Forçage radiatif : définition, origines et impact sur le climat

Dernière modification le 5 Juin 2020

Qu’est-ce qu’un forçage radiatif ? Quelles en sont les causes, naturelles et anthropiques ? Comment les forçages radiatifs liés à l’activité humaine impactent-ils le climat de la planète ?

Définition du forçage radiatif

Le forçage radiatif est un terme de climatologie qui désigne un phénomène de perturbation de l’équilibre d’un système climatique par des facteurs externes au climat proprement dit. Cette perturbation concerne le différentiel entre les énergies radiatives (rayonnement) reçues et émises par ce système climatique. Si l’énergie reçue est supérieure à l’énergie émise, le forçage radiatif est positif. Dans le cas contraire, il est négatif.

En situation d’équilibre, sur une durée donnée, le bilan radiatif du système climatique terrestre est neutre : la quantité de rayonnement reçue du soleil est équivalente à celle qui est réémise dans l’espace par le système planète/atmosphère, après absorption de la part de cette énergie qui permet au système de se maintenir à température moyenne constante. Quand les facteurs externes d’un forçage radiatif modifient cette balance, la température augmente ou diminue selon la nature du différentiel, pour conduire progressivement le système à un état d’équilibre nouveau, par un jeu d’ajustements successifs.

Facteurs de forçage radiatif naturels et d’origine humaine

Les causes externes de rupture de l’équilibre radiatif sont de deux ordres :

  • celles qui impactent la quantité d’énergie reçue,
  • celles qui modifient la quantité d’énergie émise.

Facteurs naturels

Ils concernent principalement le rayonnement reçu. Là aussi, de manière schématique, deux sources sont à distinguer :

  • Les forçages d’origine solaire : ils sont dus aux variations périodiques d’intensité de l’activité de l’astre, mais aussi aux infléchissements de l’orbite de la Terre et de son axe de rotation qui modifient la quantité de radiations reçues et leur répartition sur la surface de la planète.
  • L’effet parasol : les variations de quantités d’aérosols en suspension dans l’atmosphère influent sur le degré de transparence de celle-ci vis-à-vis du rayonnement solaire. Si la concentration des aérosols augmente, une partie accrue de ce rayonnement est renvoyé dans l’espace sans parvenir jusqu’au sol et la température baisse. Ces aérosols peuvent être des gaz et/ou des particules, principalement générés par des éruptions volcaniques fréquentes sur une longue durée, mais aussi plus ponctuelles et particulièrement massives, entraînant un « hiver volcanique » plus ou moins intense et durable.

Facteurs anthropiques

  • Dès lors qu’il a exercé une emprise significative sur son environnement, l’homme a été facteur de forçage radiatif : dès les temps anciens, les déforestations incessantes ont modifié les sols et leur capacité d’absorption/réflexion des radiations, ainsi que les équilibres gazeux de l’atmosphère.
  • Le phénomène s’est cependant amplifié de façon exponentielle avec l’ère industrielle et la généralisation de l’usage des énergies fossiles : leur combustion entraîne l’accumulation dans l’atmosphère à la fois de particules et de gaz à effet de serre (GES) qui perturbent significativement l’équilibre radiatif.

Forçage radiatif anthropique et réchauffement climatique

Si les émissions d’origine humaine d’aérosols de type particules ont tendance à refroidir l’atmosphère (à l’image de celles d’origine volcanique), cet effet de forçage est sans commune mesure avec celui, inverse, des gaz à effet de serre générés par l’usage des combustibles fossiles. Ces gaz, en effet, ont la propriété de retenir les rayonnements infrarouges renvoyés par la croûte terrestre (effet couvercle vs effet parasol), puis de les restituer à l’atmosphère. Ce sont donc autant de rayonnements qui ne sont pas réémis vers l’espace mais conservés par le système climatique. Leur influence majeure sur le réchauffement climatique, un temps contestée par les climatosceptiques, est aujourd’hui scientifiquement avérée.

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