ENVIRONNEMENT GLOBAL

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Désormais sujet de débat politique et faisant une entrée remarquée sur la scène diplomatique internationale, la question de la transformation de l'environnement par la civilisation moderne cesse d'être l'unique apanage des scientifiques ou des « amis de la nature ». Devenue globale, la question se pose autrement qu'en termes de création de réserves naturelles ou de protections de voisinage.

L'altération de l'air, même par des produits apparemment inoffensifs, est au c÷ur du débat. Mais ni la dispersion de ces produits ni l'éloignement de leurs sources d'émission ne permettent d'évacuer le problème inhérent à la dimension finie de notre planète, à la circulation globale de son atmosphère.

Depuis l'Année géophysique internationale de 1957, l'homme mesure avec précision les modifications de l'environnement à l'échelle globale, plus spécifiquement celles de la composition chimique de l'atmosphère. Prévu depuis au moins un siècle par quelques scientifiques, l'enrichissement de l'atmosphère en gaz carbonique résulte indubitablement de nos activités agricoles et industrielles : déforestation et combustion de carburants fossiles. Pour aussi nouvelle qu'elle paraisse, cette modification de l'environnement par l'homme n'est que la manifestation, à l'échelle de la planète, d'un processus commencé depuis au moins huit mille ans avec l'émergence de l'agriculture. Pendant longtemps, l'homme a vu dans son environnement des puissances à apaiser et à maîtriser, des menaces à combattre. Défrichant les forêts pour étendre l'agriculture et l'élevage, manipulant les espèces végétales et animales, l'homme n'a eu de cesse qu'il n'eût sinon conquis, du moins apprivoisé, la nature. Ce n'est que depuis un siècle et demi que l'on voit dans la nature sauvage, non apprivoisée, des éléments à préserver, voire à protéger. La conquête semblerait alors complète : la Terre serait entre nos mains.

On craint cependant que cette conquête ne se retourne contre nous ; transformant la composition de l'atmosphère, nous perturbons les échanges d'énergie qui déterminent le climat. Il ne s'agit pas de pollution au sens usuel puisque les gaz en question (gaz carbonique, méthane, même les chlorofluorocarbures [CFC]) sont des gaz inoffensifs, voire utiles, et indétectables par nos sens. L'alerte vient donc des scientifiques, d'où la nécessité d'expliquer en quoi ces émissions de gaz, associées à l'agriculture (le méthane), à la préservation des aliments (les CFC utilisés dans la réfrigération) et à la production d'énergie (gaz carbonique) peuvent constituer un danger. Pour évaluer correctement les risques et les implications d'un changement climatique rapide et important, pour décider s'ils doivent nous conduire à réviser nos modes de production et de consommation, il faut comprendre les mécanismes qui gouvernent le climat.

L'atmosphère et le rayonnement

Le climat et sa variabilité

Enveloppe gazeuse entourant notre planète, médiatrice entre la biosphère et le cosmos, l'atmosphère rend possible la vie tout en étant son produit. Sans régénération par la photosynthèse, l'oxygène de l'atmosphère disparaîtrait en quelques millions d'années. Son abondance actuelle (21 p. 100 de l'air atmosphérique) résulte d'un léger déséquilibre — s'étendant sur des centaines de millions d'années — entre la production d'oxygène par la photosynthèse des plantes vertes et sa destruction par leur respiration et par leur décomposition. Ce même déséquilibre a créé les carburants fossiles, et il explique en partie le niveau relativement faible de gaz carbonique dans l'atmosphère actuelle.

Comme l'atmosphère modère les flux d'énergie entre le Soleil, la surface terrestre et le cosmos, puis répartit la chaleur et l'eau des zones où elles sont abondantes vers celles qui sont moins bien pourvues, elle permet l'extension de la biosphère à pratiquement l'ensemble de la Terre. Le climat, qui dépend également de nombreux facteurs non atmosphériques (astronomiques, géologiques, océaniques, etc.), se définit d'abord par une description statistique de l'état de l'atmosphère près du sol : température, pression, vent, humidité, nébulosité, précipitations, ensoleillement, etc. Cet ensemble de paramètres détermine quelles espèces végétales et animales pourront s'épanouir à tel ou tel endroit.

Les paramètres météorologiques fluctuent au jour le jour. Autrefois, ces fluctuations semblaient appartenir au domaine de l'aléatoire ; cela reste vrai aujourd'hui au-delà de dix jours de prévision. En climatologie, nous relions le temps apparemment désordonné de la météorologie aux cycles apparemment immuables des astronomes : le climat, c'est ce qui habille le paysage, ce sur quoi nous pouvons compter, comme le retour de l'été après l'hiver. Cependant, le climat ne saurait être résumé au seul ensemble de valeurs moyennes, mois par mois : il comporte sa propre variabilité. Paradoxalement, il peut être tout à fait normal de subir des conditions exceptionnelles s'écartant considérablement des valeurs moyennes ; alors qu'une année où tout suivrait la courbe moyenne « normale » serait, elle, fort exceptionnelle !

Le flux d'énergie qui maintient à la surface de la Terre des températures permettant l'existence d'eau à l'état liquide et l'épanouissement de la vie vient entièrement (à 99,97 p. 100) du Soleil, principalement sous forme de lumière visible et de rayonnement proche infrarouge. Les mesures faites depuis 1973, à partir des satellites de l'agence spatiale américaine (N.A.S.A.), donnent un flux solaire moyen de 1 368 watts par mètre carré (la « constante solaire »), le flux réel variant régulièrement de ±3,2 p. 100 autour de cette valeur en fonction de la distance de la Terre au Soleil. En divisant par quatre (rapport de la surface [4 πR2] de la Terre à sa section [πR2] afin de tenir compte de l'inclinaison des rayons solaires et de la moitié du globe dans la nuit), on obtient une moyenne de 342 watts par mètre carré disponibles pour chauffer la Terre. Quant à la variabilité propre au Soleil, on n'en a mesuré qu'une modulation très faible (±0,1 p. 100) suivant son cycle d'activité (nombre et surface de taches...) d'une durée de onze ans, sur laquelle se greffent des petites baisses (0,4 [...]

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Pénétration du rayonnement ultraviolet solaire dans l'atmosphère

Pénétration du rayonnement ultraviolet solaire dans l'atmosphère
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Spectre du rayonnement solaire direct

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Spectre du rayonnement terrestre infrarouge

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Distribution annuelle du bilan radiatif du système Terre-atmosphère en fonction de la latitude et transports méridiens de chaleur

Distribution annuelle du bilan radiatif du système Terre-atmosphère en fonction de la latitude et transports méridiens de chaleur
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Écrit par :

  • : directeur de recherche honoraire du C.N.R.S., laboratoire de météorologie dynamique, École polytechnique, Palaiseau

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Pour citer l’article

Robert KANDEL, « ENVIRONNEMENT GLOBAL », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 25 novembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/environnement-global/