Gaz à effet de serre

Les gaz à effet de serre (GES) sont des composants gazeux qui absorbent le rayonnement infrarouge émis par la surface terrestreSuperficie externe de la Terre (océans et terres émergées). et contribuent ainsi à l'effet de serre. L'augmentation de leur concentration dans l'atmosphère terrestre est l'un des facteurs à l'origine du changement climatique.

vignette| Effet du rayonnement solaire sur la surface de la Terre, amplifié par les gaz à effet de serre. vignette|Les centrales thermiques à flamme émettent 35 % des gaz à effet de serre d'origine humaine (ici la centrale thermique de Porcheville, Yvelines, fermée depuis le ).

Effet de serre

L'atmosphère terrestre laisse passer la majeure partie du rayonnement solaire (environ 70 %) et, sous l'effet des gaz à effet de serre, retient une partie du rayonnement infrarouge réémis par le sol.. La différence entre la puissance reçue du Soleil et la puissance émise sous forme de rayonnement est appelée forçage radiatif.

La transparence de l'atmosphère dans le spectre visible permet en effet au rayonnement solaire d'atteindre le sol. L'énergie ainsi apportée s'y transforme en chaleur. De plus, comme tout corps chaud, la surface de la Terre rayonne sa chaleur, dans l'infrarouge. Les GES et les nuages (constitués de glace ou d'eau liquide) étant opaques aux rayons infrarouges, ils absorbent ces rayonnements. Ce faisant, ils emprisonnent l'énergie thermique près de la surface du globe, où elle réchauffe l'atmosphère basse.

L'effet de serre naturel est principalement dû à la vapeur d'eau. (pour 0,3 % en volume, soit 55 % de l'effet de serre) et aux nuages (17 % de l'effet de serre), soit environ 72 % dus à et 28 % restants dus essentiellement au . Il a porté la température moyenne à la surface de la Terre à . Sans ce processus naturel, la température moyenne sur la surface du globe serait de .., ce qui aurait radicalement changé son évolution.

Selon Sandrine Anquetin, du Laboratoire d’étude des transferts en hydrologie et environnement (LTHE) de Grenoble, les scientifiques observent et anticipent une intensification mondiale du cycle de l'eau. Le réchauffement mondial moyen accroît l'évaporation de l’eau, donc l'humidité dans l’atmosphère. Plus l’atmosphère se réchauffe, plus elle stocke et transporte l’humidité. Il convient désormais de comprendre et d’anticiper la déclinaison du cycle de l'eau à l’échelle régionale..

Principaux gaz à effet de serre Les principaux gaz à effet de serre (GES) naturellement présents dans l'atmosphère sont81. : la vapeur d'eau, sur laquelle les activités humaines n'ont que très peu d'influence directe mais qui contribue à l'effet de serre à hauteur de 60 %... Les nuages contribuent aussi à l'effet de serre, mais l'importance de leur contribution, estimée par le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) à 10 %, est encore débattue.. Le changement climatique accentue l’évaporation de l'eau, ce qui modifie les équilibres du cycle de l'eau vers une augmentation de la quantité moyenne de vapeur dans l'atmosphère, renforçant ainsi son effet de serre, donc le réchauffement climatique lui-même : c'est une rétroaction climatique positive. La rétroaction des nuages (eau liquide atmosphérique) est plus discutée : son caractère positif ou négatif est lié à l'altitude des nuages formés ; le dioxyde de carbone (), responsable de près de 65 % de l'effet de serre anthropique, c'est-à-dire dû aux activités humaines.. Sa concentration a augmenté de 47 % depuis 1750. : le est le principal gaz contributeur à l'augmentation actuelle de l'effet de serre terrestreVoir Dioxyde de carbone#Réactivité. ; le méthane (), qui est responsable de 17 % de l'effet de serre anthropique. du fait de son potentiel de réchauffement global élevé, égal à 34 fois celui du à cent ans (en prenant en compte les rétroactions climatiques, Cinquième rapport d'évaluation du GIEC.), mais qui persiste moins de dix ans dans l'atmosphère. Présente la variation du temps de dégradation en fonction de la teneur en NOx.. En 2020, les deux tiers des émissions mondiales de méthane sont d'origine anthropique. ; le protoxyde d'azote (). ; l'ozone troposphérique ()..

Les gaz à effet de serre industriels comprennent aussi : des halocarbures comme : les hydrochlorofluorocarbures, comme le HCFC-22 (un fréon), les chlorofluorocarbures (CFC), les hydrofluorocarbures (HFC), le tétrafluorure de carbone (), le pentafluorure de soufre trifluorométhyle (-), les fluorocarbures et les perfluorocarbures ; l'hexafluorure de soufre (). vignette|Mesure du atmosphérique par l'observatoire de Mauna Loa à Hawaï.

Émissions dues aux activités humaines

lang=fr|vignette|Émissions de carbone fossile par sources depuis 1800.

Les concentrations en GES dans l'atmosphère terrestre augmentent fortement depuis le Comment évoluent actuellement les émissions de gaz à effet de serre ?, sur manicore.com pour des raisons essentiellement anthropiques, avec un nouveau record en 2012 selon l'Organisation météorologique mondiale (OMM)Nouveaux records pour les concentrations de gaz à effet de serre dans l’atmosphère , communiqué , Organisation météorologique mondiale.. Depuis 1991, selon les estimations de l'Agence internationale de l'énergie, les émissions de gaz à effet de serre du secteur énergétique (toutes sauf celles liées à l'agriculture ou aux incendies, soit 80 % des émissions) ont toujours augmenté d'une année sur l'autre, à l'exception de 1992, 1993, 2016 et 2019 (stagnation) et des baisses en 2009 (−1,4 %) et 2015 (−0,3 %)..

En 2017, la répartition des émissions atmosphériques de GES dans l'Union européenne s’établissait à : dioxyde de carbone () 81 %, méthane () 11 %, protoxyde d'azote () 5 % et hydrofluorocarbures 2 %..

Par secteur Statistiques du GIEC

Le protocole de Kyoto, qui s'était donné comme objectif de stabiliser puis de réduire les émissions de GES afin de limiter le changement climatique., ne l'a pas tenu. Induites par les activités humaines, les émissions anthropiques directes de gaz à effet de serre proviennent principalement, selon le cinquième rapport d'évaluation du GIEC publié en 2014, des secteurs économiques suivants.. : énergie (production d'électricité et de chauffage fournis par les centrales électriques à combustibles fossiles) : 35 % ; agriculture (minéralisation du sol, production de méthane due à la culture du riz et à la fermentation entérique des ruminants) et exploitation forestière (déforestation, incendies volontaires de forêt et brûlis de cultures) : 24 % ; industrie (lourde et manufacturière) : 21 % ; transports (marchandises, personnes) : 14 % ; bâtiment (construction, entretien, électricité et chauffage des bâtiments résidentiels et non résidentiels) : 6 %.

Émissions dues au numérique

Bien que le numérique (au sens des technologies de l'information et de la communication) ait tendance à être considéré comme « virtuel » ou « immatériel », son empreinte carbone est loin d'être négligeable, en raison de la forte consommation énergétique qu'il implique. Ainsi, il correspondrait à 3,7 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre en 2018 selon The Shift Project. et à 3,8 % en 2019 selon GreenIT.fr.. Selon The Shift Project, cette part connaît une très forte croissance qui devrait se poursuivre, notamment en raison de la multiplication des objets connectés et du développement de la vidéo en ligne (streaming), qui représente à elle seule 1 % des émissions. Ce phénomène amène l'association à appeler à une posture de sobriété numérique..

Par usage L'accroissement des émissions des principaux gaz à effet de serre est essentiellement dû à certaines activités humaines.

vignette|centre|redresse=2.3|Données issues du sixième rapport d'évaluation du GIEC. Les émissions sont ventilées par GES : issu de la combustion des énergies fossiles et des procédés industriels ; issu de l'utilisation des terres, du changement d'affectation des terres et de la foresterie (UTCATF) ; méthane ; protoxyde d'azote ; gaz fluorés..

Utilisation de combustibles fossiles vignette|Gaz d'échappement d'une automobile. Les combustibles fossiles sont principalement le charbon, le pétrole et le gaz. Leur combustion a libéré, dans l'atmosphère, depuis deux siècles, de très importantes quantités de dioxyde de carbone () provenant du carbone accumulé dans le sous-sol depuis le Paléozoïque. L'augmentation de concentration atmosphérique de qui en résulte est le principal facteur de l'augmentation de température moyenne de l'atmosphère, induisant le changement climatique.

En 2007, le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) indique ainsi que les activités humaines sont les principales responsables de ce changement climatique5. avec un degré de confiance très élevé (soit une probabilité d'environ 90 %27.).

En 2014, le groupe de travail 3 du GIEC publie un tableau présentant les émissions de gaz à effet de serre par source d'énergie électrique..

Déforestation et combustion de bois Une forêt mature est un réservoir important de carbone. La disparition de surfaces de forêts toujours plus grandes au profit de cultures ou de pâturages (emmagasinant une quantité moindre de matière organique) libère du dans l'atmosphère, surtout quand la déforestation se fait par brûlis.. En effet, la pousse de jeunes arbres ne peut plus absorber autant de carbone qu'en génère la dégradation des arbres morts ou brûlés remplacés par des cultures industrielles ou des pâturages. Si le bois exporté pour la construction permet de poursuivre le stockage du carbone, son utilisation en combustion (chauffage, séchage par exemple du tabac) émet également des gaz à effet de serre.

Occupation des sols Les sols sont des réservoirs majeurs de carbone, lequel peut être dissous, de façon variable selon l'usage du sol, en . En France, l'ADEME estime ainsi que Carbone organique des sols : l'énergie de l'agroécologie, une solution pour le climat, ADEME, juillet 2014.. Selon certaines études, l'agriculture et la déforestation sont, à elles seules, responsables de la plus grande part des émissions de depuis le , qui citent .. Pour cette raison, une décision du Conseil européen de 2013 préconise la prise en compte des changements d'affectation des sols et de leur utilisation dans le calcul des émissions de (sous le nom de règles UTCATF, pour utilisation des terres, changement d'affectation des terres et foresterie« Décision (UE) du Parlement européen et du Conseil du relative aux règles comptables concernant les émissions et les absorptions de gaz à effet de serre résultant des activités liées à l'utilisation des terres, au changement d'affectation des terres et à la foresterie et aux informations concernant les actions liées à ces activités », sur EUR-Lex.).

Élevage

L'élevage contribue au réchauffement climatique à hauteur de 14,5 % des émissions anthropiques mondiales de gaz à effet de serre en 2013, part dont 44 %. à 60 %. sont dus au méthane, les autres composantes étant le (25 %, issus principalement de la fertilisation azotée et des effluents d’élevage) et le (15 %, issus principalement de la consommation de carburant pour le fonctionnement de la ferme et la production d’intrants). L'élevage extensif émet 20 % de GES en moins que le système intensif, grâce au puits de carbone et à l'alimentation locale que représentent les surfaces herbagères. D'autres mesures d'atténuation, parfois déjà appliquées, sont une alimentation étudiée pour réduire la fermentation entérique, la mise en place d'usines de biogaz pour recycler le fumier et le recours à des méthodes de conservation des sols et de sylvopastoralisme.

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