Méthane (CH4 )
Figure TS 11 — a) Variation de la concentration
de CH4 (fraction molaire, ppb = 10-9) déterminée
à partir de carottes glaciaires, de névés et d’échantillons
d’air complet, tracée pour les 1000 dernières années.
Le forçage radiatif, représenté approximativement par
une échelle linéaire depuis l’ère préindustrielle,
est tracé sur l’axe de droite. b) Concentration
de CH4 moyennée mondialement (variation mensuelle) et
désaisonnalisée (ligne lisse) tracée pour la période
1983-1999. c) Taux instantané de croissance annuelle
(ppb/an) de la teneur atmosphérique mondiale en CH4 de
1983 à 1999, calculé comme une dérivée de la
courbe de tendance désaisonnalisée ci-dessus. Les incertitudes
(lignes pointillées) sont des erreurs types de ±1. [Fondée
sur la Figure 4.1] |
Figure TS 12 — Concentration moyenne mondiale (ppt) de CFC-11
(CFCI3) dans la troposphère, de 1950 à 1998, déterminée
à partir de mesures lissées et de modèles d’émission.
Le forçage radiatif du CFC-11 est indiqué sur l’axe
de droite. [Fondée sur la Figure
4.6] |
La concentration de méthane (CH4) dans l’atmosphère
a augmenté d’environ 150 pour cent (1060 ppb) depuis 1750. La
concentration actuelle de CH4 est la plus élevée jamais
enregistrée depuis 420 000 ans. Le méthane (CH4) est
un gaz à effet de serre d’origine à la fois naturelle (par
exemple les terres humides) et anthropique (par exemple l’agriculture, l’exploitation
du gaz naturel ou les décharges contrôlées). Un peu plus de
la moitié des émissions actuelles de CH4 sont dues aux
activités humaines. Le CH4 est éliminé de l’atmosphère
par réaction chimique. Comme l’indique la figure
TS 11, des mesures systématiques, représentatives à l’échelle
mondiale, de la teneur en CH4 de l’atmosphère sont effectuées
depuis 1983; pour les périodes antérieures, on s’est fondé
sur les informations fournies par les bulles d’air piégées
dans les carottes glaciaires et les couches de névé. Le forçage
radiatif directement imputable au CH4 est actuellement de 0,48 Wm-2,
soit 20 pour cent du forçage total causé par l’ensemble des
gaz à effet de serre persistants et bien mélangés (voir la
figure TS 9).
La teneur en CH4 de l’atmosphère continue d’augmenter
et est passée d’environ 1610 ppb en 1983 à 1745 ppb en 1998,
quoique sa progression annuelle se soit ralentie durant cette période.
Cette progression a été très variable pendant les
années 90 : proche de zéro en 1992, elle a atteint jusqu’à
13 ppb en 1998. Il n’y a pas d’explication quantitative claire de
cette variabilité. Depuis le deuxième Rapport d’évaluation,
la quantification de certaines sources anthropiques de CH4 telles
que la riziculture s’est améliorée.
Le taux d’accroissement de la concentration de CH4
dans l’atmosphère résulte d’un léger déséquilibre
entre des sources et des puits mal caractérisés, ce qui rend problématique
toute prévision en la matière. Bien que les principaux agents
contribuant au bilan global du CH4 aient été identifiés,
la plupart d’entre eux sont assez mal quantifiés en raison de la
difficulté à évaluer les taux d’émission de
sources biosphériques très variables. Les insuffisances de l’évaluation
quantitative et de la caractérisation de l’importance des sources
de CH4 empêchent de prévoir l’évolution
de la concentration de ce gaz dans l’atmosphère (et donc sa contribution
au forçage radiatif) pour tout scénario d’émissions
anthropiques donné, d’autant plus que les changements climatiques
peuvent influer considérablement sur les émissions naturelles
et l’élimination du CH4.
Oxyde nitreux (N2O)
La concentration d’oxyde nitreux (N2O) dans l’atmosphère
a augmenté régulièrement depuis le début de l’ère
industrielle, au point d’être aujourd’hui supérieure
de 16 pour cent (46 ppb) à son niveau de 1750. La concentration actuelle
de N2O n’a pas été dépassée depuis
au moins un millénaire. L’oxyde nitreux est également un gaz
à effet de serre d’origine à la fois naturelle et anthropique,
qui s’élimine de l’atmosphère par réaction chimique.
La concentration de N2O dans l’atmosphère continue d’augmenter
au rythme de 0,25 pour cent par an (1980-1998). On note de fortes variations interannuelles
de cette tendance à l’accroissement de la concentration de N2O
: ainsi, on a enregistré une réduction de 50 pour cent du taux d’accroissement
annuel entre 1991 et 1993. Plusieurs raisons possibles ont été avancées,
et notamment une utilisation moindre des engrais azotés, une diminution
des émissions de N2O d’origine biologique et une accentuation
des pertes stratosphériques due à une modification de la circulation
en raison de l’activité volcanique. Depuis 1993, le rythme de l’accroissement
de la concentration de N2O s’est rapproché de celui enregistré
durant les années 80. Si cette variance pluriannuelle a permis de mieux
comprendre les processus qui régissent le comportement du N2O
dans l’atmosphère, l’évolution pluriannuelle de la concentration
de ce gaz à effet de serre reste en grande partie inexpliquée.
Le bilan global de l’oxyde nitreux est mieux équilibré
que dans le deuxième Rapport d’évaluation, mais il reste
encore d’importantes incertitudes quant aux émissions imputables
aux différentes sources. On évalue les sources naturelles
de N2O à environ 10 TgN/an (1990), dont environ 65 pour cent
en provenance des terres émergées et 30 pour cent en provenance
des océans. De nouvelles évaluations, revues à la hausse,
chiffrent les émissions d’origine anthropique (agriculture, combustion
de la biomasse, activités industrielles et élevage) à quelque
7 TgN/an, ce qui contribue à un meilleur équilibre des valeurs
estimées correspondant aux sources et aux puits, en comparaison des indications
données dans le deuxième Rapport d’évaluation. Toutefois,
la capacité de prévision concernant cet important gaz à
effet de serre persistant ne s’est guère améliorée
depuis la dernière évaluation. Le forçage radiatif est
évalué à 0,15 Wm-2, soit 6 pour cent du forçage
radiatif total dû à l’ensemble des gaz à effet de
serre persistants et bien répartis à l’échelle du
globe (voir la figure TS 9).
Hydrocarbures halogénés et composés apparentés
Par suite de la réduction des émissions découlant de
l’application des dispositions du Protocole de Montréal et de ses
Amendements, la concentration dans l’atmosphère de bon nombre des
gaz à effet de serre qui contribuent en outre à l’appauvrissement
de la couche d’ozone diminue (CFC-11, CFC-113, CH3CCl3
et CCl4) ou augmente plus lentement (CFC-12). Bon nombre de ces hydrocarbures
halogénés sont également des gaz a effet de serre persistants
à effet radiatif direct. Ces composés carbonés qui
contiennent du fluor, du chlore, du brome ou de l’iode sont, dans la plupart
des cas, des sous-produits de l’activité humaine. Les hydrocarbures
halogénés qui contiennent du chlore (par exemple les chlorofluorocarbones,
ou CFC) et du brome (par exemple les halons) provoquent l’appauvrissement
de la couche d’ozone stratosphérique et sont réglementés
par le Protocole de Montréal. L’abondance troposphérique
combinée des gaz appauvrissant la couche d’ozone a atteint son
maximum en 1994 et diminue lentement depuis. L’abondance atmosphérique
de certains des principaux hydrocarbures halogénés à effet
de serre a également atteint son maximum, comme on le voit pour le CFC-11
à la figure TS 12. Les concentrations des
CFC et des hydrocarbures chlorés dans la troposphère sont conformes
aux données sur les émissions. Les hydrocarbures halogénés
engendrent un forçage radiatif de 0,34 Wm-2, ce qui représente
14 pour cent du forçage radiatif imputable à l’ensemble
des gaz à effet de serre répartis de façon homogène
à l’échelle du globe (figure
TS 9).
On a pu constater l’accroissement de la concentration dans l’atmosphère
des produits de remplacement des CFC, dont certains sont des gaz à effet
de serre. Les hydrocarbures partiellement chlorofluorés (HCFC) et
partiellement fluorés (HFC) y sont en effet plus abondants en raison
de la persistance de leurs usages antérieurs et de leur utilisation comme
produits de remplacement des CFC. Ainsi, la concentration de HFC-23 a plus que
triplé entre 1978 et 1995. Comme les HFC sont encore relativement peu
abondants, ils contribuent peu au forçage radiatif. Il en va de même
pour les HCFC, et les émissions futures de ces gaz sont en outre limitées
par le Protocole de Montréal.
Les hydrocarbures perfluorés (PFC, tels que CF4 et C2F6)
et l’hexafluorure de soufre (SF6), d’origine anthropique,
ont un temps de séjour atmosphérique extrêmement long et
sont d’excellents absorbants du rayonnement infrarouge. En conséquence,
ces composés, même rejetés en quantités relativement
minimes, peuvent avoir une influence durable sur le climat. Le perfluorométhane
(CF4), initialement d’origine naturelle, séjourne dans
l’atmosphère pendant au moins 50 000 ans. Par contre, les émissions
anthropiques actuelles de ce composé, qui sont mille fois au moins plus
importantes que les émissions naturelles, sont la cause de l’accroissement
manifeste de sa concentration. Quant à l’hexafluorure de soufre
(SF6), c’est un gaz à effet de serre 22 200 fois plus
actif, à poids égal, que le CO2. Si sa concentration
dans l’atmosphère est encore très faible (4,2 ppt), elle
augmente à un rythme élevé (0,24 ppt/an). Il y a concordance
entre le taux de croissance observé du SF6 atmosphérique
et ses émissions, calculées sur la base des données révisées
de vente et de stockage.
