Resumen de L'effect de serre atmosphérique: plus subtil qu'on ne le croit!

Jean-Louis Dufresne, Jacques Treiner

• English

  State-of-the-art radiative models can be used to calculate in a rigorous and accurate manner the atmospheric greenhouse effect, as well as its variation with concentration in water vapour or carbon dioxide. A simple explanation of this effect uses an analogy with the greenhouse effect produced by a glass window. While this analogy has pedagogical virtues and provides a first order explanation of the mean temperature of the Earth, it has an important drawback; it is not able to explain why the greenhouse effect increases with increasing carbon dioxide concentration. Indeed, absorption of infrared radiation by carbon dioxide is, under this scheme, almost at its maximum and depends very weakly on CO2 concentration. It is said to be saturated. In this paper, we explore this question and propose an alternative model which, while remaining simple, correctly takes into account the various mechanisms and provides an understanding of the increasing greenhouse effect with CO2 concentration, together with the corresponding climate warming. The role of the atmospheric temperature gradient is particularly stressed.

• français

  Les modèles radiatifs actuels 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. Pour expliquer simplement cet 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 a néanmoins un inconvénient important : il ne permet pas d'expliquer pourquoi l'effet de serre de la Terre varie lorsque la concentration de CO2 varie. En effet, dans les conditions actuelles, l'absorption sur toute la hauteur de l'atmosphère du rayonnement infrarouge par le dioxyde de carbone est quasi maximale : elle ne dépend que très faiblement d'une variation de la concentration de ce gaz. On dit qu'elle est saturée. Nous en expliquons les raisons dans cet article et présentons un modèle alternatif qui, quoique simple, prend correctement en compte les différents mécanismes et permet de comprendre l'accroissement de l'effet de serre lorsque la concentration de CO2 augmente ainsi que le réchauffement climatique associé. Le rôle du gradient vertical de température dans l'atmosphère est particulièrement souligné.