Le forçage radiatif "est la différence entre l'énergie radiative reçue et l'énergie radiative émise" : jusqu'à la "révolution industrielle" (avec laquelle a débuté la combustion des énergies fossiles), ce bilan était nul et donc le forçage radiatif inexistant.
Ce bilan est déséquilibré (non nul, positif ou négatif) si les entrées (puissance reçue) ne sont plus compensées par les sorties (puissance émise). Les différents documents du manuel nous apportent les informations suivantes :
| document | titre | information apportée |
|---|---|---|
| 1 | Pouvoir d’absorption des principaux gaz à effet de serre |
La vapeur d'eau est le principal GES (gaz à effet de serre), mais il en existe d'autres dont le dioxyde de carbone, le méthane et le monoxyde d'azote qui absorbent dans la même gamme de longueurs d'onde. |
| 2 | Teneur en CO2 atmosphérique et réchauffement climatique |
Plus la concentration en dioxyde de carbone est grande et plus le réchauffement est intense : il y a donc une nette corrélation positive entre ces deux grandeurs. Ceci ne prouve toutefois pas que le dioxyde de carbone soit responsable du réchauffement (une corrélation n'est pas la preuve d'une relation de causalité). Lorsque la concentration de dioxyde de carbone est multipliée par 9 (de 1000 à 9000 ppm), le réchauffement est multiplié par 10 (de 0,5 à 5°). |
| 3 | Concentrations des principaux gaz à effet de serre depuis 1750 |
Les trois principaux GES identifiés dans le doc. 1 ont une concentration qui augmente de manière non pas linéaire mais exponentielle depuis les années 1850 (période qui correspond au début de la révolution industrielle). Ce document n'établit pas l'origine, naturelle ou anthropique (c'est-à-dire liée aux activités humaines), de ces GES. |
| 4 | Émissions de CO2 d’origine humaine depuis 1850 |
L'utilisation des combustibles fossiles et l'industrie des ciments sont responsables d'une augmentation exponentielle de la concentration en dioxyde de carbone depuis les années 1850. La déforestation et l'agriculture produisent aussi, en moindre quantité, du dioxyde de carbone. |
| 5 | Forçage radiatif pendant l’ère industrielle |
Les barres verticales noires correspondent à l'incertitude des mesures. Le "total lié aux activités humaines" est ainsi compris entre 1 et 3 W.M-2 environ (ce qu'on peut également noter 2 ± 1 W.M-2). Le forçage radiatif dû aux activités humaines est compris entre 1 et 3,2 W.M-2 environ et est essentiellement produit par le dioxyde de carbone et le méthane. Le rôle des halocarbones est encore méconnu (voir la grande incertitude des mesures). |
| 6 | Réservoirs et énergie reçue |
L'essentiel de l'énergie accumulée en excès sur la planète est absorbée par les océans (environ 175 1021 J en surface et 80 1021 J en profondeur), le reste par les glaces et les continents. À noter que l'atmosphère se réchauffe relativement très peu par rapport aux autres "réservoirs" de chaleur. |
En résumé :
D'autres expériences ont prouvé que les GES étaient responsables du réchauffement climatique par l'intermédiaire de l'effet de serre (d'où leur nom).
La dilatation thermique de l'océan est son augmentation de volume (sans apport d'eau) par réchauffement. Cette dilatation provoque à son tour une élévation du niveau de la mer et donc un envahissement des côtes.
Données de l'exercice : "Il existe dans les océans une profondeur à partir de laquelle la température de l’eau reste à peu près constante. Cette zone nommée thermocline est située aux alentours des 1 000 m de profondeur.
La dilatation thermique ne concerne donc que l’eau située au-dessus de cette thermocline. […] Dans le cas de l’eau pure, le coefficient de dilatation thermique est de 2,6 × 10-4 °C-1. Cela signifie qu’une augmentation de la température de 1 °C pour 1 litre d’eau augmentera son volume de 0,000 26 L, soit 0,26 mL."
L'élévation du niveau des mers due à la seule dilatation thermique vaut donc :
2,6 × 10-4 x 1000 = 0,26 m = 26 cm.
La fusion de la glace flottante ne modifie pas le niveau de l'eau, au contraire de la glace se trouvant sur la gouttière.
La fonte des glaciers continentaux fera donc monter le niveau des mers (mais pas celle des icebergs).
Pour l'instant, l'impact de la fonte des glaces sur l'élévation du niveau des mers est négligeable par rapport à celui de la dilatation thermique des océans.
La banquise étant constituée de glaces flottant sur la mer, sa fusion n'a pas d'impact sur le niveau des mers.
Le forçage radiatif, par le réchauffement qu'il produit essentiellement au niveau des océans, est responsable d'une élévation du niveau des mers par le phénomène de dilatation thermique.
Le réchauffement se poursuivant, la fonte des glaciers (continentaux) augmentera à son tour ce niveau. Ce n'est pour l'instant pas commencé.