Comment l’effet de serre nous permet de vivre?

          Avez-vous déjà entendu parler de l’effet de serre ? Alors non, ici nous n’allons pas parler d’une miraculeuse invention pour faire pousser vos légumes plus vite. Nous allons plutôt parler d’un phénomène atmosphérique de notre Terre appelé “effet de serre”. L’effet de serre joue beaucoup sur l’énergie qu’accumule la Terre et va donc avoir un rôle très important sur la température que nous avons à la surface de notre planète.

L'atmosphère: une multitude de gaz

          Avant de vous expliquer le phénomène d’effet de serre, il faut voir de quoi est constituée l’atmosphère. L’atmosphère se compose d’un certain nombre de gaz, de  gouttelettes d’eau et de cristaux qui constituent les nuages. Selon vous, quel gaz occupe une grande partie de l’atmosphère ?  L’oxygène ? Et non perdu ! L’oxygène n’occupe que  21% de l’atmosphère. C’est un gaz que l’on nomme azote qui constitue en grande partie l’atmosphère, à 78% ! Les 1% qu’ils restent sont d’autres gaz et ils sont trop nombreux pour que je vous les citent tous. Je vous ai mis en dessous un tableau de la composition de l’atmosphère (et encore, certains gaz ne sont pas présents, car leurs pourcentages en volume sont bien trop faibles.) Ils sont presque tous naturellement présents dans l’atmosphère. 

tableau des gaz constituant l'air sec
Météo France/Le fonctionnement de l'atmosphère> La composition de l'atmosphère > La structure de l'atmosphère

          Si vous devez n’en retenir que quelques-uns, retenez ces gaz: le dioxyde de carbone, le méthane et la vapeur d’eau.  Ainsi, ces gaz qui composent aussi l’atmosphère, mais en très petite quantité par rapport à l’azote et l’oxygène, sont très importants car ce sont eux qui vont maintenir notre température moyenne de la terre à 15 degrés. On les appelle ainsi “gaz à effet de serre”.

Quel est le rôle des gaz à effet de serre ?

          Ces gaz à effet de serre, contrairement à l’azote et à l’oxygène, vont absorber les rayons infrarouges [1] émis par la surface de la terre (a). Sans les gaz à effet de serre, les rayons infrarouges traverseraient l’atmosphère et finiraient leur course dans l’espace (b).

[1] Les infrarouges ?
Ce sont un type de rayonnement électromagnétique qui se situe entre la lumière visible et les micro-ondes. Ils sont émis par tous les objets qui ont une température supérieure à zéro absolu. La quantité d’infrarouges absorbée ou émise par un objet dépend de sa température et de sa surface. Lorsqu’ils sont absorbés, les infrarouges se transforment en chaleur, d’où leur appellation de rayons de chaleur. Nous pouvons donc  sentir les infrarouges sous forme de chaleur, y compris notre propre corps.

           Une fois les rayons infrarouges absorbés par ces gaz, ils vont à leur tour émettre des rayons infrarouges dans toutes les directions, c’est-à-dire aussi bien vers la surface que vers l’espace (c). La surface qui va recevoir et absorber ces rayons va ainsi se réchauffer. Ce que je viens de vous expliquer, c’est cela que l’on appelle le phénomène d’effet de serre. L’effet de serre est bien un processus naturel.

Une fois les rayons infrarouges absorbés par ces gaz, ils vont à leur tour émettre des rayons infrarouges dans toutes les directions

          Cependant, les gaz à effet de serre ne peuvent pas absorber tous les rayons infrarouges, car ils ne couvrent pas les mêmes longueurs d’onde. Cela veut dire que certains gaz à effet de serre vont absorber plus de rayonnement infrarouge que d’autres.

Différents types d'ondes électromagnétiques classées en longueurs d'onde croissantes (fréquences décroissantes). Crédits : Encyclopædia Universalis France: Lumière

 

           Ainsi, le gaz à effet de serre qui occupe la première place dans la contribution de l’effet de serre est la vapeur d’eau, il participe à 60% . Surprenant non ?! Vient en seconde place, le CO2 qui participe à environ 26% de l’effet de serre. Ne vous détrompez pas, le CO2 a bien son importance dans le dérèglement climatique.

H2O, CO2 et CH4 sont sur un podium. H2O est premier, CO2 deuxième et CH4 troisième.

L’importance de la température de l’atmosphère

          L’intensité du rayonnement émis vers l’espace est plus faible que l’intensité du rayonnement émis vers le sol. Pour comprendre pourquoi, il faut savoir que la température de l’atmosphère varie en fonction de l’altitude. Plus vous allez monter dans l’atmosphère, plus il fera froid. Cette diminution de température va dépendre des saisons, de l’humidité et de la latitude. Or plus l’air est froid, plus l’intensité du rayonnement de l’atmosphère, c’est-à-dire la chaleur qu’elle émet sera faible. C’est donc cette baisse de la température avec l’altitude qui va permettre à l’atmosphère d’émettre plus de rayons infrarouges en direction de la surface que vers l’espace. Sans cette baisse de température avec l’altitude, l’effet de serre serait moins fort et nous aurions alors une température moyenne à la surface de la Terre plus faible, elle serait inférieure à 15°C. Aussi, si les gaz à effet de serre que compose l’atmosphère étaient transparents aux rayons infrarouges, nous aurions une température moyenne à la surface de -17°C. Alors sans effet de serre, la vie sur Terre ne serait tout simplement pas possible. Les gaz à effet de serre nous permettent donc d’avoir une température moyenne à la surface de la terre de 15°C. Mais il y a autre chose qui va contribuer à l’effet de serre. Si vous vous souvenez bien, j’ai dit au début de cet article que l’atmosphère est constituée de gaz mais il est aussi constitué de nuages. 

Le rôle des nuages dans l’effet de serre

 

          Les nuages vont participer à l’effet de serre en absorbant les rayons infrarouges émis par la surface. Une fois absorbés, ils vont à leur tour en renvoyer vers la surface, exactement comme les gaz à effet de serre.

 

          Dans certaines régions du monde, la présence de nuages ou non peut énormément changer la température à la surface. Par exemple, si vous voulez vous aventurer dans un désert, un conseil, prenez avec vous des vêtements qui vont vous tenir chaud, car la nuit sans nuages, les températures chutent et passent en dessous de 0°C. De même, vous avez déjà dû faire l’expérience là où vous habiter. Une nuit avec couverture nuageuse sera bien plus chaude qu’une nuit sans nuages. La présence de nuages permet donc de réchauffer la température de la surface. Sauf qu’ils peuvent aussi aider à refroidir la surface car ils renvoient une partie des rayons du soleil vers l’espace. Ahhh ces nuages, ils ne sont vraiment pas simples à comprendre… Bon alors , vous devez sûrement vous poser la question suivante: est-ce qu’à la fin les nuages réchauffent-ils plus qu’ils ne refroidissent la surface ? Attention roulement de tambour… Le résultat final est que l’effet des nuages refroidit la Terre ! Si les nuages n’existaient pas, il ferait plus chaud à la surface de la Terre, qu’aujourd’hui. Ce qu’il faut retenir c’est que l’effet refroidissant ou réchauffant des nuages dépend de ces caractéristiques, c’est-à-dire de son épaisseur, de sa hauteur dans le ciel, et de sa nature:  cristaux de glace ou gouttelette d’eau.

 

          L’effet de serre n’est finalement pas si simple à comprendre, donc  si vous avez tenu jusque-là, vous pouvez vous féliciter ! Comme vous l’avez vu à travers cet article, derrière le phénomène d’effet de serre se cachent de nombreux effets de causalité (un événement en entraîne un autre).

 

 

 

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