par la Terre, et l’énergie de la Terre émise vers l’espace sont quasiment égales. Si ce n’était pas le cas, la température de surface de la Terre augmenterait sans cesse ou diminuerait sans cesse. En effet, si les échanges moyens d’énergie avec l’espace ne sont pas équilibrés, il y aura un stockage ou un déstockage d’énergie par la Terre. Ce déséquilibre provoque alors unchangement de température de l’atmosphère (voir Réchauffement climatique).
L’effet de serre doit son nom à l’analogie entre l’atmosphère terrestre et une serre destinée à abriter des plantes. Les parois vitrées de la serre laissent entrer le rayonnement visible (qui transporte la majeure partie de l’énergie solaire) mais réfléchissent (ne laisse pas échapper) des rayonnements infrarouges, causeimportante des pertes thermiques de tout corps (loi du corps noir). Le verre de la serre joue donc un rôle analogue à celui de l’atmosphère, qui contient les gaz à effet de serre.

Conséquences pour l’environnement

L’effet de serre n’est pas en soi nocif aux écosystèmes ; sans lui, la température terrestre avoisinerait les -18 °C. Cependant un excès de GES dépassant la capacité desécosystèmes à les piéger et les absorber est un danger pour la plupart des espèces dites évoluées.
Un réchauffement global provoquerait d’abord une augmentation mécanique du volume d’eau de mer par dilatation et par la fonte des calottes polaires, qui engloutirait les terres basses (les îles coralliennes comme les îles Maldives sont les premières menacées), mettant en péril de nombreuses espèces dont…