L'observatoire du Cap Grim, la maison de «l'air le plus pur au monde»… et l'augmentation des gaz à effet de serre. Crédit :CSIRO, Auteur fourni
Cette semaine, nous avons appris que les niveaux de dioxyde de carbone (CO₂) atmosphérique à l'observatoire atmosphérique de Mauna Loa à Hawaï ont fortement augmenté pour la septième année consécutive, atteignant une moyenne en mai 2019 de 414,7 parties par million (ppm).
C'était la moyenne mensuelle la plus élevée en 61 ans de mesures à cet observatoire, et survient cinq ans après que les concentrations de CO₂ ont franchi pour la première fois le cap des 400 ppm.
Mais en vérité, la quantité de gaz à effet de serre dans notre atmosphère est encore plus élevée. Si l'on tient compte de la présence d'autres gaz à effet de serre en plus du dioxyde de carbone, nous constatons que le monde a déjà franchi une nouvelle étape :500 ppm de ce que nous appelons « équivalent CO₂, " ou CO₂-e.
En juillet 2018, la combinaison des gaz à effet de serre à longue durée de vie mesurés dans « l'air le plus pur du monde » à la station de base de la pollution atmosphérique de Cape Grim a dépassé 500 ppm CO₂-e.
Comme l'atmosphère de l'hémisphère sud contient moins de pollution que celle du nord, cela signifie que la concentration atmosphérique moyenne mondiale de gaz à effet de serre est maintenant bien au-dessus de ce niveau.
Qu'est-ce que le CO₂-e ?
Bien que le CO₂ soit le gaz à effet de serre le plus abondant, des dizaines d'autres gaz, dont le méthane (CH₄), l'oxyde nitreux (N₂O) et les gaz à effet de serre synthétiques piègent également la chaleur. Beaucoup d'entre eux sont des gaz à effet de serre plus puissants que le CO₂, et certains s'attardent plus longtemps dans l'atmosphère. Cela signifie qu'ils ont une influence significative sur le réchauffement de la planète.
Forçage radiatif de l'hémisphère sud par rapport à 1750 dû aux gaz à effet de serre à longue durée de vie (dioxyde de carbone, méthane, protoxyde d'azote et gaz à effet de serre synthétiques), exprimé en watts par mètre carré, à partir de mesures in situ au Cap Grim, des archives de Cape Grim Air, et l'air de névé de l'Antarctique. Crédit :CSIRO
Les scientifiques de l'atmosphère utilisent le CO₂-e comme moyen pratique d'agréger l'effet de tous les gaz à effet de serre à longue durée de vie.
Comme tous les principaux gaz à effet de serre (CO₂, CH₄ et N₂O) augmentent en concentration, il en va de même pour le CO₂-e. Il a grimpé à un taux moyen de 3,3 ppm par an au cours de cette décennie – plus rapidement qu'à aucun autre moment de l'histoire. Et il ne montre aucun signe de ralentissement.
Ce jalon, comme tant d'autres, est symbolique. La différence entre 499 et 500 ppm de CO₂-e est marginale en termes de devenir du climat et de la vie qu'il entretient. Mais le fait que l'air le plus pur de la planète ait désormais dépassé ce seuil devrait susciter de vives inquiétudes.
Réchauffement en route
L'accord de Paris sur le climat vise à limiter le réchauffement climatique à moins de 2℃ au-dessus des niveaux préindustriels, pour éviter les effets les plus dangereux du changement climatique. Mais la tâche de prédire comment les émissions humaines à effet de serre perturberont le système climatique sur une échelle de décennies à siècles est complexe.
La meilleure estimation du réchauffement climatique à long terme attendu à partir de 500 ppm de CO₂-e est d'environ 2,5℃. Mais si loin, depuis l'époque préindustrielle, le climat mondial (y compris les océans) ne s'est réchauffé que de 0,7℃.
C'est en partie parce que le smog industriel et d'autres particules minuscules (appelées ensemble aérosols) réfléchissent la lumière du soleil vers l'espace, compenser une partie du réchauffement attendu. Quoi de plus, le système climatique réagit lentement à l'augmentation des concentrations de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, car une grande partie de l'excès de chaleur est absorbée par les océans.
Cape Grim/Antarctique équivalent dioxyde de carbone (CO₂-e) calculé à partir des données de forçage radiatif des gaz à effet de serre à longue durée de vie présentées dans la figure ci-dessus avec les données CO₂ présentées à titre de référence, données annuelles jusqu'en 2018. Le panneau en médaillon montre les données CO₂-e moyennes mensuelles pour Cape Grim de 2015 à mars 2019, montrant des émissions de CO₂-e dépassant les 500 ppm en juillet 2018. Crédit :CSIRO
La quantité de chaleur que chaque gaz à effet de serre peut piéger dépend de son spectre d'absorption - à quel point il peut absorber de l'énergie à différentes longueurs d'onde, notamment dans le domaine infrarouge. Malgré sa structure moléculaire simple, il y a encore beaucoup à apprendre sur les propriétés d'absorption de chaleur du méthane, le deuxième plus grand composant de CO₂-e.
Des études publiées en 2016 et 2018 ont conduit à réviser à la hausse de 15 % l'estimation du potentiel de réchauffement du méthane, ce qui signifie que le méthane est désormais considéré comme 32 fois plus efficace pour piéger la chaleur dans l'atmosphère que le CO₂, par molécule sur une période de 100 ans.
Compte tenu de cette nouvelle preuve, nous calculons que les concentrations de gaz à effet de serre à Cape Grim ont franchi le seuil de 500 ppm de CO₂-e en juillet 2018.
Ceci est supérieur à l'estimation officielle basée sur la formulation précédente pour le calcul de CO₂-e, qui reste largement utilisé. Par exemple, la National Oceanic and Atmospheric Administration des États-Unis rapporte 2018 CO₂-e à 496 ppm.
Le graphique ci-dessous montre les deux courbes d'évolution temporelle du CO₂-e dans l'atmosphère mesurée au cap Grim, en utilisant les anciennes et les nouvelles formules.
Certains gaz à effet de serre, comme les chlorofluorocarbures (CFC), appauvrissent également la couche d'ozone. Les CFC sont en déclin grâce au Protocole de Montréal, qui interdit la production et l'utilisation de ces produits chimiques, malgré des rapports qui indiquent une production récente de CFC-11 en Chine.
Mais malheureusement, leurs remplacements sans danger pour la couche d'ozone, les hydrofluorocarbures (HFC), sont des gaz à effet de serre très puissants, et sont à la hausse. L'amendement de Kigali récemment promulgué au protocole signifie que des contrôles de la consommation de HFC sont désormais en place, et cela verra le taux de croissance des HFC ralentir considérablement puis s'inverser dans les décennies à venir.
Cape Grim mensuel CO2-e de 2015 à septembre 2018 calculé à l'aide de l'ancienne et de la nouvelle formule. Crédit :CSIRO
Nous pouvons changer
L'Australie est à l'avant-garde des mesures visant à réduire l'impact des HFC sur le changement climatique.
Le méthane est un autre fruit à portée de main pour l'action climatique, tandis que nous entreprenons la transition plus lente et plus difficile des sources d'énergie émettrices de CO₂.
Les importantes émissions humaines de méthane provenant de fuites dans les systèmes de gaz réticulé, décharges, traitement des eaux usées, et les émissions fugitives provenant de l'extraction du charbon et de la production de pétrole et de gaz peuvent être surveillées et réduites. Nous avons la science et la technologie pour le faire maintenant.
Tant dans les secteurs pétrolier et gazier que dans les zones urbaines, il existe de nombreux exemples de la façon dont les « points chauds » du méthane peuvent être identifiés et traités.
C'est un classique gagnant-gagnant qui permet d'économiser de l'argent et de réduire le changement climatique, et quelque chose que nous devrions mettre en œuvre en Australie dans un proche avenir.
Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original. 
