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(presque) Tout le monde sait maintenant que le réchauffement climatique est lié aux gaz à effet de serre, dont le plus connu est le CO2. Ce que les gens savent souvent moins, c'est que sans l'effet de serre, la vie serait sans doute impossible sur terre. Tout tient en fait un dosage assez fin, suivant un mécanisme simple.

Le mécanisme de base de l'effet de serre est schématisé dans la figure suivante :




  •  à gauche la situations en l'absence d'effet de serre


Nous recevons du soleil une certaine puissance thermique (ou chaleur) due aux rayonnement du soleil qui arrivent sur terre (la lumière ne se contente pas de nous éclairer, elle nous chauffe). Pour chaque mètre carré de surface terrestre, nous recevons 342 W du soleil.

Sur ces 342 W, une partie est réfléchie par les gaz de l'atmosphère, les nuages, les particules en suspension (...), si bien que ce qui arrive réellement à la surface de la terre est 235 W pour chaque m2.

La terre elle-même renvoie de la chaleur. Elle renvoie même exactement la même quantité de chaleur que ce qu'elle reçoit : si elle renvoyait moins, elle se réchaufferait indéfiniment, si elle renvoyait plus, elle se refroidirait indéfiniment, on dit qu'elle est dans une situation d'équilibre.

Les 235 W par m2 émis par la terre peuvent traverser l'atmosphère et retourner dans l'espace (en l'absence de gaz à effet de serre), parce que les rayonnement émis par la terre n'ont pas la même énergie que ceux reçus du soleil et ne se comportent pas de la même manière avec les gaz de l'atmosphère.

Dans cette situation, la température moyenne de la terre est voisine de -19°C, la terre est sans doute une boule glace où la vie est impossible, ou au moins très difficile.

  • au milieu, ajoutons l'effet de serre


Les gaz à l'origine de l'effet de serre absorbent une partie de la chaleur reçue du soleil, la surface de la terre reçoit donc une quantité plus faible. Mais ils renvoient vers la terre une partie de la chaleur que celle-ci émet !

Dans cette nouvelle situation, la terre commence à renvoyer moins de chaleur qu'elle n'en reçoit du soleil, la température se met à augmenter. Lorsque la température augmente, la chaleur renvoyée par la terre augmente (plus quelque chose est chaud, plus ce quelque chose émet de chaleur), jusqu'à ce qu'elle finisse par être égale à la quantité de chaleur reçue du soleil : la terre atteint un nouvel équilibre.

  • à droite, la situation "normale"


Du fais de la présence des gaz à effet de serre qui absorbent une partie du rayonnement solaire, la terre ne reçoit plus que 168 W par m2 du soleil. Mais comme les gaz à effets de serre renvoient vers la terre une grande partie des rayonnements qu'elle émet, le total reçu (et le total émis, puisque la terre est à l'équilibre) est maintenant de 492 W par m2 de surface terrestre.

La chaleur reçue est plus importante → la température est plus élevée : la température moyenne de la terre est maintenant voisine de +14°C, la vie peu s'épanouir.




Que se passe-t-il si les quantités de gaz à effet de serre augmentent ?


Dans ce cas une part plus importante des rayonnements émis par la terre est renvoyée vers elle.  Et sa température augmente, jusqu'à un nouvel équilibre, ou elle émet autant qu'elle reçoit.

Plus il y a de gaz à effet de serre, plus la température correspondant à cet équilibre est élevée. C'est pour cela que la température de Venus est extrêmement élevé. Malheureusement, la vie n'est sans doute possible (du moins telle que nous la connaissons) que dans une gamme étroite de température.

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