Comment fonctionnent les gaz à effet de serre ?

Le changement climatique vous inquiète ? Ou encore, vous en avez assez des prophètes qui prédisent l’apocalypse ? Suivez le conseil d’un vieux chimiste et commencez votre évaluation personnelle de la « crise climatique » en rejetant cette idée reçue : L’atmosphère terrestre agit comme une couverture isolante.

De nombreuses personnes préoccupées par le changement climatique utilisent fréquemment cette analogie, ou d’autres qui lui ressemblent. Elle permet de faire passer un message d’une manière simple que la plupart des gens peuvent comprendre. L’idée est que trop de gaz à effet de serre dans l’atmosphère agit un peu comme une couverture en laine d’agneau triple épaisseur, emprisonnant la chaleur qui s’échapperait autrement dans l’espace vide.

Bien que cette métaphore trop simpliste ne contienne que peu de faits scientifiques, elle a été utilisée par les deux camps du débat sur le changement climatique. Des opposants aux combustibles fossiles tels que Bill Nye ont tenté de « démontrer » que le dioxyde de carbone est capable de retenir beaucoup plus de chaleur dans l’écosystème terrestre que d’autres gaz. À l’autre extrême, certains sceptiques du changement climatique ont rejeté l’idée même que la composition gazeuse de l’atmosphère puisse influencer les tendances climatiques mondiales.

Les deux arguments sont erronés, ironiquement pour la même raison. Aucun des deux ne tient compte d’un concept fondamental de la thermodynamique : la capacité calorifique. La thermodynamique est la partie de l’étude scientifique qui examine comment l’énergie se déplace dans les systèmes naturels et artificiels. Les scientifiques qui s’intéressent à la thermodynamique suivent l’évolution de l’énergie à l’aide de divers paramètres tels que la température, la pression, le volume, la masse, etc.

La capacité calorifique est une propriété thermodynamique importante à prendre en compte lorsque nous discutons de l’importance des gaz atmosphériques. La capacité calorifique est la capacité d’une masse donnée d’une substance à conserver de l’énergie au fil du temps, l’énergie étant mesurée le plus commodément par la température de la substance. En règle générale, la plupart des solides et des liquides ont une capacité calorifique très élevée par rapport aux gaz, dont la capacité calorifique est plutôt insignifiante. Par exemple, un mètre cube d’eau retient environ 5000 fois plus d’énergie qu’un mètre cube d’air. C’est parce que l’air retient mal la chaleur qu’il fait plus froid la nuit.

Mais la proposition relative au changement climatique ne concerne pas la rétention de la chaleur par l’atmosphère, mais la réflexion de la chaleur par le dioxyde de carbone. Il s’agit d’une différence subtile, mais d’une importance vitale. Pour la comprendre, nous devons commencer par examiner la manière dont l’énergie générée par le soleil se manifeste.

Notre soleil produit de l’énergie dans une grande variété de longueurs d’onde, depuis les rayons X jusqu’aux ondes radio et tout ce qui se trouve entre les deux. La seule partie du spectre dans laquelle le soleil ne joue pas est celle des rayons gamma, ce qui est une bonne chose pour la vie sur Terre. Certaines longueurs d’onde sont réfléchies, absorbées ou dissipées avant de nous parvenir. Des mécanismes tels que les ceintures de Van Allen et l’ozone stratosphérique nous protègent des plus dangereux. Une partie de l’énergie est absorbée par les océans et les terres, qui sont des puits de chaleur bien plus importants que l’atmosphère qui les entoure.

Comment le dioxyde de carbone affecte-t-il l’équilibre ? La lumière du soleil dans une partie du spectre infrarouge rebondit normalement sur la planète et est renvoyée dans l’espace. Le dioxyde de carbone peut absorber une partie de cette portion et renvoyer cette énergie vers la Terre. Au cours du processus de réflexion, la longueur d’onde de la lumière se déplace vers une partie du spectre infrarouge que la Terre absorbera, apportant ainsi plus d’énergie aux puits de chaleur qui comptent : les terres et les océans. Et c’est ce qui, en théorie, réchauffe la planète. Non pas une atmosphère qui agit comme une couverture, mais une atmosphère qui augmente légèrement l’énergie déposée sur la planète, de sorte que lorsque ces puits de chaleur libèrent leurs réserves d’énergie accumulées, ils le font à un rythme légèrement plus élevé. C’est ce phénomène qui se manifeste en fin de compte par une augmentation des températures atmosphériques.

Il est vrai qu’il s’agit d’une simplification excessive d’un système extrêmement complexe, mais c’est une meilleure approximation de la réalité que l’analogie générale. Le fait est que le climat de la Terre est un système extrêmement complexe, avec des centaines, voire des milliers d’entrées et de sorties. À ma connaissance, aucun climatologue légitime, même le plus ardent des sceptiques, n’a nié que les concentrations de dioxyde de carbone peuvent avoir un effet sur le climat. La question est de savoir quelle est l’importance de cet effet par rapport à tous les autres facteurs en jeu.

Roy Spencer, climatologue sceptique de renom, a bien résumé la situation lorsqu’il a déclaré : « Si le climat est aussi sensible aux petites variations des concentrations de dioxyde de carbone que certains de mes collègues semblent le penser, alors nous ne pouvons vraiment rien y faire de toute façon ».

Dans le cas improbable où vous vous retrouveriez engagé dans une conversation civilisée avec quelqu’un qui garde encore l’esprit ouvert sur le changement climatique, ce point vaut vraiment la peine d’être mentionné.

Les opinions exprimées dans cet article sont celles de l’auteur et ne reflètent pas nécessairement celles d’Epoch Times.