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FAQ - Climat

Quel est le rôle du CO2 sur l'évolution du climat ?

Jean Labrousse -  Octobre 2006

L’atmosphère reçoit du soleil l’énergie qui la fait se mouvoir. Avec une température moyenne voisine de 15°C, la planète est en équilibre radiatif par rapport à l’espace c'est-à-dire qu’elle rayonne vers l’espace la même quantité d’énergie qu’elle en reçoit. Tout au plus le rayonnement émis, se fait dans un spectre différent du rayonnement reçu.

La manière dont l’énergie est absorbée, transformée, échangée entre les différents milieux terrestres c'est à dire, entre l'atmosphère, l'hydrosphère, la cryosphère, la lithosphère, et la biosphère (incluant l'homme et sa plus ou moins grande sagesse), conduit à un certain équilibre qui définit le climat de l’atmosphère.

Le climat va donc évoluer en fonction, soit de l’énergie reçue du soleil, soit de la manière dont cette énergie se transforme.

L’énergie reçue du soleil varie soit parce que le rayonnement solaire incident varie, (taches solaires), soit parce que les paramètres astronomiques qui caractérisent les mouvements de notre planète dans l’espace, varient.
La manière dont l’énergie qui pénètre dans l’atmosphère se répartit au sein des milieux terrestres va faire varier le fonctionnement de l’énorme machine thermique qu’est l’atmosphère et va donc mener à un climat global différent.

C’est ici qu’apparaît le rôle du CO2 et d’un certain nombre d’autres gaz, dont la vapeur d’eau. Les propriétés radiatives de ces gaz sont telles qu’elles empêchent une partie du rayonnement infrarouge terrestre de repartir vers la haute atmosphère et l’espace et changent donc l’équilibre thermique interne du système, dont en particulier sa température moyenne.

En fin de compte, les variations du climat sont donc la résultante de la variation de l’énergie reçue et de la variation des échanges entre les divers milieux terrestres parmi lesquels l'océan joue un rôle crucial, puisqu'il absorbe environ mille fois plus de chaleur que l'atmosphère.

Les modèles climatiques tiennent compte de ces variations d’énergie. Ils peuvent même, par des expériences dites de sensibilité, évaluer le poids relatif de ces différentes composantes, par exemple, le poids de la diminution de l’énergie solaire liée aux taches solaires, par rapport à celui de la variation des paramètres astronomiques de la Terre.

L’augmentation de la quantité de CO2 dans l’atmosphère, mesurée directement ou reconstituée grâce à des mesures indirectes, entraîne une modification de l’effet de serre et peut donc contribuer au changement de climat constaté, en particulier par l’augmentation des températures moyennes, mais aussi par la modification d’un certain nombre d’autres paramètres tels que la répartition des précipitations, ou le déplacement vers les pôles de certaines espèces végétales ou animales.

On peut ici tenter une explication. Du fait de sa dynamique interne, l’atmosphère possède une certaine variabilité, par exemple, au sein d’un climat stable, les hivers sont plus ou moins chauds et le régime pluviométrique varie d’une année à l’autre. Cette variabilité qui participe à la caractérisation d’un climat donné, a des périodes mal connues qui peuvent être très longues. Lorsque l’on cherche à détecter un changement du climat, c'est-à-dire une variation qui sort de la variabilité naturelle, on choisit précisément des paramètres dont la variabilité naturelle est assez faible. Parmi ceux ci la température MOYENNE est l’un d’eux. C’est pour cela que l’on parle souvent d’abord de la température, ce qui ne signifie en aucune façon que l’on se désintéresse des autres paramètres et des changements de leurs moyennes.

Si l’on en revient au CO2, beaucoup d’auteurs parmi les détracteurs du rôle du CO2 font remarquer que la vapeur d’eau est en beaucoup plus grande quantité dans l’atmosphère que n’importe quel autre gaz à effet de serre et que c’est sur l’eau que devrait porter les efforts et non sur ces autres gaz.

Ce point de vue signifie, selon toute vraisemblance, que lesdits auteurs n’ont pas eu le temps de se pencher sur le contenu des modèles climatiques.

Les équations qui régissent l’atmosphère traitent l’air comme un gaz humide, c'est-à-dire que l’eau, sous toutes ses formes, est prise en compte dans ces équations et fait partie des paramètres internes du modèle. Au contraire les autres gaz à effet de serre, qui ne subissent pas de modification d’état et n’interviennent que par leur concentration, sont traités en tant que paramètres externes. Ce sont des forçages. De même que le sont les données du rayonnement solaire.

Bien entendu les modifications de la nébulosité, (que ce soit la quantité des nuages ou leur type et leur altitude), donc son rôle sur le rayonnement arrivant du soleil ou du sol, fait partie des équations elles mêmes. Certes le traitement des nuages demande encore à être amélioré, tous les climatologistes en sont convaincus. Il résultera des avancées de la recherche dans ce domaine. Tel est aussi le cas des poussières et autres aérosols dont la prise en compte par les modèles existe mais demande à être améliorée.

Pour en terminer avec ce point, on peut remarquer que l’influence des taches solaires mises en avant par certains météorologistes, danois en particulier, est bien entendu prise en compte dans les modèles. Ces mêmes météorologistes ont évalué le rôle de ces variations et ont montré que si l’influence était réelle, elle était du second ordre par rapport aux conséquences de l’augmentation de l’effet de serre consécutive à l’accroissement de la concentration des gaz qui en sont responsables.