© Marie Leviel
Potentiel de réchauffement global
Tous les gaz à effet de serre (GES) émis par l’être humain n’ont pas le même impact sur le réchauffement climatique mondial. Voyons comment cela s’explique.
Quand on dit d’un GES qu’il réchauffe la planète plus ou moins qu’un autre, on sous-entend que l’on compare l’effet réchauffant de ces deux gaz pour une même quantité de molécules (c’est-à-dire pour une même concentration atmosphérique). Cette précaution prise, on appelle « potentiel de réchauffement global » l’impact éventuel d’un GES sur la température globale. Cette grandeur est déterminée par deux caractéristiques du GES analysé : sa structure chimique et son temps de résidence moyen dans l’atmosphère (voir la figure).
En effet, comme tous les GES ont une structure chimique différente, chacun d’entre eux a une capacité qui lui est propre d’emprisonner le rayonnement infrarouge et, ainsi, d’agir sur l’effet de serre. C’est une propriété intrinsèque de la molécule qui contribue à son plus ou moins grand impact.
Mais ce n’est pas tout : chaque GES peut résider un certain temps dans l’atmosphère, de sorte que son impact sur le réchauffement peut durer plus ou moins longtemps et, ainsi, avoir plus ou moins d’effet. Ce temps de résidence dépend des réactions chimiques auxquelles chaque GES est soumis dans l’atmosphère et qui vont l’éliminer. Sur 100 ans, l’effet des GES sera donc plus grand que sur 20 ans.
Le dioxyde de carbone (CO2) est tout à fait particulier, car il peut non seulement être éliminé par des réactions chimiques avec d’autres molécules présentes dans l’atmosphère, mais il est aussi absorbé par les puits de carbone que sont les océans et la végétation. Ce phénomène de captation, qui limite la concentration de CO2 dans l’atmosphère, n’est cependant pas sans conséquence…
Allons un peu plus loin dans l’analyse. L’effet réel d’un GES sur le réchauffement de la planète dépend bien sûr de son potentiel de réchauffement global, mais aussi de sa concentration dans l’atmosphère : plus le gaz a une capacité à réchauffer et plus il est présent en grande quantité, plus son impact est grand. Cet impact réel est appelé « forçage radiatif » par les scientifiques et est schématisé dans la figure.
Le terme « forçage » fait référence au fait que les GES émis par les êtres humains modifient l’équilibre thermique naturel de la planète et forcent un réchauffement d’origine humaine, tandis que le terme « radiatif » réfère au fait que ce sont des processus de rayonnement qui entrent en jeu.
Le forçage radiatif, que l’on pourrait aussi appeler « réchauffement (anthropique) supplémentaire », représente la puissance calorifique additionnelle par unité de surface dont est responsable un GES, en tenant compte de sa concentration atmosphérique. Il s’exprime en watt par mètre carré (W/m2).
Les GES les plus abondants sont le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4), le dioxyde d’azote (NO2), les composés halogénés comme les chlorofluorocarbures (les fameux CFC) et les hydrochlorofluorocarbures (HCFC). Ces gaz qui contiennent du fluor, du chlore ou les deux sont de très puissants GES, avec un potentiel de réchauffement qui peut être des centaines, voire des milliers de fois supérieur à celui du CO2. Heureusement, ils sont présents en quantités relativement faibles, de sorte que leur contribution à l’effet de serre est moindre que celle du CO2. Cependant, leur concentration atmosphérique augmente continuellement.
Dans le dernier rapport du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), le forçage radiatif du CO2 était estimé à 2,16 W/m2, celui du méthane à 0,54 W/m2, celui des halocarbures à 0,41 W/m2 et celui du NO2 à 0,21 W/m2. Dans la figure, la largeur des flèches est proportionnelle au forçage radiatif de ces différents GES.
Si l’on considère l’analogie voulant que les GES se comportent comme une douillette qui emprisonne la chaleur, le duvet de CO2 occuperait la plus grande place et nous réchaufferait le plus, le duvet de méthane serait peu abondant, mais nous ferait quand même transpirer, tandis que le duvet des halocarbures et du NO2 serait peu présent et n’aurait que peu d’effet.
Ainsi, bien que le réchauffement planétaire causé par l’être humain soit principalement le résultat des émissions de CO2, la contribution d’autres gaz doit aussi être prise en considération si l’on veut avoir un portrait exact de la situation. En fait, l’influence des activités humaines sur le climat est même encore plus complexe que ces phénomènes d’effet de serre, puisque d’autres mécanismes interviennent, par exemple la capacité de certaines particules à modifier les propriétés de l’atmosphère ou des nuages. Mais ça, c’est une autre histoire…
Par Thierry Lefèvre, professionnel de recherche, Faculté des sciences et de génie, Université Laval et membre du regroupement Des Universitaires.
