RT.2.1 Les gaz à effet de serre
Le facteur prédominant dans le forçage radiatif du climat pendant l’ère industrielle est la concentration croissante dans l’atmosphère de divers gaz à effet de serre. Plusieurs des principaux gaz à effet de serre existent naturellement mais l’augmentation de leurs concentrations atmosphériques au cours des 250 dernières années est largement due aux activités humaines. D’autres gaz à effet de serre sont uniquement dus à l’activité humaine. La contribution de chaque gaz à effet de serre au forçage radiatif au cours d’une période particulière est déterminée par le changement de sa concentration dans l’atmosphère au cours de cette période et l’efficacité dudit gaz à perturber l’équilibre radiatif. Les concentrations atmosphériques actuelles de différents gaz à effet de serre considérés dans ce rapport varient de plus de huit ordres de grandeur (soit d’un facteur de 108) et leur efficacité radiative varie de plus de quatre ordres de grandeur (soit d’un facteur de 104), reflétant leur énorme disparité de propriétés et d’origines.
La concentration actuelle d’un gaz à effet de serre dans l’atmosphère est la résultante nette de l’histoire de ses émissions et absorptions dans l’atmosphère. Les gaz et les aérosols considérés dans le présent rapport sont émis dans l’atmosphère par les activités humaines ou sont formés à partir de précurseurs émis dans l’atmosphère. Ces émissions sont compensées par des processus d’absorption chimiques et physiques. Habituellement, à l’exception importante du dioxyde de carbone (CO2), ces processus ôtent chaque année une fraction spécifique de la quantité d’un gaz dans l’atmosphère et l’inverse de ce taux d’absorption donne la durée de vie moyenne pour ce gaz. Dans certains cas, le taux d’absorption peut varier avec la concentration du gaz ou d’autres propriétés atmosphériques (par exemple, la température ou des conditions chimiques contextuelles).
Les gaz à effet de serre à longue durée de vie (GESLV), par exemple le CO2, le méthane (CH4) ou le protoxyde d’azote appelé aussi oxyde nitreux (N2O), sont stables chimiquement et persistent dans l’atmosphère à l’échelle de la décennie, du siècle, voire plus longtemps encore, ce qui confère à leur émission une influence à long terme sur le climat. Du fait que ces gaz ont une longue durée de vie, ils s’intègrent de manière homogène dans l’atmosphère beaucoup plus rapidement qu’ils n’en refluent, et leurs concentrations globales peuvent être précisément évaluées à partir de données prélevées en quelques emplacements. Le dioxyde de carbone n’a pas un temps de vie spécifique car il est continuellement recyclé entre l’atmosphère, les océans et la biosphère, et sa diminution dans l’atmosphère implique une gamme de processus avec des durées différentes.
Les gaz à courte durée de vie (par exemple le dioxyde de soufre ou le monoxyde de carbone) sont réactifs chimiquement et sont généralement absorbés par des procédés naturels d’oxydation dans l’atmosphère ou à la surface, ou bien sont lavés par les précipitations ; leur concentrations sont de ce fait fortement variables. L’ozone est un gaz à effet de serre significatif qui est formé et détruit par des réactions chimiques impliquant d’autres éléments chimiques dans l’atmosphère. Dans la troposphère, l’influence humaine sur l’ozone se manifeste principalement au travers des changements dans les gaz précurseurs qui conduisent à sa formation, alors que dans la stratosphère, l’influence humaine s’est surtout ressentie par les changements dans les taux d’absorption de l’ozone, causés par les chlorofluorocarbures (CFC) et d’autres substances dégradant l’ozone.