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Hausse des gaz à effet de serre : seul 1 % de l’énergie piégée sert à réchauffer l’atmosphère

Énergie terrestre rayonnée vers l'espace. Les régions chaudes apparaissent en couleurs chaudes. Inversement pour les régions froides (ou les nuages élevés). Crédits : NASA.

L’augmentation des concentrations atmosphériques en gaz à effet de serre – liée aux activités humaines – induit une accumulation de chaleur sur Terre. Toutefois, cette énergie additionnelle, motrice du réchauffement planétaire, ne se répartit pas de façon homogène entre les diverses composantes du système climatique.

L’océan, le thermostat planétaire

En effet, seul 1 % à 2 % de celle-ci sert à chauffer l’atmosphère, avec une augmentation moyenne de 1 °C en un siècle. Quelque 3 % sert à fondre les glaces et environ 5 % à augmenter la température des sols. Autrement dit, les changements – déjà sensibles – qui nous affectent de manière directe ne représentent qu’une fraction mineure du déséquilibre énergétique appliqué au système dans sa globalité.

Évolution de l’énergie additionnelle absorbée par les diverses composantes du système climatique entre 1960 et 2018. L’unité est le zettajoule (10 puissance 21 joules). Notez la part mineure que stocke l’atmosphère (en violet). Crédits : Karina von Schuckmann & al. 2020

On doit cette réalité au fait que notre planète est majoritairement recouverte d’eau sous forme liquide. Aussi, l’essentiel (90 %) de la chaleur diffuse dans l’océan. Par sa masse et sa capacité calorifique 4000 fois supérieure à celle de l’air, il agit comme un gigantesque thermostat. Sans lui, toute variation climatique serait bien plus rapide et brutale. En pratique, c’est surtout la partie supérieure de l’océan qui entre en jeu. Selon une étude de synthèse parue dans la revue Earth System Science Data le 7 septembre dernier, la moitié de l’énergie additionnelle se stocke dans les 700 premiers mètres d’eau. Environ 30 % occupe la tranche située entre 700 et 2000 mètres. Enfin, un peu moins de 10 % se situe sous les 2000 mètres. Il va sans dire qu’ajoutée à l’acidification des eaux, ce gain de chaleur a des implications fortes pour toute la biodiversité marine.

Un bilan d’énergie déséquilibré

L’illustration présentée ci-dessous offre un résumé schématique de la répartition de chaleur additionnelle dans le système climatique. Pour les amateurs de chiffres, on note que le déséquilibre énergétique global est évalué à 0,87 W/m² sur la période 1971-2018. Une valeur qui équivaut à une énergie effectivement absorbée de 358 zettajoules (10 puissance 21 joules).

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Les nombres en gras représentent les valeurs sur la période 1971-2018. Ceux entre parenthèses, les valeurs sur la période 2010-2018. Le déséquilibre énergétique global est indiqué en haut, de même que la réduction de CO2 nécessaire pour ramener le système à l’équilibre. Plus précisément, ce dernier resterait plus chaud mais serait stabilisé. Crédits : Karina von Schuckmann & al. 2020.

Selon les auteurs, pour ramener la Terre vers un état d’équilibre énergétique, il faudrait que la concentration atmosphérique en dioxyde de carbone (CO2) retrouve une valeur avoisinant les 350 parties par million. On rappelle qu’actuellement, la concentration en CO2 est de 410 parties par million et continue de grimper à grande vitesse. Inévitablement, le système climatique continuera donc à accumuler de l’énergie et les températures à grimper. Par conséquent, il convient de limiter du mieux que nous pouvons nos émissions de gaz à effet de serre – CO2, mais aussi méthane (CH4) et protoxyde d’azote (N2O).

Source

Damien Altendorf

Rédigé par Damien Altendorf

Habitant du Nord-est de la France, je suis avant tout un grand passionné de météorologie et de climatologie. Initialement rédacteur pour le site "Monsieur Météo", je contribue désormais à alimenter celui de "Sciencepost".