Oui. L’augmentation du dioxyde de carbone (CO2) atmosphérique et d’autres gaz à effet de serre pendant l’ère industrielle est due aux activités humaines. En réalité, l’augmentation observée des concentrations de CO2 atmosphérique ne révèle pas la totalité de l’impact des émissions d’origine anthropique en ce qu’elle ne prend en compte que 55% du CO2 dégagé par l’activité humaine depuis 1959 : le reste a été absorbé par les végétaux terrestres et les océans. Dans tous les cas, les concentrations de gaz à effet de serre dans l’atmosphère et leur augmentation dépendent de l’équilibre entre les sources (émissions de gaz provenant des activités humaines et des systèmes naturels) et les puits (absorption des gaz de l’atmosphère par transformation en un autre élément chimique). Plus de 75% des émissions de CO2 d’origine humaine sont dus à la combustion de combustibles fossiles (plus une faible contribution des cimenteries). Les changements d’affectation des sols (principalement, le déboisement) sont responsables du reste. Pour ce qui est du méthane, autre gaz à effet de serre important, les émissions provenant d’activités humaines ont dépassé au cours de 25 dernières années les quantités émises par des sources naturelles. Les émissions anthropiques d’oxyde nitreux sont égales aux émissions naturelles vers l’atmosphère. La plupart des gaz halogènes ayant une longue durée de vie (comme les chlorofluorocarbures) sont d’origine anthropique et n’étaient pas présents dans l’atmosphère avant l’ère industrielle. L’ozone troposphérique a crû, en moyenne, de 38% depuis l’époque préindustrielle ; cette augmentation résulte des réactions atmosphériques des polluants de courte durée de vie provenant des activités humaines. La concentration de CO2 représente actuellement 379 parts par million (ppm), celle du méthane dépasse 1 774 parts par milliard (ppb) – les deux valeurs dépassant de beaucoup celles des 650 000 dernières années (durant lesquelles la concentration de CO2 s’était maintenue entre 180 et 300 ppm, et celle du méthane entre 320 et 790 ppb). Cette récente accélération de l’évolution porte un caractère dramatique et sans précédent : les augmentations de CO2 n’avaient jamais dépassé 30 ppm depuis un millier d’années, or on constate aujourd’hui qu’elles ont augmenté de 30 ppm au cours des 17 dernières années.
Le dioxyde de carbone
Depuis l’époque préindustrielle, l’augmentation des concentrations de CO2 atmosphérique est due principalement aux émissions de CO2 (figure 1a) provenant de la combustion de combustibles fossiles et, dans une moindre mesure, des cimenteries (total combiné de plus de 75%). Le reste provient des changements apportés à l’affectation des terres, en particulier le déboisement (et la combustion de la biomasse qui s’y rattache), ainsi que des modifications des techniques agricoles. Toutes ces hausses sont d’origine anthropique. Le cycle naturel du carbone ne peut expliquer que la concentration observée du CO2 atmosphérique durant les 25 dernières années ait augmenté de 3,2 à 4,1 GtC an-1. (Une GtC ou gigatonne de carbone égale 1015 grammes de carbone, soit un milliard de tonnes).
Les mécanismes naturels, tels que la photosynthèse, la respiration, la décomposition et l’échange gazeux à la surface des mers, entraînent des échanges massifs, sources et puits de CO2 entre la terre et l’atmosphère (estimés à ~120 GtC an–1), ainsi qu’entre l’océan et l’atmosphère (estimés à ~90 GtC an–1 ; voir figure 7.3). Les puits naturels de carbone ont absorbé environ 3,3 GtC net par an de CO2 pendant les 15 dernières années, compensant partiellement les émissions d’origine humaine. Sans les puits naturels qui ont absorbé pendant ces 15 dernières années près de la moitié du CO2 d’origine humaine, l’augmentation des concentrations atmosphériques auraient été encore plus dramatique.
On sait que l’accroissement de la concentration atmosphérique en CO2 est d’origine anthropique, car la façon dont le CO2 atmosphérique s’est modifié (notamment les proportions des atomes de carbone lourds et légers) est attribuable à du carbone supplémentaire provenant de combustibles fossiles. De plus, les proportions d’oxygène par rapport à l’azote dans l’atmosphère ont diminué à mesure qu’a augmenté le CO2 ; ceci correspond aux prévisions puisque l’oxygène s’appauvrit lors de la combustion de combustibles fossiles. La végétation et les combustibles fossiles qui se sont formés à partir de matières végétales du passé sont moins riches en isotope carbone-13, une forme lourde de carbone ; celui-ci est plus abondant dans le carbone océanique et dans les émissions volcaniques ou géothermiques. La quantité relative d’isotope carbone-13 dans l’atmosphère est en diminution, ce qui indique que le carbone supplémentaire provient de combustibles et de matières végétales fossiles. Le carbone contient également un isotope radioactif rare, le carbone-14, qui est présent dans le CO2 atmosphérique, mais absent des combustibles fossiles. Avant les essais d’armes nucléaires dans l’atmosphère, la diminution des quantités relatives de carbone-14 indiquait que le carbone des combustibles fossiles s’ajoutait à l’atmosphère.
Les gaz halogènes
Les activités humaines sont responsables de la plupart des concentrations de gaz halogènes persistants dans l’atmosphère. Avant l’industrialisation, l’atmosphère ne contenait que quelques gaz halogènes d’origine naturelle, comme le bromure de méthyle et le chlorure de méthyle. Au cours de la deuxième moitié du XXe siècle, le développement de nouvelles techniques de synthèse chimique a entraîné la prolifération de gaz halogènes d’origine industrielle chimique. Les émissions des principaux gaz halogènes d’origine humaine sont indiquées à la figure 1b. Le temps de rémanence dans l’atmosphère des chlorofluorocarbures (CFC) représentés sur le graphique varie entre 45 et 100 ans ; celui des hydrochlorofluorocarbures (HCFC) varie de 1 an à 18 ans, et celui des hydrofluorocarbures (HFC) de 1 an à 270 ans. Les perfluorocarbures (PFC, non représentés) persistent dans l’atmosphère pendant des milliers d’années. Les concentrations de quelques gaz halogènes importants, y compris les CFC, sont en train de se stabiliser ou de décroître à la surface de la Terre suite au Protocole de Montréal relatif à des substances qui appauvrissent la couche d’ozone, et ses Amendements. Pour l’heure, les concentrations de HCFC, dont les émissions devraient s’arrêter progressivement avant 2030, ainsi que de HFC et PFC régis par le Protocole de Kyoto, continuent d’augmenter.
FAQ 7.1, Figure 1. Distribution des contributions aux variations des gaz à effet de serre dans l’atmosphère, basée sur les données détaillées aux chapitres 4 et 7. De (a) à (d) les sources d’origine humaine sont de couleur orange et les sources naturelles et les puits sont en vert. Sur (e)- l’ozone troposphérique d’origine humaine est de couleur orange, et l’ozone d’origine naturelle de couleur verte.
(a) – Sources et puits de CO2 (GtC). Chaque année du CO2 est dégagé dans l’atmosphère par les activités humaines, dont la combustion de combustibles fossiles et les changements d’affectation des terres. Seuls 57 à 60% du CO2 émis par l’homme demeurent dans l’atmosphère. Une partie se dissout dans les océans, une autre est absorbée par les plantes lors de leur croissance. Les fluctuations relatives aux sols se rapportent aux années 1990 ; les fluctuations relatives aux combustibles fossiles et aux cimenteries, ainsi que l’absorption nette par les océans, concernent les années 2000-2005. Toutes les valeurs et les marges d’incertitude proviennent du tableau 7.1.
(b) Émissions mondiales de CFC et d’autres composés halogènes pour 1990 (en orange clair) et 2002 (en orange foncé). Ces produits chimiques sont exclusivement d’origine humaine. Dans le cas présent, les « HCFC » comprennent les HCFC-22, -141b et -142b, tandis que les « HFC» comprennent les HFC-23, -125, -134a et -152a. Un Gg = 109 g (1.000 tonnes). La plupart des données proviennent des rapports mentionnés au chapitre 2.
(c) Sources et puits de CH4 pour la période 1983-2004. Les sources de CH4 d’origine humaine sont, notamment, la production d’énergie, les décharges, les ruminants (bovins et ovins), la riziculture et la combustion de la biomasse. Un Tg = 1012 g (1 million de tonnes). Les valeurs et les plages d’incertitude représentent les écarts types et moyens pour le CH4 des valeurs agrégées correspondantes du tableau 7.6.
(d) Sources et puits de N2O. Les sources de N2O d’origine humaine comprennent la transformation des engrais azotés en N2O et son émission subséquente à partir de terrains agricoles, de la combustion de biomasse, du cheptel et de certaines activités industrielles, telle l’industrie du nylon. Les valeurs des sources et des puits représentent les points médians et extrêmes de la fourchette provenant du tableau 7.7. Les pertes de N2O sont tirées du chapitre 7.4.
(e) Ozone troposphérique au XIXe et au début du XXe siècle ainsi que pour la période 1990-2000. L’augmentation de l’ozone troposphérique est d’origine humaine, elle résulte des réactions chimiques dans l’atmosphère des polluants émis par la combustion de combustibles fossiles ou de biocombustibles. Les valeurs pour l’époque préindustrielle et les plages d’incertitude sont tirées du tableau 4.9 du troisième Rapport d’évaluation (TRE) du GIEC, estimées d’après des reconstitutions d’observations. Le total actuel, ainsi que ses plages d’incertitude, représentent les écarts types et moyens des résultats des modélisations représentés au tableau 7.9 du présent rapport, à l’exception des résultats du TRE.
Le méthane
Les sources du méthane (CH4) atmosphérique d’origine humaine sont plus importantes que les sources naturelles (figure 1c). Entre 1960 et 1999, le rythme moyen de l’accroissement des concentrations de CH4 a été au moins six fois plus rapide que celui de n’importe quelle période de 40 ans durant les deux mille ans qui ont précédé 1800 et ceci, malgré des taux de croissance quasiment nuls depuis 1980. Les principales émissions naturelles de CH4 dans l’atmosphère proviennent des sols humides. S’y ajoutent d’autres sources naturelles, telles les termites, les océans, les végétaux et les hydrates de CH4. Les activités humaines dégageant du CH4 sont, entre autres, la production d’énergie à partir de charbon et de gaz naturel, les décharges de déchets, l’élevage (de bovins et d’ovins, par ex.), la riziculture et la combustion de biomasse. Une fois émis, le CH4 reste dans l’atmosphère pendant environ 8,4 ans avant d’être absorbé, principalement par oxydation chimique dans la troposphère. Parmi les puits mineurs de CH4, on compte son absorption par les sols et pour finir, sa destruction dans la stratosphère.
L’oxyde nitreux
Les sources d’oxyde nitreux (N2O) atmosphérique d’origine humaine sont sensiblement égales aux sources naturelles (figure 1d). Entre 1960 et 1999, les concentrations de N2O ont augmenté en moyenne au moins deux fois plus vite qu’au cours de n’importe quelle période de 40 ans durant les deux mille ans précédant 1800. Les principales sources naturelles de N2O sont les océans, l’oxydation chimique de l’ammoniac dans l’atmosphère, ainsi que les sols. Les sols tropicaux sont une source particulièrement importante de N2O dans l’atmosphère. Les activités humaines qui émettent du N2O sont, entre autres, la transformation des engrais azotés en N2O – qui est ensuite émis par les terrains agricoles –, la combustion de la biomasse, l’élevage, ainsi que d’autres activités industrielles, telle que l’industrie du nylon. Une fois émis, de N2O reste dans l’atmosphère pendant 114 ans environ avant d’être absorbé, généralement par destruction dans la stratosphère.
L’ozone troposphérique
L’ozone troposphérique est produit par des réactions photochimiques dans l’atmosphère mettant en cause des composés chimiques précurseurs, tel le monoxyde de carbone, le CH4, les composants organiques volatils et les oxydes d’azote. Ces produits chimiques sont émis au cours de processus biologiques naturels, mais aussi par les activités humaines, y compris l’évolution de l’affectation des terres et la combustion de combustibles. Du fait de sa courte durée de vie (allant de quelques jours à quelques semaines dans l’atmosphère), la répartition de l’ozone troposphérique est extrêmement variable et est liée à sa teneur plus ou moins forte en composés précurseurs, à la vapeur d’eau et à la lumière du soleil.
Les concentrations d’ozone troposphérique sont nettement supérieures dans l’atmosphère urbaine, dans les zones urbaines sous le vent ainsi que dans les régions où l’on brûle de la biomasse. L’augmentation de la teneur en ozone troposphérique de 38% (20-50%) depuis l’époque préindustrielle (figure 1e) est d’origine humaine.
L’augmentation du forçage radiatif combiné de CO2, de CH4 et de N2O s’est très probablement produite à des rythmes au moins six fois plus rapides entre 1960 et 1999 qu’au cours de n’importe quelle période de 40 ans durant les 2.000 ans qui précédèrent 1800.
Il est très probable que l’augmentation du forçage radiatif combiné des gaz CO2, CH4 et N2O ait été au moins 6 fois plus rapide entre 1960 et 1999 qu’à toute période de 40 ans au cours des deux millénaires avant l’année 1800.