L’effet de serre désigne un phénomène physique naturel caractéristique des planètes (telles la Terre et Vénus) ou des satellites (tel Titan autour de Saturne) qui possèdent une atmosphère gazeuse et épaisse et qui sont exposés à l’énergie lumineuse en provenance du Soleil. Cet effet joue un rôle essentiel dans les échanges d’énergie, sous forme de lumière, entre ce corps céleste (planète ou satellite), le Soleil et l’espace.
L’effet de serre a pour résultat de piéger, dans les basses[...]
Pourquoi l’expression « effet de serre » ?
L’apparition du terme « effet de serre » est plus récente que l’étude de ce phénomène par certains scientifiques du XIXe siècle. Les premiers à imaginer un tel phénomène et son impact sur la température de la Terre sont le mathématicien français Joseph Fourier (1768-1830) et la physicienne américaine Eunice Newton Foote (1819-1888). Fourier parlait quant à lui de « boîte chaude ».
L’expression, née au début du XXe siècle, passe dans le vocabulaire courant à partir des années 1980, devant l’inquiétude grandissante, relayée par les médias, face à l’élévation anormale de la température globale à la surface de la Terre. Cette expression vient d’une analogie, néanmoins approximative, avec la serre du jardinier, fermée par une vitre transparente et recevant[...]
Équilibre énergétique d’une planète sans atmosphère
Donnons d’abord une description simple de ce qui fixe la température d’une planète dépourvue de toute atmosphère et possédant une surface solide, telle Mercure. Cette surface reçoit une énergie apportée par la lumière du Soleil, dont les longueurs d’onde sont principalement comprises entre le bleu et le rouge (lumière dite visible) puisque ce sont à ces longueurs d’onde que le Soleil émet dans l’espace l’essentiel de son rayonnement.
La surface de la planète renvoie une partie de ce rayonnement : beaucoup si elle est de couleur claire, peu si elle est plutôt sombre. On caractérise cette propriété, qui dépend donc de la nature de la surface (roches, forêts, océans), par une quantité appelée albédo. Si l’albédo est égal à 1, tout le rayonnement est renvoyé ; s’il est égal à 0, il est totalement[...]
Équilibre énergétique d’une planète avec atmosphère
Quelle modification apporte donc à cette première description d’équilibre radiatif la présence d’une atmosphère gazeuse (l’air entourant la Terre) autour de la planète ?
Si l’atmosphère est très transparente à la lumière visible, comme c’est le cas pour la Terre, l’énergie parvenant à la surface par des rayons issus directement du Soleil n’est que légèrement modifiée par la présence éventuelle de nuages.
En revanche, le rayonnement infrarouge émis par la surface chaude de la planète ne peut plus s’échapper librement vers l’espace, car l’atmosphère en absorbe une fraction importante. Ce ne sont ni les très abondantes molécules de dioxygène (O2) ni celles de de diazote (N2) qui sont responsables de cet effet de serre, mais des molécules beaucoup plus rares (représentant moins de 1 % des gaz constituant l’atmosphère), à savoir la vapeur d’eau (H2[...]
Un effet de serre qui s’emballe
Depuis 1850, début de la révolution industrielle, les activités humaines émettent des quantités considérables de CO2 et d’autres gaz à effet de serre. S’accumulant, au moins en partie, dans l’atmosphère, ces gaz viennent amplifier l’effet de serre naturel. Le résultat est une rupture de l’état d’équilibre antérieur.
Comme la production de ces gaz ne cesse de croître, la température moyenne de la Terre augmente constamment, entraînant[...]
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