Que sont les gaz à effet de serre ?

Les gaz à effet de serre (GES), ce sont un ensemble de composés capables de retenir la chaleur (la radiation à grandes ondes) dans l’atmosphère, gardant ainsi la surface de la Terre à une température plus élevée que ce qu’elle aurait si ces gaz n’étaient pas présents. Ces gaz-là sont la cause fondamentale de l’effet de serre. Augmenter la quantité de GES dans l’atmosphère ajoute à l’effet de serre, ce qui produit le réchauffement de la planète et par conséquent le changement climatique.

Les GES laissent passer librement la lumière du soleil (la radiation à ondes courtes) par l’atmosphère, pour être partiellement absorbée par la surface de la Terre. Mais une partie de cette énergie rebondit vers l’espace en forme de chaleur. De cette chaleur réémise vers l’espace, les GES dans l’atmosphère interceptent et absorbent une certaine quantité. Cela est dû au fait que ces mélanges sont composés de trois atomes ou plus. Cette structure moléculaire les permet d’absorber une partie de la chaleur qui échappe et de la renvoyer ensuite vers la Terre, haussant les températures mondiales.

La capacité de ces gaz à retenir la chaleur, c’est ce qui engendre l’effet de serre. Donc, plus de GES qu’il y a dans l’atmosphère, plus la chaleur sur Terre s’accumule. Ce processus, qui ressemble de près au fonctionnement d’une serre, est pourquoi on appelle « gaz à effet de serre » les gaz qui peuvent produire cet effet.

Les principaux GES actifs sont :

• Le dioxyde de carbone (CO₂)
• Le méthane (CH₄)
• Le protoxyde d'azote (N₂O)
• Les gaz fluorés

Le principal GES réactif est :

• La vapeur d’eau

Schéma 1:

Source: Émissions globales des gaz à effet de serre (2012), l’Agence Internationale de l’Énergie.

Les GES actifs prennent beaucoup d’ans à quitter l’atmosphère. Le CO2, le CH4, le N2O et les gaz fluorés sont tous bien dispersés dans l’atmosphère. Ils ne réagissent ni aux changements de température ni aux changements de pression atmosphérique, et donc ils ne s’éliminent pas facilement, à l’instar de l’eau qui se condense en pluie ou en neige. La longue vie des GES actifs dans l’atmosphère leur confère un effet durable sur le réchauffement de la planète et sur le changement climatique.

La vapeur d’eau, par contre, ne demeure que quelques jours dans l’atmosphère. L’eau est une composante très active du système climatique qui réagit vite aux conditions variables, soit en se condensant en pluie ou en neige, soit en évaporant pour retourner dans l’atmosphère. Ainsi, c’est la vapeur d’eau principalement qui répand l’impact de l’effet de serre : elle agit par rétroaction rapide, soulignant l’échauffement produit par les GES actifs.

Le CO2 et les autres GES actifs, ce sont les gaz clés dans l’atmosphère de la Terre pour perpétuer l’effet de serre et pour régler sa force. En fait, l’effet de serre disparaîtrait si ce n’était pas pour la présence du CO2 et des autres GES sans condensation.

Les GES ont un effet énorme sur la température de la Terre. Sans eux, les températures à la surface seraient, en moyenne, à peu près 32,5°C plus basses que la moyenne actuelle de 14,4°C (57.9°F). Ainsi, la vie sur Terre telle que nous la connaissons deviendrait impossible. Les gaz à effet de serre ne sont pas quelque chose de mauvais en soi. Mais la concentration croissante de GES dans l’atmosphère est en train d’élever les températures moyennes partout dans le monde.

CO₂, CH₄ and N₂O sont émis dans l’atmosphère par des processus naturels ainsi que par des activités humaines (l’utilisation des combustibles fossiles, la production industrielle, etc.) Par contre, les gaz fluorés sont créés et émis presque exclusivement par des activités humaines.

Depuis la Révolution industrielle, qui a démarré dans le 18e siècle, les activités humaines sont une source importante de tous les GES actifs. Les activités humaines ont conduit à une brusque augmentation dangereuse du niveau de ces gaz dans l’atmosphère – à tel point que la croissance des concentrations de tous les GES actifs est désormais directement à la charge des humains.