Forçage radiatif et réchauffement climatique

Forçage radiatif et réchauffement climatique

A la fin de la séance, j’ai compris la notion de forçage radiatif et je sais relier cette notion au réchauffement climatique.

Le réchauffement climatique observé depuis 150 ans est lié à une augmentation de la différence entre l’énergie radiative reçue (énergie solaire incidente) et l’énergie radiative renvoyée vers l’espace par la Terre (énergie thermique réémise). Autrement dit, la Terre reçoit toujours autant d’énergie du soleil mais elle réémet moins d’énergie sous d’Infrarouge vers l’espace ce qui revient à dire qu’elle absorbe davantage de rayonnement thermique émis par la surface terrestre.

Rappel sur l’effet de serre

Depuis un siècle et demi, on mesure un réchauffement climatique global (environ +1°C).

Comment l’explique-t-on ?

L’énergie supplémentaire associée est essentiellement stockée par les océans, mais également par l’air et les sols. Ceci se traduit par une augmentation de la température moyenne à la surface de la Terre ainsi que par une montée du niveau des océans . On parle de forçage radiatif pour exprimer cette augmentation de la puissance radiative reçue par le sol de la part de l’atmosphère.

Le réchauffement climatique est la réponse du système climatique à l’augmentation du forçage radiatif (différence entre l’énergie radiative reçue et l’énergie radiative émise) due aux émissions de gaz à effet de serre (GES) dans l’atmosphère : CO₂, CH₄, N₂O et vapeur d’eau principalement.

Lorsque la concentration des gaz à effet de serre augmente, l’atmosphère absorbe davantage le rayonnement thermique infrarouge émis par la surface de la Terre. En retour, il en résulte une augmentation de la puissance radiative reçue par le sol de la part de l’atmosphère. Cette puissance additionnelle entraîne une perturbation de l’équilibre radiatif qui existait à l’ère préindustrielle.

 Lors de la séance sur le cycle du carbone, nous avions étudié un exemple de rétroaction positif/négatif :

(source image )

À court terme, un accroissement de la végétalisation constitue un puits de CO₂ et a donc un effet de rétroaction négative (stabilisatrice). La France compte replanter 50 Millions d’arbres pour repeupler ses forêts.

L’évolution de la température terrestre moyenne résulte de plusieurs effets amplificateurs (rétroaction positive), dont :

• l’augmentation de la concentration en vapeur d’eau (gaz à effet de serre) dans l’atmosphère ;

• la décroissance de la surface couverte par les glaces et diminution de l’albédo terrestre ;

• le dégel partiel du permafrost provoquant une libération de GES dans l’atmosphère.

  L’océan a un rôle amortisseur en absorbant à sa surface une fraction importante de l’apport additionnel d’énergie. Cela conduit à une élévation du niveau de la mer causée par la dilatation thermique de l’eau. À celle-ci s’ajoute la fusion des glaces continentales.

  Cette accumulation d’énergie dans les océans rend le changement climatique irréversible à des échelles de temps de plusieurs siècles.

Exercice d’application

• Savoir

  Depuis un siècle et demi, on mesure un réchauffement climatique global (environ +1°C). Celui-ci est la réponse du système climatique à l’augmentation du forçage radiatif (différence entre l’énergie radiative reçue et l’énergie radiative émise) due aux émissions de gaz à effet de serre (GES) dans l’atmosphère : CO₂, CH₄, N₂O et vapeur d’eau principalement.

  Lorsque la concentration des GES augmente, l’atmosphère absorbe davantage le rayonnement thermique infrarouge émis par la surface de la Terre.

  En retour, il en résulte une augmentation de la puissance radiative reçue par le sol de la part de l’atmosphère.

  Cette puissance additionnelle entraîne une perturbation de l’équilibre radiatif qui existait à l’ère préindustrielle.

  L’énergie supplémentaire associée est essentiellement stockée par les océans, mais également par l’air et les sols, ce qui se traduit par une augmentation de la température moyenne à la surface de la Terre et la montée du niveau des océans.

  L’évolution de la température terrestre moyenne résulte de plusieurs effets amplificateurs (rétroaction positive), dont :

  • l’augmentation de la concentration en vapeur d’eau (gaz à effet de serre) dans l’atmosphère ;
  • la décroissance de la surface couverte par les glaces et diminution de l’albédo terrestre ;
  • le dégel partiel du permafrost provoquant une libération de GES dans l’atmosphère.

  L’océan a un rôle amortisseur en absorbant à sa surface une fraction importante de l’apport additionnel d’énergie. Cela conduit à une élévation du niveau de la mer causée par la dilatation thermique de l’eau. À celle-ci s’ajoute la fusion des glaces continentales.

  Cette accumulation d’énergie dans les océans rend le changement climatique irréversible à des échelles de temps de plusieurs siècles.

  À court terme, un accroissement de la végétalisation constitue un puits de CO₂ et a donc un effet de rétroaction négative (stabilisatrice).

Savoir faire

• Identifier les relations de causalité (actions et rétroactions) qui soustendent la dynamique d’un système

Source : https://blogs.egu.eu/divisions/cr/2020/12/11/time-to-reflect/?fbclid=IwAR0E04MZbV3cQZyYDURbbwyOLlyR02eL-r5phParoYRvGaKLmVJbLDi1NIw