Forçage radiatif : un système climatique perturbé, explications

Mis à jour le par Equipe Rédaction

Le forçage radiatif est un terme employé en climatologie afin de désigner une perturbation de l’équilibre du système climatique, en lien avec des facteurs externes au climat. Notion méconnue, elle est pourtant tout à fait accessible et permet de comprendre le phénomène du dérèglement du climat : il s’agit en fait du mécanisme en cause dans le phénomène de l’effet de serre. Décryptage 👇

Forçage radiatif : un système climatique perturbé, explications

C’est quoi, le forçage radiatif ?

🤓 Le forçage radiatif du système climatique désigne toute variation de l’énergie transmise à l’ensemble du système Terre / atmosphère, causée par des changements des facteurs de forçage. Voilà, on est bien avancés, avec ça 😅 !

👉 En clair, c’est la différence entre l'énergie radiative reçue et l'énergie radiative émise par le système Terre/atmosphère, c’est-à-dire :

  • Entre le rayonnement solaire qui pénètre notre atmosphère ☀️ ;
  • Et le rayonnement infrarouge qui en sort.

En principe, lorsqu’il est à l’équilibre, le bilan radiatif du système climatique est neutre : autrement dit la quantité de rayonnement reçue du soleil est équivalente à celle qui est réémise et restituée dans l’espace, après avoir été en partie absorbée pour permettre le maintient d’une température constante. 

Mais cette balance peut se déséquilibrer dans un sens comme dans l’autre ⚖️, ce qui est le cas actuellement, d’où le dérèglement climatique actuel : le système évolue, les températures augmentent ou baissent selon le cas, et atteignent petit à petit un nouvel équilibre.

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Forçage radiatif et impact sur le climat

Tout comme le cycle du carbone, le forçage radiatif est l’une des notions qui permet de comprendre les mécanismes de régulation du climat qui sous-tendent le réchauffement actuel.

Il se mesure en watt par mètres carrés (W/m2) et permet de quantifier l’impact de certains facteurs – naturels ou d’origine humaine - sur l’équilibre énergétique du système Terre/atmosphère 🌍. En résumé, s’il y a plus de rayonnement reçu qu’émis, le forçage radiatif est positif et le système se réchauffe 🥵, et à l’inverse, si l’énergie émise dépasse l’énergie reçue, il se refroidit 🥶.

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Les facteurs naturels de forçage radiatif

Les facteurs naturels impactant le forçage radiatif concernent essentiellement le rayonnement reçu.

  • Ainsi, ce dernier est impacté par les variations du cycle solaire ou celles de l'orbite de la Terre et de son axe de rotation, qui peuvent être source de forçages radiatifs.
  • À l’inverse, les éruptions volcaniques augmentent la quantité de matière en suspension dans l’atmosphère et influent donc sur la quantité des rayonnements reçus du système solaire : C’est ce qu’on appelle l’effet parasol, que l’on doit aux aérosols volcaniques qui refroidissent le climat. L’atmosphère est moins transparente, et une partie du rayonnement est directement renvoyé dans l’espace sans parvenir jusqu’au sol. C’est en fait le dioxyde de soufre (SO2) alors émis en grande quantité qui va former des gouttelettes d’acide sulfurique dans l’atmosphère, qui y subsisteront quelques années.

C’est ainsi que les grandes éruptions volcaniques refroidissent le climat pendant quelques années 🥶, en libérant dans la stratosphère d'énormes quantités de soufre qui se transforment en aérosols, atténuant le rayonnement solaire qui pénètre notre atmosphère. 

Ainsi, l'éruption du volcan Pinatubo de 1991, aux Philippines a injecté 20 millions de tonnes de dioxyde de soufre dans la stratosphère et provoqué un refroidissement global moyen de 0,4 °C pendant 2 ans 😯. En cas d’éruptions volcaniques sur de longues durées, on peut assister à un « hiver volcanique », dont la durée et la sévérité dépendra de l’intensité de l’épisode volcanique en question. On doit sans doute la disparition des dinosaures à un mécanisme similaire il y a 65 millions d’années 🦖.

Les facteurs de dérèglement d’origine humaine

L’Homme possède désormais une telle influence sur son milieu et sur la planète qu’il rivalise, souvent défavorablement, avec les forces de nature. L’emprise qu’il exerce est telle que son environnement s’en trouve durablement modifié : l’Homme est ainsi devenu un facteur de forçage radiatif. 👉 Anthropocène : qu'est-ce que c'est ?

Les activités humaines influent en effet sur cet équilibre énergétique du système Terre/atmosphère : c’est le cas des émissions de gaz à effet de serre, et dans une moindre mesure, de la déforestation ou de la fonte des glaces.

  • Les gaz à effet de serre (le CO2, principalement, mais aussi le méthane, le protoxyde d’azote, les Hydrofluorocarbures et Hydrocarbures perfluorés), qui s’accumulent dans notre atmosphère, en particulier depuis le début de l’ère industrielle et du fait de l’utilisation et de la combustion intensives des énergies fossiles, emprisonnent dans cette dernière les rayonnements infrarouges renvoyés par le sol. 👉 Empreinte carbone : qu’est-ce que c’est ? Comment la calculer, la réduire ?
  • De son côté, la déforestation modifie la capacité des sols à absorber et à réfléchir les rayonnements reçus, de même que les équilibres gazeux de l’atmosphère.
  • De même, la fonte de la banquise remplace une surface blanche par une surface bleu marine ❄️. De ce fait, l’énergie est davantage absorbée, ce qui réchauffe la terre : c’est ce qu’on appelle son albédo, son pouvoir réfléchissant. Cette énergie qui s’accumule sur la terre réchauffe l’océan, fait fondre la glace, se dissipe dans le sol et participe à son tour à réchauffer l’atmosphère…

L’équilibre radiatif est donc, de bien des manières, profondément bouleversé 😔 …

👉 Quelles sont les 5 causes principales du réchauffement climatique ?

La géoingénierie, future option de politique climatique ?

Et c’est là qu’une idée naît dans certains esprits : et si, en plus de (ou au lieu de) s’efforcer de parvenir à une neutralité carbone afin de lutter contre le réchauffement climatique, on prenait le problème dans l’autre sens ? En injectant des particules de soufre dans l’atmosphère, par exemple, une partie des rayonnements solaires pourrait théoriquement être renvoyé vers l’espace, ce qui permettrait au climat de se refroidir 🥶.

Bon, outre le fait qu’à ce stade, on puisse légitimement se poser la question suivante : « mais où diable l’Homme va-t-il enfin s’arrêter🤯 ?! », il s’agit d’un jeu qui pourrait s’avérer dangereux, d’après de nombreux scientifiques qui en appellent à un accord international de non-utilisation de la géoingénierie solaire. 

En effet, selon les experts, le déploiement de cette technologie ne pourrait pas être gouverné à l’échelle mondiale de manière équitable et efficace, et pourrait causer de nombreux effets collatéraux non maitrisés pour certaines régions du monde, sans parler du fait que si elle était arrêtée brutalement, les températures remonteraient en flèche très rapidement.

👉 La géo-ingénierie solaire, la solution au réchauffement climatique ?

À retenir

Le forçage radiatif est une notion rarement expliquée, et pourtant centrale pour bien comprendre le phénomène du réchauffement climatique. Il s’agit de la différence entre le rayonnement solaire qui pénètre notre atmosphère et le rayonnement infrarouge qui en sort. Ainsi, lorsque le système est à l’équilibre, les températures restent constantes. Si l’énergie reçue l’emporte sur celle émise, les températures se réchauffent, et inversement. De nombreux facteurs sont source d’un forçage radiatif, influant dans un sens ou dans l’autre sur l’équilibre climatique. Certains sont d’origine naturelle, d’autres d’origine anthropique. Le gaz à effet de serre qui s’accumule dans l’atmosphère, notamment, retient les rayonnements infrarouges renvoyés par le sol, et provoque un réchauffement du climat.

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Sources : actu-environnement.com, futura-sciences.com, notre-planete.info, fresqueduclimat.org, youmatter.world

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📷 By Anne-Fleur Saraux. 

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