L'effet du dioxyde de carbone dans l'atmosphère
As-tu déjà vu une serre, débordant de plantes d'un vert éclatant même au milieu de l'hiver ? Les serres fonctionnent en piégeant l'énergie solaire. La lumière du soleil pénètre dans la serre à travers les panneaux de verre transparent. Le verre et les plantes convertissent la lumière du soleil en chaleur, qui est ensuite physiquement piégée à l'intérieur de la serre. Cela permet à la serre de rester chaude, même si le temps qui l'entoure est relativement froid.
Notre atmosphère fonctionne à peu près de la même manière qu'une serre, mais avec des gaz à effet de serre au lieu de fenêtres en verre. Nous appelons ce processus l'effet de serre, et c'est un aspect fondamental du climat de notre planète.
Les gaz à effet de serre présents dans l'atmosphère permettent à la Terre de retenir une partie de l'énergie solaire qui se serait autrement dissipée. Plus il y a de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, plus l'effet de serre est amplifié. Le dioxyde de carbone (CO2) fait partie de ces gaz. Les gaz tels que leCO2 et le méthane (CH4) sont naturellement émis par la respiration et le dégazage.
L'importance du dioxyde de carbone dans l'atmosphère.
Le rayonnement solaire pénètre dans l'atmosphère terrestre et traverse la couche de gaz à effet de serre. Une partie du rayonnement solaire est absorbée par la surface de la Terre, tandis qu'une autre est réfléchie dans l'espace. La couche de gaz à effet de serre agit comme une couverture, réchauffant notre planète à une température suffisamment élevée pour permettre la vie sur Terre.
Impacts du carbone atmosphérique sur l'effet de serre
L'effet de serre a un impact sur la répartition des températures et les précipitations sur la Terre.
Répartition des températures
Selon l'angle des rayons du soleil, les différents endroits de la Terre reçoivent différents niveaux d'énergie solaire. L'équateur reçoit le rayonnement le plus concentré, tandis que ce même rayonnement est dispersé sur une plus grande distance aux pôles.
Répartition des précipitations
Le réchauffement de la surface de la Terre entraîne l'ascension de l'air chaud, son refroidissement et sa condensation pour créer des nuages. Ce mouvement d'air est appelé circulation atmosphérique. Avec la circulation océanique, il redistribue l'énergie thermique à la surface de la Terre.
Diagramme montrant la circulation atmosphérique mondiale, NASA/Wikimedia, Domaine public
Le rayonnement intense sur l'équateur entraîne l'ascension de l'air chaud, ce qui provoque des niveaux élevés de précipitations tout au long de l'année. C'est ce qu'on appelle la zone de convergence intertropicale.
À 30 degrés au nord et à 30 degrés au sud, l'air se refroidit et s'enfonce à nouveau, entraînant une haute pression de surface où les précipitations sont rares. Cela n'a rien à voir avec la haute pression qui se forme en altitude et qui entraîne généralement de la condensation à l'origine des précipitations.
À 60 degrés nord et 60 degrés sud, des masses d'air différentes se rencontrent et donnent lieu à des précipitations frontales. Enfin, aux pôles, l'air s'enfonce en raison du froid, ce qui provoque peu de précipitations.
Changements saisonniers
Selon la saison, il y a des périodes de temps plus frais et une réduction des heures d'ensoleillement. Cela signifie que moins de plantes font de la photosynthèse, et donc que les plantes absorbent moins deCO2. Le carbone atmosphérique global est plus élevé en hiver qu'en été.
L'effet albédo
L'effet albédo décrit la capacité d'une surface à réfléchir le rayonnement solaire. La capacité d'une surface à réfléchir le rayonnement solaire est corrélée à sa couleur. Par exemple, la neige blanche au sommet des glaciers et des calottes glaciaires réfléchit la majorité du rayonnement entrant, tandis que les océans et les forêts sombres absorbent la majorité du rayonnement entrant. Cette chaleur est ensuite redistribuée dans les circulations d'air et les courants marins.
Les avantages du dioxyde de carbone dans l'atmosphère
Maintenant que tu comprends l'effet de serre, il est clair que leCO2 joue un rôle fondamental dans le maintien du climat de la Terre. Si l'effet de serre n'existait pas - si nous n'avions pas deCO2 et d'autres gaz à effet de serre dans l'atmosphère, capturant la chaleur - la Terre serait inhabitable ! Il ferait beaucoup trop froid.
En plus de jouer un rôle important dans le maintien de la chaleur sur Terre, le dioxyde de carbone est également essentiel à la vie des plantes. Les animaux expirent leCO2, les plantes l'inspirent. Toutes les plantes de la Terre, y compris toutes les cultures que nous utilisons pour nous nourrir, utilisent leCO2 dans leur processus de photosynthèse ; comme le sol et la lumière du soleil, leCO2 est la nourriture des plantes. Grâce à la photosynthèse, les plantes contribuent à réguler la quantité deCO2 dans l'atmosphère.
Causes de l'augmentation des niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère
Jusqu'ici, tout va bien, n'est-ce pas ? Mais il y a de fortes chances que tu aies entendu parler de l'effet de serre associé négativement au changement climatique. En effet, un excès de gaz à effet de serre dans l'atmosphère peut aggraver l'effet de serre et rendre la Terre trop chaude .
L'activité humaine a provoqué une augmentation des gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Ces activités comprennent la combustion de combustibles fossiles (pétrole et gaz) pour le transport, l'infrastructure énergétique ou l'industrie, la déforestation (qui libère leCO2 que les arbres stockaient) et l'agriculture (de grands troupeaux d'animaux libèrent du CH4).
Les gaz libérés par l'homme créent une couverture de serre plus épaisse, ce qui fait que l'atmosphère de la Terre retient une plus grande partie du rayonnement réfléchi que d'habitude, ce qui entraîne une augmentation de la température. Cela entraîne un réchauffement de la planète.
Si les activités humaines continuent d'augmenter l'effet de serre, cela aura également un impact sur l'effet albédo. Dans le cas de la glace et de la neige, cela peut créer une boucle de rétroaction positive.
L'augmentation des températures due à l'effet de serre entraîne la fonte de la glace dans les régions glaciaires. La fonte de la glace révèle la couleur sombre de la mer ou de l'océan. Plus de chaleur est absorbée par les couleurs sombres, ce qui entraîne une augmentation des températures. L'augmentation des températures fera fondre encore plus de glace.
Trois façons d'éliminer le dioxyde de carbone de l'atmosphère
Nous pouvons réduire la quantité deCO2 que nous ajoutons à l'atmosphère en réduisant les activités qui libèrent des gaz à effet de serre, comme la combustion de combustibles fossiles. Mais comment pouvons-nous éliminer une partie duCO2 déjà présent dans l'atmosphère ? Des dizaines d'idées ont été avancées, notamment la construction de machines complexes capables de séquestrer le carbone. Mais pour l'instant, la méthode la plus simple et la plus pratique consiste à investir dans des puits de carbone naturels : des éléments qui absorbent plus deCO2 qu'ils n'en rejettent.
La sylviculture
Comme toutes les plantes, les arbres utilisent le dioxyde de carbone dans leur processus de photosynthèse. Les arbres peuvent séquestrer une quantité incroyable deCO2 en fonction de leur taille et de leur âge. Ensemble, sous forme de forêts anciennes à grande échelle, les arbres agissent comme d'importants puits de carbone.
Pour permettre à ce système naturel de perdurer, nous devons réduire la déforestation tout en augmentant ou en permettant le reboisement ou l'afforestation. En d'autres termes, plus il y a d'arbres au sol, moins il y a deCO2 dans l'atmosphère.
Pour en savoir plus sur la relation entre les forêts et le carbone, consulte notre explication de la déforestation !
Le carbone bleu
Le carbonebleu est le carbone stocké dans les océans et les zones humides de la Terre. Cela inclut la grande variété de la vie végétale associée à l'eau, mais aussi un héros improbable : le phytoplancton. Le phytoplancton, qui est un minuscule protiste, réalise la photosynthèse comme les plantes. On pense aujourd'hui que le phytoplancton absorbe beaucoup plus de carbone qu'on ne le pensait à l'origine.
Pour permettre à ce processus de se poursuivre, les zones humides et les océans doivent être protégés, voire restaurés dans les régions où ils ont été perturbés, en particulier dans les écosystèmes aquatiques connus pour abriter de grandes quantités de phytoplancton et les animaux qui s'en nourrissent.
L'agriculture du carbone
Lorsque les forêts sont déboisées pour faire place à l'agriculture, le carbone qui avait été stocké dans les arbres - et dans le sol - est libéré dans l'atmosphère. Les terres qui ont déjà été cultivées pendant longtemps peuvent subir l'érosion du sol et perdre leur capacité à stocker le carbone.
Lorsque le sol est sain, il peut stocker du carbone. Lorsqu'il est malsain, le sol ne stocke pratiquement pas de carbone et peut à peine absorber l'eau. Cela peut même entraîner des inondations.
Il existe des méthodes que les agriculteurs peuvent utiliser pour maintenir le sol en bonne santé et reproduire le piégeage du carbone qui aurait été effectué par les plantes sauvages, notamment en plantant des cultures de couverture lorsque le champ n'est pas utilisé, en carbonisant et en enterrant les plantes indésirables sous forme de biochar, et en faisant du compostage. Les éleveurs de bétail peuvent également utiliser le pâturage tournant pour permettre à leur sol de rester en bonne santé et à leurs pâturages de continuer à séquestrer le carbone.
Carbone atmosphérique - Principaux enseignements
Les gaz atmosphériques jouent un rôle important dans l'effet de serre. Les gaz à effet de serre créent une couverture qui réchauffe la Terre pour permettre la vie.
L'effet de serre a un impact sur la température et la répartition des précipitations.
L'effet d'albédo fait référence à la réflectivité des surfaces, ce qui signifie qu'elles reflètent le rayonnement solaire ou l'absorbent.
L'équilibre du cycle du carbone est maintenu grâce à la régulation atmosphérique. La photosynthèse des organismes terrestres et océaniques contribue à réguler les niveaux de dioxyde de carbone et à équilibrer la température moyenne de la Terre, tandis que la santé du sol équilibre la quantité de carbone organique stockée dans le sol.
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