L’effet de serre atmosphérique : plus subtil qu’on ne le croit !

Jean-Louis DUFRESNE

Laboratoire de météorologie dynamique (LMD) – Institut Pierre-Simon Laplace (IPSL), Centre national de la recherche scientifique (CNRS) – École polytechnique (EP) – École normale supérieure (ENS) – Université Pierre-et-Marie-Curie (UPMC)

Jacques TREINER⁽²⁾

UPMC et Espace des Sciences Pierre-Gilles de Gennes (ESPCI)

Article publié dansLa Météorologie - n° 72 - février 2011

Résumé

Les modèles radiatifs actuels permettent de calculer de façon rigoureuse et précise l’effet de serre atmosphérique ainsi que sa variation avec la concentration de gaz tel que la vapeur d’eau ou le CO₂. Pour expliquer simplement cet effet de serre, on utilise souvent l’analogie de « l’effet de serre » produit par une vitre. Si ce modèle a des vertus pédagogiques et permet d’expliquer au premier ordre la température moyenne de la surface de la Terre, il a néanmoins un inconvénient important : il ne permet pas d’expliquer pourquoi l’effet de serre de la Terre varie lorsque la concentration de CO₂ varie. En effet, dans les conditions actuelles, l’absorption sur toute la hauteur de l’atmosphère du rayonnement infrarouge par le dioxyde de carbone est quasi maximale : elle ne dépend que très faiblement d’une variation de la concentration de ce gaz. On dit qu’elle est saturée. Nous en expliquons les raisons dans cet article et présentons un modèle alternatif qui, quoique simple, prend correctement en compte les différents mécanismes et permet de comprendre l’accroissement de l’effet de serre lorsque la concentration de CO₂ augmente ainsi que le réchauffement climatique associé. Le rôle du gradient vertical de température dans l’atmosphère est particulièrement souligné.

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