RT.2.1.2 Changements de concentration des halocarbures, de l’ozone stratosphérique, de l’ozone troposphérique et d’autres gaz

Les chlorofluorocarbures (CFC) et hydrochlorofluorocarbures (HCFC) sont des gaz à effet de serre d’origine purement anthropique et utilisés dans une large variété de d’applications. Les émissions de ces gaz ont diminué en raison de leur interdiction progressive par le Protocole de Montréal et les concentrations atmosphériques de CFC–11 et CFC–113 diminuent aujourd’hui en raison des processus d’élimination naturels. Les observations faites dans les couches de neige polaires depuis le TRE ont maintenant amplifié les données temporelles disponibles pour certains de ces gaz à effet de serre. Les données tirées de la glace et in situ confirment que les sources industrielles sont la cause des augmentations atmosphériques observées de CFC et HCFC. {2.3}

Les gaz listés au Protocole de Montréal ont contribué à un forçage radiatif de +0,32 ± 0,03 W m^–2 en 2005, le CFC^–12 restant le troisième plus important agent de forçage radiatif à longue durée de vie. Groupés, ces gaz contribuent environ à 12% du total de forçage des gaz à effet de serre à longue durée de vie. {2.3}

Les concentrations de gaz industriels fluorés concernés par le Protocole de Kyoto (les hydrofluorocarbures (HFC), les perfluorocarbures (PFC), l’hexafluorure de soufre (SF₆)) sont relativement faibles, mais augmentent rapidement. Leur forçage radiatif total en 2005 était de +0.017 W m^–2. {2.3}

L’ozone troposphérique est un gaz à effet de serre à courte durée de vie produit par les réactions chimiques à partir de précurseurs dans l’atmosphère. Il est de grande variabilité spatiale et temporelle. Les mesures testées et la modélisation ont permis de progresser dans la compréhension des précurseurs chimiques qui mènent à la formation d’ozone troposphérique, principalement le monoxyde de carbone, des oxydes d’azote (y compris des sources et une possible tendance à long terme de la foudre) et le formaldéhyde. Les modèles actuels réussissent généralement à décrire les caractéristiques principales de la distribution de l’ozone troposphérique dans le monde en tenant compte des processus sous-jacents. De nouvelles mesures satellites et in situ permettent de mieux borner les estimations de ces modèles ; elles sont toutefois moins précises dans leur capacité à reproduire les variations de l’ozone associées aux vastes changements en matière d’émissions ou relatives au climat, et dans la simulation de tendances à long terme observées dans des concentrations d’ozone du XX^e siècle. {7.4}

Le forçage radiatif de l’ozone troposphérique est estimé entre +0,35 [+0,25 à +0,65] W m^–2, évalué à un niveau moyen de compréhension scientifique. La meilleure évaluation de ce forçage radiatif n’a pas changé depuis le TRE. Les observations montrent que les tendances dans l’ozone troposphérique au cours des dernières décennies varient tant par le signe que par l’ampleur selon les emplacements, mais on dispose d’indications selon lesquelles la tendance ascendante est significative aux latitudes basses. Les études modélisées des forçages radiatifs dus à l’augmentation de l’ozone troposphérique depuis les temps préindustriels se sont complexifiées et élargies par rapport aux modèles utilisés dans le TRE. {2.3, 7.4}

Les changements de l’ozone troposphérique sont liés à la qualité de l’air et aux changements climatiques. Un certain nombre d’études ont montré que les concentrations diurnes estivales d’ozone présentent une corrélation forte avec la température. Cette corrélation semble refléter les contributions d’émissions carboniques organiques volatiles biogènes dépendantes de la température, la décomposition thermique du nitrate de péroxyacétyle, qui joue le rôle de réservoir d’oxydes d’azote (NO_x) et l’association de températures élevées à une stagnation régionale. Des conditions anormalement chaudes et stagnantes pendant l’été 1988 ont été responsables, cette année-là, du plus haut niveau superficiel d’ozone enregistré au nord-est des États-Unis. La vague de chaleur en été 2003 en Europe a aussi été associée à un taux d’ozone local à la surface exceptionnellement haut. {Encart 7.4}

Le forçage radiatif lié à la destruction de l’ozone stratosphérique causée par les gaz listés dans le Protocole de Montréal est estimé à –0,05 ± 0,10 W m^–2, soit un taux plus faible que dans le TRE, avec un niveau moyen de compréhension scientifique. La tendance à une disparition mondiale de plus en plus grande de l’ozone stratosphérique observée pendant les années 1980 et les années 1990 n’est plus en cours; cependant, l’ozone stratosphérique mondial est toujours environ 4% au-dessous des valeurs mesurées avant 1980, et il n’est pas encore possible de dire si la reconstitution de l’ozone a commencé. En plus de la destruction chimique de l’ozone, des changements dynamiques peuvent avoir contribué à la réduction de l’ozone aux latitudes moyennes dans l’hémisphère nord. {2.3}

L’émission directe de vapeur d’eau par des activités humaines apporte une contribution négligeable au forçage radiatif. Cependant, en raison de l’augmentation de la température moyenne mondiale, la concentration troposphérique de vapeur d’eau augmente, ce qui représente des réactions clés, mais pas un facteur de forçage susceptible d’aboutir à un changement climatique. L’émission directe d’eau dans l’atmosphère par des activités anthropiques, principalement l’irrigation, est un facteur de forçage possible, mais correspond à moins de 1% des sources naturelles de vapeur d’eau dans l’atmosphère. L’injection directe de vapeur d’eau dans l’atmosphère due à la combustion de combustibles fossiles est significativement plus basse que celle imputable aux activités agricoles. {2.5}

Sur la base des études faites à l’aide de modèles chimiques de transport, on estime le forçage radiatif de l’augmentation de la vapeur d’eau stratosphérique liée à l’oxydation de CH₄ à +0,07 ± 0,05 W m^–2. Le niveau de compréhension scientifique est faible parce que la contribution du CH₄ au profil vertical correspondant de changement de vapeur d’eau près de la tropopause est incertaine. On comprend encore mal le rôle d’éventuelles autres causes humaines des augmentations de vapeur d’eau stratosphérique qui pourraient contribuer au forçage radiatif. {2.3}