Le présent dossier de formation a été rédigé en 2010. Il analyse, avec les outils théoriques usuels du génie climatique, le réchauffement climatique constaté à l'époque. De niveau 5 à 7, il est particulièrement formateur si l'on est concerné par la théorie des échanges de chaleur.
Pour étudier le réchauffement climatique il nous faut d'abord comprendre l'équilibre thermique de la planète. L'essentiel de la chaleur qui maintient la Terre en température est en provenance du soleil.
Parmi les centaines de milliards de grandes galaxies de l’univers se trouve la notre (la voie lactée) qui contient elle-même quelques centaines de milliards d'étoiles… dont notre soleil.
Comme pour toutes les étoiles, la masse du soleil est telle, qu’en son centre, les atomes comprimés font l’objet de réactions de fusion nucléaire d’une puissance «astronomique» de 3,826 × 1026 [W]. Cette énergie est diffusée vers l’espace sous forme de rayonnements électromagnétiques tels que la lumière.
Une «minuscule partie» de la puissance diffusée (1,744 x 1017 [W]) atteint l’atmosphère de notre planète à raison d’une puissance de 342 [W/m²] (*).
(*) Valeur moyennée sur l’année et ramenée à la surface totale au sol de la terre (continents et océans).
Sur les 342 [W/m²], 30% sont réfléchis vers l’espace et 235 [W/m²] participent à l’équilibre thermique de notre planète.
Données: site du CNRS, dossier Climat, systèmes et facteurs climatiques, effet de serre.
En comparaison, la puissance énergétique que nous produisons est, en proportion, minuscule. De l’ordre est de 1,5 x 1013 [W] en 2008 (soit 0,03 [W/m²]), elle augmente sensiblement de 1% chaque année et correspond à 1/10000ème de ce que nous recevons du soleil.
Si cette puissance d’origine humaine n’est plus négligeable puisqu’elle représente par exemple plus de 50% de la puissance de chauffe que nous recevons du centre de la terre, elle serait totalement insuffisante pour engendrer le réchauffement climatique, annoncé de plusieurs degrés ces prochaines décennies.
Ainsi, on estime que la planète a reçu du soleil au début du siècle dernier un surplus momentané(*) de puissance calorifique de plusieurs dizaines de fois supérieur à ce que génère notre activité actuelle avec un réchauffement naturel de quelques 1/10 de [K] seulement …
(*) La quantité de chaleur reçue par notre planète varie en fonction de l’activité du Soleil et de la position relative de la Terre. Cette variation n'explique pas le réchauffement climatique actuel, annoncé de plusieurs degrés ces prochaines décennies. La position astronomique de la Terre par rapport au Soleil est le principal facteur de variabilité naturelle. Les principaux cycles dépendent de la variation de l’excentricité de l’orbite terrestre (cycle de 100 000 ans), de l’obliquité de l’axe des pôles (cycle d’environ 41 000 ans) et de la précession des équinoxes. L’activité solaire fluctue aussi en fonction du nombre de "taches solaires" qui font varier l’intensité de l’émission solaire. Des cycles de onze ans se superposant à des périodicités plus longues (200-300 ans) ont été identifiés.Source: Les indices du réchauffement climatique IFEN, n° 102.
Le graphique ci-dessous indique l'évolution des températures continentales et océaniques de 1880 à 2007 en [K].Source: National Climatic Data Center
Question
Quelle a été l'élévation de température "au sol" de la planète entre 1975 et 2005?
Quelle a été l'élévation de température "au sol" sur un siècle entre 1905 et 2005?
L'élévation de la température "au sol" entre 1905 et 1945 a été d'environ 0,4 [K]
L'élévation de la température "au sol" entre 1975 et 2005 a été d'environ 0,6 [K]
Sur un siècle entre 1905 et 2005, l'élévation de la température "au sol" de la planète a été d'environ 1 [K], ce qui est déjà très important.
Un réchauffement supplémentaire de 2 à 4 [K] est annoncé sur les décennies suivantes.
Si le réchauffement de la planète n'est pas dû à une variation de l'activité du soleil, il nous reste à comprendre, avec les outils de notre branche professionnelle, comment notre "petite activité" pourrait provoquer en quelques dizaines d'années une augmentation catastrophique de 2 à 4 degrés.