8 • Environnement
et développement durable
283
8.1 L’effet de serre
et sa quantification
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Sans effet de serre naturel, la vie sur Terre serait très problématique car
la température moyenne serait seulement de –16 °C à comparer à
+15 °C actuellement.
Or depuis l’ère industrielle, l’activité humaine a une influence importante sur le bilan énergétique de la Terre via la modification de l’énergie
infrarouge réémise due à l’effet de serre. En effet, le rayonnement infrarouge émis par la Terre est partiellement réfléchi par l’atmosphère vers la
Terre (c’est l’effet de serre) et contribue au réchauffement de la planète.
Pour chiffrer cet effet, le concept de forçage radiatif F correspondant à
une diminution du rayonnement infrarouge a été introduit. La diminution de l’énergie infrarouge émise se traduit par un forçage radiatif F, ce
qui modifie l’égalité des bilans énergétiques comme suit :
[8.7]
Compte tenu de la définition de Φ ir , et introduisant Φ = (1 − a)Φ s + 4F,
on obtient :
[8.8]
Différentiant la relation [8.8] et tenant compte du fait que dΦ = 4F, on
obtient, au premier ordre, la variation de température due au forçage :
Application numérique
Calculons la variation de température avec forçage radiatif dû à l’activité
humaine. Si F = 2,34 W/m
2 , ce qui correspond à la valeur supposée du forçage radiatif total entre 1750 et 2000 :
4
0
8
1 1 000
4
257,6 K
16 C
5,64 10
T
-
¥
=
=
@ - ∞
¥
2
ir
ir
4
(
)
E
R
F
= p
F -
2
2
ir
(1 )
4
(
)
s
R
a
R
F
p
- F = p
F -
4
(1 )
4
4
s
a
F
T
F = - F +
= es
fi
4
4 T
F = es
d
d
4
T
T
F =
F
0
0
4
d
4
d
(1 – )
(1 – )
s
s
F
T
F
T
T
a
T
a
=
fi
=
F
F
total
0
2, 34
d
288 0,67 K
(1 – )
1 000
s
F
T
T
a
=
=
¥
=
F