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3 : L'effet de serre - Géosciences


3 : L'effet de serre - Géosciences

L'effet de serre et notre planète

L'effet de serre se produit lorsque certains gaz, appelés gaz à effet de serre, s'accumulent dans l'atmosphère terrestre. Les gaz à effet de serre comprennent le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4), l'oxyde nitreux (N2O), l'ozone (O3) et les gaz fluorés.

Biologie, Écologie, Sciences de la Terre, Géographie, Géographie humaine

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L'effet de serre se produit lorsque certains gaz, appelés gaz à effet de serre, s'accumulent dans l'atmosphère terrestre. Les gaz à effet de serre comprennent le dioxyde de carbone (CO2), méthane (CH4), protoxyde d'azote (N2O), l'ozone (O3) et les gaz fluorés.

Les gaz à effet de serre permettent à la lumière du soleil de briller sur la surface de la Terre, puis les gaz, tels que l'ozone, piègent la chaleur qui est réfléchie par la surface à l'intérieur de l'atmosphère terrestre. Les gaz agissent comme les parois de verre d'une serre, d'où le nom de gaz à effet de serre.

Selon les scientifiques, la température moyenne de la Terre chuterait de 14 ° 730 C (57 ° 7 °F) à aussi bas que 18 ° ° ° ° ° ° 4 ° ° ° ° ° ° ° 4 ° ° ° ° ° ° ° 4 ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ' ° ° ° ° ° ° afin de serre

Certains gaz à effet de serre proviennent de sources naturelles, par exemple, l'évaporation ajoute de la vapeur d'eau à l'atmosphère. Les animaux et les plantes libèrent du dioxyde de carbone lorsqu'ils respirent ou respirent. Le méthane est libéré naturellement par décomposition. Il existe des preuves qui suggèrent que le méthane est libéré dans des environnements à faible teneur en oxygène, tels que les marécages ou les décharges. Les volcans&mdashtant sur terre que sous l'océan&mdash libèrent des gaz à effet de serre, de sorte que les périodes de forte activité volcanique ont tendance à être plus chaudes.

Depuis la révolution industrielle de la fin des années 1700 et du début des années 1800, les gens ont libéré de plus grandes quantités de gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Ce montant a grimpé en flèche au cours du siècle dernier. Les émissions de gaz à effet de serre ont augmenté de 70 % entre 1970 et 2004. Émissions de CO2, a augmenté d'environ 80 pour cent au cours de cette période.

La quantité de CO2 dans l'atmosphère dépasse de loin l'aire de répartition naturelle observée au cours des 650 000 dernières années.

La plupart du CO2 que les gens rejettent dans l'atmosphère provient de la combustion de combustibles fossiles. Les voitures, les camions, les trains et les avions brûlent tous des combustibles fossiles. De nombreuses centrales électriques le font aussi. Une autre façon dont les humains libèrent du CO2 dans l'atmosphère est en coupant les forêts, car les arbres contiennent de grandes quantités de carbone.


Les gens ajoutent du méthane dans l'atmosphère par le biais de l'élevage, des décharges et de la production de combustibles fossiles tels que l'extraction du charbon et le traitement du gaz naturel. L'oxyde nitreux provient de l'agriculture et de la combustion de combustibles fossiles. Les gaz fluorés comprennent les chlorofluorocarbures (CFC), les hydrochlorofluorocarbures (HCFC) et les hydrofluorocarbures (HFC). Ils sont produits lors de la fabrication de produits de réfrigération et de refroidissement et par aérosols.


Toutes ces activités humaines ajoutent des gaz à effet de serre à l'atmosphère. À mesure que le niveau de ces gaz augmente, la température de la Terre augmente également. L'augmentation de la température moyenne de la Terre due à l'activité humaine est connue sous le nom de réchauffement climatique.


L'effet de serre et le changement climatique

Même de légères augmentations des températures mondiales moyennes peuvent avoir des effets énormes.

L'effet le plus important et le plus évident est peut-être que les glaciers et les calottes glaciaires fondent plus rapidement que d'habitude. L'eau de fonte s'écoule dans les océans, provoquant une élévation du niveau de la mer.

Les glaciers et les calottes glaciaires couvrent environ 10 pour cent des masses continentales du monde. Ils détiennent entre 70 et 75 pour cent de l'eau douce mondiale. Si toute cette glace fondait, le niveau de la mer augmenterait d'environ 70 mètres (230 pieds).

Le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat indique que le niveau mondial de la mer a augmenté d'environ 1,8 millimètre (0,07 pouce) par an de 1961 à 1993, et d'environ 3,1 millimètres (0,12 pouce) par an depuis 1993.

L'élévation du niveau de la mer provoque des inondations dans les villes côtières, qui pourraient déplacer des millions de personnes dans des zones de faible altitude comme le Bangladesh, l'État américain de Floride et les Pays-Bas.

Des millions de personnes supplémentaires dans des pays comme la Bolivie, le Pérou et l'Inde dépendent de l'eau de fonte glaciaire pour la consommation, l'irrigation et l'énergie hydroélectrique. La perte rapide de ces glaciers dévasterait ces pays.

Les émissions de gaz à effet de serre n'affectent pas seulement la température. Un autre effet implique des changements dans les précipitations, comme la pluie et la neige.

Au cours du 20e siècle, les précipitations ont augmenté dans les régions orientales de l'Amérique du Nord et du Sud, de l'Europe du Nord et de l'Asie du Nord et centrale. Cependant, il a diminué dans certaines parties de l'Afrique, de la Méditerranée et de l'Asie du Sud.

À mesure que les climats changent, les habitats des êtres vivants changent également. Les animaux adaptés à un certain climat peuvent être menacés. De nombreuses sociétés humaines dépendent de régimes de pluie prévisibles afin de cultiver des cultures spécifiques pour l'alimentation, l'habillement et le commerce. Si le climat d'une région change, les personnes qui y vivent peuvent ne plus être en mesure de cultiver les cultures dont elles dépendent pour leur survie. Certains scientifiques craignent également que les maladies tropicales étendent leur aire de répartition dans des régions désormais plus tempérées si les températures de ces zones augmentent.

La plupart des climatologues s'accordent à dire que nous devons réduire la quantité de gaz à effet de serre rejetée dans l'atmosphère. Pour ce faire, incluez :

  • conduire moins, utiliser les transports en commun, faire du covoiturage, marcher ou faire du vélo.
  • voler moins&mdashairplanes produisent d'énormes quantités d'émissions de gaz à effet de serre.
  • la réduction, la réutilisation et le recyclage.
  • planter un arbre & mdashtrees absorbent le dioxyde de carbone, le gardant hors de l'atmosphère.
  • utilisant moins d'électricité.
  • manger moins de viande et les vaches mdash sont l'un des plus gros producteurs de méthane.
  • soutenir les sources d'énergie alternatives qui ne brûlent pas de combustibles fossiles.

Photographie de James P. Blair

Gaz artificiel

Les chlorofluorocarbures (CFC) sont les seuls gaz à effet de serre non créés par la nature. Ils sont créés par la réfrigération et les bombes aérosols.

Les CFC, utilisés principalement comme réfrigérants, sont des produits chimiques qui ont été développés à la fin du 19e siècle et sont devenus largement utilisés au milieu du 20e siècle.

D'autres gaz à effet de serre, tels que le dioxyde de carbone, sont émis par l'activité humaine, à un niveau non naturel et non durable, mais les molécules se produisent naturellement dans l'atmosphère terrestre.

récipient de matière liquide sous haute pression. Lorsqu'il est libéré par une petite ouverture, le liquide devient un spray ou une mousse.

l'art et la science de cultiver la terre pour faire pousser des cultures (agriculture) ou élever du bétail (ranching).

couches de gaz entourant une planète ou un autre corps céleste.

élément chimique avec le symbole C, qui forme la base de toute vie connue.

gaz à effet de serre produit par les animaux lors de la respiration et utilisé par les plantes lors de la photosynthèse. Le dioxyde de carbone est également le sous-produit de la combustion de combustibles fossiles.

composé chimique principalement utilisé dans les réfrigérants et les retardateurs de flamme. Certains CFC ont des effets destructeurs sur la couche d'ozone.

toutes les conditions météorologiques pour un endroit donné sur une période de temps.

combustible fossile sombre et solide extrait de la terre.

bord de terre le long de la mer ou d'un autre grand plan d'eau.

ensemble de phénomènes physiques associés à la présence et au flux de charges électriques.

conditions qui entourent et influencent un organisme ou une communauté.

processus par lequel l'eau liquide devient de la vapeur d'eau.

débordement d'un plan d'eau sur terre.

ajouter ou combiner avec l'élément fluor (F).

écosystème rempli d'arbres et de sous-bois.

charbon, pétrole ou gaz naturel. Combustibles fossiles formés à partir des restes de plantes et d'animaux anciens.

état de la matière sans forme fixe qui remplira uniformément n'importe quel récipient. Les molécules de gaz sont en mouvement constant et aléatoire.

masse de glace qui se déplace lentement sur terre.

augmentation de la température moyenne de l'air et des océans de la Terre.

bâtiment, souvent fait de verre ou d'un autre matériau transparent, utilisé pour aider les plantes à pousser.

phénomène où les gaz permettent à la lumière du soleil d'entrer dans l'atmosphère terrestre mais rendent difficile l'évacuation de la chaleur.

gaz dans l'atmosphère, comme le dioxyde de carbone, le méthane, la vapeur d'eau et l'ozone, qui absorbe la chaleur solaire réfléchie par la surface de la Terre, réchauffant ainsi l'atmosphère.

environnement dans lequel un organisme vit toute l'année ou pour des périodes plus courtes.

gaz à effet de serre souvent utilisé comme matériau de refroidissement industriel.

l'énergie utilisable générée par l'eau en mouvement convertie en électricité.

gaz à effet de serre souvent utilisé comme matériau de refroidissement industriel.

superficie de moins de 50 000 kilomètres carrés (19 000 milles carrés) recouverte de glace.

changement des activités économiques et sociales, à partir du XVIIIe siècle, apporté par le remplacement des outils à main par des machines et la production en série.

arroser les terres, généralement pour l'agriculture, par des moyens artificiels.

site où les ordures sont recouvertes de terre et d'autres matériaux absorbants pour empêcher la contamination des terres ou de l'eau environnantes.

animaux élevés pour l'usage humain.

l'eau douce provenant de la fonte de la neige ou de la glace.

composé chimique qui est l'ingrédient de base du gaz naturel.

avoir à voir avec de très petits organismes.

processus d'extraction du minerai de la Terre.

plus petite unité physique d'une substance, constituée de deux atomes ou plus liés entre eux.

type de combustible fossile composé principalement de méthane gazeux.

gaz à effet de serre utilisé en médecine et dans la fabrication de fusées. Aussi connu sous le nom de gaz hilarant ou gaz heureux.

grande étendue d'eau salée qui couvre la majeure partie de la Terre.

forme d'oxygène qui absorbe le rayonnement ultraviolet.

installation industrielle de production d'énergie électrique.

toutes les formes sous lesquelles l'eau tombe de l'atmosphère sur Terre.

moyens de déplacement qui sont disponibles pour tous les membres de la communauté moyennant des frais, et qui suivent un itinéraire et un horaire fixes : bus, métros, trains et ferries.


La croissance des montagnes influence l'effet de serre

Suintement actif du substratum rocheux avec des fluides d'altération jaune-brun Lushan - Taïwan. Crédit : Kristen Cook (GFZ)

Taïwan est une île des extrêmes : de violents tremblements de terre et typhons frappent à plusieurs reprises la région et modifient le paysage, parfois de manière catastrophique. Cela fait de Taïwan un laboratoire fantastique pour les géosciences. Les processus d'érosion, par exemple, se produisent jusqu'à mille fois plus vite au centre de l'île que dans son extrême sud. Cette différence de taux d'érosion influence l'altération chimique des roches et donne un aperçu du cycle du carbone de notre planète à l'échelle de millions d'années.

Un groupe de chercheurs dirigé par Aaron Bufe et Niels Hovius du Centre de recherche allemand pour les géosciences (GFZ) a maintenant profité des différents taux d'érosion et a étudié comment le soulèvement et l'érosion des roches déterminent l'équilibre des émissions et de l'absorption de carbone. Le résultat surprenant : à des taux d'érosion élevés, les processus d'altération libèrent du dioxyde de carbone à des taux d'érosion faibles, ils séquestrent le carbone de l'atmosphère. L'étude sera publiée dans Géosciences de la nature.

Derrière tout cela se cachent des processus tectoniques et chimiques. Dans les montagnes à croissance rapide en particulier, le soulèvement tectonique et l'érosion amènent constamment du matériel rocheux frais du sous-sol. Là, il est exposé à la circulation d'eau acide qui dissout ou altère la roche. Selon le type de roche, cette altération a des effets très différents sur le climat terrestre. Par exemple, si l'acide carbonique du sol entre en contact avec des minéraux silicatés, du calcaire (carbonate de calcium ou CaCO3) précipite, dans lequel le carbone est alors lié pendant très longtemps.

Dans le cas d'une combinaison de minéraux sulfureux, comme la pyrite, et de calcaire, c'est le contraire qui se produit. L'acide sulfurique qui se forme lorsque la pyrite entre en contact avec l'eau et l'oxygène dissout les minéraux carbonatés, produisant ainsi du CO2. On pense que cette relation entre la formation de montagnes et l'altération chimique affecte le climat de notre planète à une échelle de millions d'années. Mais comment exactement la croissance des Alpes ou de l'Himalaya affecte-t-elle le climat ? L'altération des silicates s'accélère-t-elle, provoquant un refroidissement du climat ? Ou est-ce que la dissolution du calcaire par l'acide sulfurique domine, entraînant la concentration de CO atmosphérique2 vers le haut, avec le réchauffement climatique qui en découle ?

Cette question peut trouver une réponse dans le sud de Taïwan. Taïwan est situé dans une zone de subduction, où une plaque océanique glisse sous le continent asiatique. Cette subduction provoque une croissance rapide des montagnes. Alors que le centre de l'île est debout depuis plusieurs millions d'années, la pointe sud vient de sortir de la mer. Là, les montagnes ont un relief bas et elles s'érodent relativement lentement. Plus au nord, là où les montagnes sont escarpées et hautes, la roche fraîche est rapidement amenée à la surface de la Terre pour s'altérer. Utilement, les roches du sud de Taïwan sont typiques de nombreuses jeunes chaînes de montagnes à travers le monde, contenant principalement des minéraux de silicate avec un peu de carbonate et de pyrite.

Sédiment fin métamorphisé (schiste) avec grains de pyrite (or) et précipitations carbonatées (blanc). Crédit : Albert Galy, Université de Lorraine

Dans leur étude, les chercheurs ont échantillonné des rivières qui collectent l'eau de ces montagnes à différents taux d'érosion. À partir de la matière dissoute dans les rivières, les chercheurs ont estimé la proportion de minéraux sulfurés, carbonates et silicatés dans l'altération. Ces résultats leur ont permis d'estimer à la fois la quantité de CO2 qui est séquestré et la quantité de CO2 libéré par les réactions d'altération. Le premier auteur Aaron Bufe rapporte : « Nous avons découvert que dans la partie la plus méridionale de Taïwan, le CO atmosphérique2 la séquestration domine. Cependant, plus au nord, là où les montagnes s'érodent plus rapidement, les taux d'altération des carbonates et des sulfures dominent et le CO2 est libérée."

Ainsi, l'altération des chaînes de montagnes augmente-t-elle le CO2 dans l'atmosphère ? Aaron Bufe déclare : « nous pouvons faire des déclarations relativement bonnes sur Taïwan. Il semble que l'altération chimique dans cette ceinture de montagnes la plus active est un émetteur net de CO2 dans l'atmosphère en raison de l'altération chimique. Mais, peut-être que l'histoire change lorsque les sédiments lavés des montagnes sont piégés dans de vastes plaines alluviales comme au pied de l'Himalaya ou des Alpes.

Ces sédiments sont souvent riches en silicates dont l'altération va séquestrer le CO2. De plus, la construction des montagnes amène non seulement des roches sédimentaires contenant de la pyrite et du carbonate à la surface de la Terre, mais également des types de roches qui se sont formées à partir de magma solidifié et contiennent de nombreux silicates frais qui s'altèrent rapidement. Les chercheurs ont des montagnes à gravir avant de connaître pleinement l'effet net des intempéries sur le climat de la Terre. »


État actuel du changement climatique mondial et changements futurs

Les concentrations de gaz à effet de serre dans l'atmosphère continueront d'augmenter à moins que les milliards de tonnes d'émissions anthropiques chaque année diminuent sensiblement. Des concentrations accrues devraient avoir les effets suivants :

  • Augmenter la température moyenne de la Terre (figure (PageIndex)),
  • Influencer les modèles et les quantités de précipitations,
  • Réduire la couverture de glace et de neige, ainsi que le pergélisol,
  • Élever le niveau de la mer (figure (PageIndex)),
  • Augmenter l'acidité des océans.

Figure (PageIndex): Les augmentations de température ont été plus prononcées aux latitudes septentrionales et sur les masses continentales. Les couleurs représentent la différence de température entre la moyenne 2011-2020 et la référence 1951-1980, avec des couleurs plus chaudes (jaune, orange, rouge) représentant des augmentations et des couleurs froides (vert, bleu) représentant des diminutions. L'image utilise des moyennes à plus long terme d'au moins une décennie pour lisser la variabilité climatique due à des facteurs tels que El Niño. Les zones grises de l'image ont des données insuffisantes pour le rendu. Image et légende (modifiées) de NASA&rsquos Scientific Visualization Studio/Eric Fisk (domaine public).

Figure (PageIndex): Variation de la hauteur de la mer (mm) dans le temps. La hauteur de la mer a augmenté d'environ 3,3 millimètres par an en moyenne depuis 1993. Les données proviennent d'observations satellites du niveau de la mer effectuées par le Goddard Space Flight Center de la NASA. Image de la NASA (domaine public).

Ces changements auront un impact sur notre approvisionnement alimentaire, nos ressources en eau, nos infrastructures, nos écosystèmes et même notre propre santé. L'ampleur et le rythme des futurs changements climatiques dépendront principalement des facteurs suivants :

  • La vitesse à laquelle les concentrations de gaz à effet de serre dans notre atmosphère continuent d'augmenter,
  • Dans quelle mesure les caractéristiques du climat (par exemple, la température, les précipitations et le niveau de la mer) répondent à l'augmentation attendue des concentrations de gaz à effet de serre,
  • Influences naturelles sur le climat (par exemple, de l'activité volcanique et des changements dans l'intensité du soleil) et des processus naturels au sein du système climatique (par exemple, des changements dans les modèles de circulation océanique).

Les émissions de GES passées et actuelles affecteront le climat dans le futur

De nombreux gaz à effet de serre restent dans l'atmosphère pendant de longues périodes. Par conséquent, même si les émissions cessaient d'augmenter, les concentrations atmosphériques de gaz à effet de serre resteraient élevées pendant des centaines d'années. De plus, si nous stabilisions les concentrations et que la composition de l'atmosphère actuelle restait stable (ce qui nécessiterait une réduction spectaculaire des émissions actuelles de gaz à effet de serre), les températures de l'air à la surface continueraient de se réchauffer. En effet, les océans, qui stockent la chaleur, mettent plusieurs décennies à réagir pleinement à des concentrations plus élevées de gaz à effet de serre. La réponse des océans à des concentrations plus élevées de gaz à effet de serre et à des températures plus élevées continuera d'avoir un impact sur le climat au cours des prochaines décennies, voire des centaines d'années.

Changements de température futurs

Les modèles climatiques projettent les changements clés suivants liés à la température :

  • Les températures mondiales moyennes devraient augmenter de 2°F à 11,5°F d'ici 2100, en fonction du niveau des futures émissions de gaz à effet de serre et des résultats de divers modèles climatiques.
  • D'ici 2100, la température moyenne mondiale devrait se réchauffer au moins deux fois plus qu'au cours des 100 dernières années.
  • On s'attend à ce que les températures de l'air au niveau du sol continuent de se réchauffer plus rapidement sur les terres que sur les océans.
  • Certaines régions du monde devraient connaître des augmentations de température plus importantes que la moyenne mondiale.

Précipitations et tempêtes futures

Les modèles de précipitations et de tempêtes, y compris les pluies et les chutes de neige, sont susceptibles de changer. Cependant, certains de ces changements sont moins certains que les changements associés à la température. Les projections montrent que les changements futurs dans les précipitations et les tempêtes varieront selon la saison et la région. Certaines régions peuvent avoir moins de précipitations, certaines peuvent avoir plus de précipitations et certaines peuvent avoir peu ou pas de changement. La quantité de pluie tombant lors d'épisodes de fortes précipitations est susceptible d'augmenter dans la plupart des régions, tandis que les trajectoires des tempêtes devraient se déplacer vers les pôles. Les modèles climatiques projettent les changements de précipitations et de tempêtes suivants :

  • On s'attend à ce que les précipitations annuelles moyennes mondiales d'ici la fin du siècle augmentent, bien que les changements dans la quantité et l'intensité des précipitations varient selon les régions.
  • L'intensité des précipitations augmentera probablement en moyenne. Cela sera particulièrement prononcé dans les régions tropicales et de haute latitude, qui devraient également connaître une augmentation globale des précipitations.
  • La force des vents associés aux tempêtes tropicales est susceptible d'augmenter. La quantité de précipitations tombant dans les tempêtes tropicales est également susceptible d'augmenter.
  • Les précipitations moyennes annuelles devraient augmenter dans certaines régions et diminuer dans d'autres.

Glace, manteau neigeux et pergélisol futurs

La banquise arctique est déjà en train de diminuer considérablement. La superficie de la couverture neigeuse dans l'hémisphère nord a diminué depuis 1970. La température du pergélisol a augmenté au cours du siècle dernier, ce qui le rend plus sensible au dégel. Au cours du prochain siècle, on s'attend à ce que la glace de mer continue de diminuer, que les glaciers continuent de rétrécir, que la couverture neigeuse continue de diminuer et que le pergélisol continue de fondre.

Pour chaque 2°F de réchauffement, les modèles prévoient une diminution d'environ 15% de l'étendue de la banquise moyenne annuelle et une diminution de 25% de la banquise arctique en septembre. Les sections côtières des calottes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique devraient continuer à fondre ou à glisser dans l'océan. Si le taux de cette fonte des glaces augmente au 21e siècle, les calottes glaciaires pourraient augmenter considérablement l'élévation du niveau de la mer dans le monde. Les glaciers devraient continuer à diminuer en taille. Le taux de fonte devrait continuer à augmenter, ce qui contribuera à l'élévation du niveau de la mer.

Changement futur du niveau de la mer

Le réchauffement des températures contribue à l'élévation du niveau de la mer en augmentant l'eau de l'océan, en faisant fondre les glaciers et les calottes glaciaires des montagnes et en provoquant la fonte ou l'écoulement de certaines parties des calottes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique dans l'océan. Depuis 1870, le niveau mondial de la mer a augmenté d'environ 8 pouces. Les estimations de l'élévation future du niveau de la mer varient selon les régions, mais le niveau mondial de la mer au cours du prochain siècle devrait augmenter à un rythme plus élevé qu'au cours des 50 dernières années. La contribution de la dilatation thermique, des calottes glaciaires et des petits glaciers à l'élévation du niveau de la mer est relativement bien étudiée, mais les impacts du changement climatique sur les calottes glaciaires sont moins bien compris et représentent un domaine de recherche actif. Ainsi, il est plus difficile de prédire dans quelle mesure les changements dans les calottes glaciaires contribueront à l'élévation du niveau de la mer. Les calottes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique pourraient contribuer à une élévation supplémentaire du niveau de la mer de 1 pied, selon la réaction des calottes glaciaires.

Des facteurs régionaux et locaux influenceront la future élévation relative du niveau de la mer pour des côtes spécifiques dans le monde (figure (PageIndex)). Par exemple, l'élévation relative du niveau de la mer dépend des changements d'élévation des terres qui se produisent à la suite d'un affaissement (enfoncement) ou d'un soulèvement (élévation), en plus de facteurs tels que les courants locaux, les vents, la salinité, la température de l'eau et la proximité de calotte glaciaire qui s'amincit . En supposant que ces forces géologiques historiques se poursuivent, une élévation de 2 pieds du niveau mondial de la mer d'ici 2100 entraînerait l'élévation relative du niveau de la mer suivante :

  • 2,3 pieds à New York City
  • 2,9 pieds à Hampton Roads, Virginie
  • 3,5 pieds à Galveston, Texas
  • 1 pied à Neah Bay dans l'état de Washington

Figure (PageIndex): Le gouvernement des États-Unis a payé pour que les résidents de l'île de Jean Charles, une île au sud de la Louisiane (qui fait également partie de la Louisiane), déménagent lorsqu'elle est devenue habitable en raison de l'élévation du niveau de la mer. Image de Karen Apricot (CC-BY-SA).

Acidification future des océans

L'acidification des océans est le processus de diminution du pH des eaux océaniques. Les océans deviennent plus acides à mesure que le dioxyde de carbone (CO2) les émissions dans l'atmosphère se dissolvent dans l'océan. Ce changement est mesuré sur l'échelle de pH, les valeurs inférieures étant plus acides. Le niveau de pH des océans a diminué d'environ 0,1 unité de pH depuis l'époque préindustrielle, ce qui équivaut à une augmentation de 25 % de l'acidité. Le niveau de pH des océans devrait diminuer encore plus d'ici la fin du siècle à mesure que le CO2 les concentrations devraient augmenter dans un avenir prévisible. L'acidification des océans affecte négativement de nombreuses espèces marines, notamment le plancton, les mollusques, les coquillages et les coraux. À mesure que l'acidification des océans augmente, la disponibilité du carbonate de calcium diminuera. Le carbonate de calcium est un élément clé pour les coquilles et les squelettes de nombreux organismes marins. Si le CO atmosphérique2 les concentrations doublent, les taux de calcification des coraux devraient diminuer de plus de 30 %. Si CO2 les concentrations continuent d'augmenter à leur rythme actuel, les coraux pourraient devenir rares sur les récifs tropicaux et subtropicaux d'ici 2050.

Interactions incompatibles

Le changement climatique affecte également la phénologie, l'étude des effets des conditions climatiques sur le calendrier des événements périodiques du cycle de vie, tels que la floraison des plantes ou la migration des oiseaux. Les chercheurs ont montré que 385 espèces de plantes en Grande-Bretagne fleurissent 4,5 jours plus tôt que ce qui avait été enregistré au cours des 40 années précédentes. De plus, les espèces pollinisées par les insectes étaient plus susceptibles de fleurir plus tôt que les espèces pollinisées par le vent. L'impact des changements de date de floraison serait atténué si les insectes pollinisateurs émergeaient plus tôt. Ce décalage entre les plantes et les pollinisateurs pourrait avoir des effets néfastes sur l'écosystème car, pour une survie continue, les plantes pollinisées par les insectes doivent fleurir lorsque leurs pollinisateurs sont présents.

De même, les oiseaux migrateurs dépendent des signaux de longueur du jour, qui ne sont pas influencés par le changement climatique. Leurs sources de nourriture d'insectes, cependant, émergent plus tôt dans l'année en réponse à des températures plus chaudes. En conséquence, le changement climatique diminue la disponibilité de nourriture pour les espèces d'oiseaux migrateurs.

Propagation de la maladie

Cette augmentation des températures mondiales augmentera l'éventail des insectes vecteurs de maladies et des virus et parasites pathogènes qu'ils hébergent. Ainsi, les maladies se propageront à de nouvelles régions du globe. Cette propagation a déjà été documentée avec la dengue, une maladie qui affecte des centaines de millions de personnes par an, selon l'Organisation mondiale de la santé. Les températures plus froides limitent généralement la distribution de certaines espèces, telles que les moustiques qui transmettent le paludisme, car les températures glaciales détruisent leurs œufs.

Non seulement l'aire de répartition de certains insectes pathogènes s'étendra, mais l'augmentation des températures accélérera également leur cycle de vie, ce qui leur permettra de se reproduire et de se multiplier plus rapidement, et peut-être de développer plus rapidement la résistance aux pesticides. En plus de la dengue, d'autres maladies devraient se propager dans de nouvelles régions du monde à mesure que le climat mondial se réchauffe. Il s'agit notamment du paludisme, de la fièvre jaune, du virus du Nil occidental, du virus zika et du chikungunya.

Le changement climatique n'augmente pas seulement la propagation des maladies chez l'homme. La hausse des températures est associée à une plus grande mortalité des amphibiens due à la chytridiomycose (voir Espèces envahissantes). De même, des températures plus chaudes ont exacerbé les infestations de scolytes des conifères, comme le pin et l'épinette.


Causes du réchauffement climatique

Comme discuté ci-dessus, la concentration de dioxyde de carbone a beaucoup augmenté dans l'air au cours des dernières années, et cela est principalement dû à certaines activités humaines.

  1. Brûlage des énergies fossiles: La combustion accrue de combustibles fossiles tels que le charbon, le bois, l'essence et le diesel a entraîné une augmentation de la quantité de dioxyde de carbone libérée dans l'air.
  2. La déforestation: En outre, l'abattage à grande échelle d'arbres a encore perturbé l'équilibre du dioxyde de carbone. Les plantes utilisent le dioxyde de carbone pour la photosynthèse. En raison de la déforestation, la quantité de dioxyde de carbone utilisée par les plantes est réduite, donc sa concentration dans l'air augmente. Une augmentation de la population conduit également à la déforestation et, à terme, au réchauffement climatique.
  3. Des niveaux élevés de gaz à effet de serre dioxyde de carbone, accepteur de chlorofluorocarbures dans l'atmosphère permet aux vagues de chaleur d'atteindre la Terre mais les empêche de s'échapper, et la Terre se réchauffe.
  4. Le réchauffement climatique a des conséquences de grande portée. La fonte des glaciers et des calottes glaciaires polaires, l'élévation du niveau de la mer et la baisse de la salinité, l'inondation des zones basses et la hausse des températures ne sont que quelques-uns des effets dévastateurs du réchauffement climatique. De plus, il perturbe tout l'écosystème. Il s'agit donc d'un enjeu international où chacun doit jouer son rôle.

Impacts négatifs du réchauffement climatique

  1. Les calottes glaciaires polaires et les calottes neigeuses himalayennes vont fondre. On estime que si toute la glace sur la terre fond, environ (200) pieds d'eau seraient ajoutés à la surface de tous les océans, et les villes côtières basses comme Shanghai, Kolkata, Bangkok, Dhaka, Venise, San Francisco et de nombreuses autres villes côtières autour du lobe p seront inondées.
  2. L'Amérique du Nord sera plus chaude et plus sèche.
  3. Le réchauffement climatique va réduire la production de céréales.
  4. Les déserts sont susceptibles d'augmenter.
  5. Le réchauffement climatique pourrait balayer un tiers des forêts.
  6. Les risques d'ouragans, de cyclones et d'inondations seront plus importants.
  7. Une élévation du niveau de la mer menace directement environ (< m<6,000>>,< m>) du littoral indien. Les zones les plus vulnérables de la côte sont le Gujarat, Mumbai, le sud du Kerala et les deltas de Cauvery (Tamil Nadu), Krishna et Godavari (Andhra Pradesh), Mahanadi (Orissa) et Ganga (Bengale occidental). Il a estimé que si le taux d'augmentation actuel se poursuit, les îles de l'archipel de Lakshadweep seraient perdues. Les atolls coralliens de faible altitude de l'archipel de Lakshadweep sont les plus vulnérables à l'élévation accélérée du niveau de la mer.
  8. Le réchauffement climatique entraînera probablement l'extinction de plus d'un million d'espèces animales et végétales d'ici (2050.)
  9. Risque important pour les systèmes vulnérables comme les écosystèmes arctiques et les récifs coralliens.
  10. Les nouvelles conditions de température plus chaudes entraînent une croissance accrue des mauvaises herbes, l'éruption de maladies et de ravageurs. Ainsi, la productivité des cultures diminuerait également.
  11. Le déclin de l'étendue de la banquise arctique et le recul des glaciers. Le 7 mars 2017, la glace de mer arctique a atteint son niveau le plus bas record.

En plus du réchauffement climatique, ces (< m>) sont également responsables de l'acidification des océans (due à une augmentation de la dissolution du dioxyde de carbone dans l'eau des océans et on estime que les océans du monde sont devenus (< m<30\% >>) plus acides depuis la révolution industrielle), l'appauvrissement de la couche d'ozone, la pollution par le smog et les changements dans la croissance des plantes et les niveaux de nutrition.

Par une initiative prise par les Nations Unies, de nombreux pays ont conclu un accord pour réduire les émissions de gaz à effet de serre. Les protocoles de Kyoto et de Copenhague sont deux de ces accords.


Les références

Forster, P. et al. dans Le quatrième rapport d'évaluation du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (éd. Soloman, S. et al.) (Cambridge Univ. Press, Cambridge, 2007).

Gauss, M. et al. Forçage radiatif depuis l'époque préindustrielle dû au changement de l'ozone dans la troposphère et la basse stratosphère. Atmos. Chem. Phys. 6, 575–599 (2006).

Mickley, L. J., Jacob, D. J. & Rind, D. Incertitude dans l'abondance préindustrielle de l'ozone troposphérique : Implications pour les calculs de forçage radiatif. J. Géophys. Rés. Atmos. 106, 3389–3399 (2001).

Gauss, M. et al. Forçage radiatif au 21e siècle dû aux changements de l'ozone dans la troposphère et la basse stratosphère. J. Géophys. Rés. Atmos. 108, 4292–4313 (2003).

Kiehl, J.T. et al. Forçage climatique dû à l'ozone troposphérique et stratosphérique. J. Géophys. Rés. Atmos. 104, 31239–31254 (1999).

Naik, N. et al. Forçage radiatif net dû aux changements dans les émissions régionales de précurseurs de l'ozone troposphérique. J. Géophys. Rés. Atmos. 110, D24306 (2005).

Portmann, R.W. et al. Forçage radiatif du système climatique terrestre dû à la production d'ozone troposphérique tropical. J. Géophys. Rés. Atmos. 102, 9409–9417 (1997).

Stevenson, D.S. et al. Simulations d'ensemble multimodèles de l'ozone troposphérique actuel et futur proche. J. Géophys. Rés. Atmos. 111, D08301 (2006).

Beer, R. TES sur la mission Aura : objectifs scientifiques, mesures et aperçu de l'analyse. IEEE Trans. Geosci. Télédétection. 44, 1102–1105 (2006).

Schoeberl, M.R. et al. Présentation de la mission EOS Aura. IEEE Trans. Geosci. Télédétection. 44, 1066–1074 (2006).

Clough, S.A. et al. Modèle avancé et Jacobiens pour les récupérations de spectromètres d'émission troposphérique. IEEE Trans. Geosci. Télédétection. 44, 1308–1323 (2006).

Clough, S. A. & Iacono, M. J. Calcul ligne par ligne des flux atmosphériques et des taux de refroidissement 2. Application au dioxyde de carbone, à l'ozone, au méthane, à l'oxyde nitreux et aux halocarbures. J. Géophys. Rés. Atmos. 100, 16519–16535 (1995).

Bowman, K.W. et al. Spectromètre d'émission troposphérique : Méthode de récupération et analyse des erreurs. IEEE Trans. Geosci. Télédétection. 44, 1297–1307 (2006).

Kulawik, S.S. et al. Mise en œuvre des récupérations de nuages ​​pour les récupérations atmosphériques du spectromètre d'émission troposphérique (TES) : partie 1. J. Géophys. Rés. Atmos. 111, D24204 (2006).

Worden, H.M. et al. Algorithmes TES niveau 1 : traitement d'interférogrammes, géolocalisation, étalonnage radiométrique et spectral. IEEE Trans. Geosci. Télédétection. 44, 1288–1296 (2006).

Worden, J. et al. Predicted errors of tropospheric emission spectrometer nadir retrievals from spectral window selection. J. Géophys. Rés. Atmos. 109, D09308 (2004).

Shephard, M. W. et al. Tropospheric emission spectrometer spectral radiance comparisons. J. Géophys. Rés. Atmos. (in the press).

Tobin, D. C. et al. Radiometric and spectral validation of atmospheric infrared sounder observations with the aircraft-based scanning high-resolution interferometer sounder. J. Géophys. Rés. Atmos. 111, D09S02 (2006).

Nassar, R. et al. Validation of tropospheric emission spectrometer (TES) nadir ozone profiles using ozonesonde measurements. J. Géophys. Rés. Atmos. (in the press).

Jourdain, L. et al. Tropospheric vertical distribution of tropical Atlantic ozone observed by TES during the northern African biomass burning season. Géophys. Rés. Lett. 34, L04810 (2007).

Huang, X. L., Ramaswamy, V. & Schwarzkopf, M. D. Quantification of the source of errors in AM2 simulated tropical clear-sky outgoing longwave radiation. J. Géophys. Rés. Atmos. 111, D14107 (2006).

Harries, J. E., Brindley, H. E., Sagoo, P. J. & Bantges, R. J. Increases in greenhouse forcing inferred from the outgoing longwave radiation spectra of the Earth in 1970 and 1997. La nature 410, 355–357 (2001).

Haskins, R. D., Goody, R. D. & Chen, L. A statistical method for testing a general circulation model with spectrally resolved radiances. J. Géophys. Rés. Atmos. 102, 16563–16581 (1997).

Huang, X. L. & Yung, Y. L. Spatial and spectral variability of the outgoing thermal IR spectra from AIRS: A case study of July 2003. J. Géophys. Rés. Atmos. 110, D12102 (2005).

Loeb, N. G. et al. Angular distribution models for top-of-atmosphere radiative flux estimation from the Clouds and the Earth’s Radiant Energy System instrument on the Terra Satellite. Part I: Methodology. J. Atmos. Oceanic Technol. 22, 338–351 (2005).

Oltmans, S. J. et al. Tropospheric ozone over the North Pacific from ozonesonde observations. J. Géophys. Rés. Atmos. 109, D15S01 (2004).

Fishman, J., Watson, C. E., Larsen, J. C. & Logan, J. A. Distribution of tropospheric ozone determined from satellite data. J. Géophys. Rés. 95, 3599–3617 (1990).

Raval, A. & Ramanathan, V. Observational determination of the greenhouse effect. La nature 342, 758–761 (1989).

Valero, F. P. J., Collins, W. D., Pilewskie, P., Bucholtz, A. & Flatau, P. J. Direct radiometric observations of the water vapor greenhouse effect over the equatorial Pacific ocean. Science 275, 1773–1776 (1997).

Sitch, S., Cox, P. M., Collins, W. J. & Huntingford, C. Indirect radiative forcing of climate change through ozone effects on the land-carbon sink. La nature 448, 791–794 (2007).


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