Les calculs actuels de transferts de rayonnement électromagnétique dans l'atmosphère 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. Ces calculs sont complexes.
Pour expliquer simplement l'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 est néanmoins inadapté à décrire la situation réelle et ne permet pas d'expliquer pourquoi l’effet de serre de la Terre varie lorsque la concentration de CO2 varie : dans les conditions actuelles, l’absorption du rayonnement infrarouge par le dioxyde de carbone sur toute la hauteur de l’atmosphère est quasi maximale et ne dépend que très faiblement d’une variation de la concentration de ce gaz ; on dit qu’elle est saturée.
Dans un article publié dans la revue La Météorologie (N° 72 - février 2011), Jean-Louis Dufresne(1) et Jacques Treiner(2) présentent un modèle relativement simple, qui prend correctement en compte les différents mécanismes et permet de comprendre l’accroissement de l’effet de serre, et le réchauffement climatique associé, lorsque la concentration de CO2 augmente. La diminution de la température de l'atmosphère avec l'altitude joue un rôle clé dans ce processus.
Une version simplifiée de l'article est parue dans le numéro de mars/avril de la revue Découverte (revue du Palais de la Découverte).
(1) 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)
(2) UPMC et Espace des sciences Pierre-Gilles de Gennes (ESPCI)
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