Qu’est-ce que le forçage radiatif ? 

On entend encore peu parler de “forçage radiatif” dans les médias (à part lors du GIEC). Pourtant, il s’agit d’un concept clé pour bien comprendre les enjeux climatiques actuels. Dans cet article explicatif, nous reviendrons d’abord sur l’effet de serre, qui est très lié au forçage radiatif, puis nous expliciterons cette notion. C’est parti !

Forçage radiatif : définition 

D’après la définition donnée par le ministère de la Culture et publiée au journal officiel, le forçage radiatif est “l’écart entre le rayonnement solaire reçu par une planète et le rayonnement infrarouge qu’elle émet sous l’effet de facteurs d’évolution du climat, tels que la variation de la concentration en gaz à effet de serre.”

Quelle différence entre forçage radiatif et effet de serre ? 

Contrairement à ce qu’on pourrait penser, à la base, l’effet de serre est notre allié. C’est même lui qui permet à notre planète d’être habitable ! En effet, sans lui, les températures moyennes seraient d’environ -20 degrés, rendant donc la vie sur Terre impossible. 

Comment ça marche ? 

• les rayons du soleil frappent notre planète : une partie de la chaleur est absorbée (ce qui permet de nous réchauffer), l’autre est rejetée dans l’espace ; 
• la Terre renvoie des rayons infrarouges : une partie de ce rayonnement est absorbé par des gaz (les fameux gaz à effet de serre) qui le renvoient ensuite vers la Terre et l’espace.

C’est cet échange de flux d’énergie équilibré qui permet d’obtenir des températures stables : on parle alors de bilan radiatif.

Le problème, c’est qu’avec l’augmentation des émissions de gaz à effet de serre provoquée par l’activité humaine, cet équilibre est menacé. Les gaz à effet de serre s’accumulent, bloquent le passage des rayons infrarouges qui s’évacuent moins vers l’espace et restent davantage coincés sur Terre. Résultat : comme une Cocotte Minute qui monte en température, la Terre surchauffe. C’est l’effet couvercle.

Le forçage radiatif c’est donc le déséquilibre qui se crée dans le bilan radiatif.

Comment est mesuré le forçage radiatif ? 

Le forçage radiatif est exprimé en watts par mètre carré (W/m²), soit en débit d’énergie par surface. Il est calculé en relatif par rapport à l’année 1750, qui est l’aube de l’ère industrielle.

De quoi est composé le forçage radiatif ? 

Le forçage radiatif est composé d’éléments contribuant : 

• au réchauffement climatique : on parle alors de forçage radiatif positif ; 
• au refroidissement climatique : on parle de forçage radiatif négatif.

Par ailleurs, le forçage radiatif résulte de : 

• facteurs anthropiques principalement : soit les causes humaines du réchauffement climatique ; 
• facteurs naturels.

En voici les principaux composés.

Gaz à effet de serre

Nous l’avons dit, la principale cause du forçage radiatif est l’accumulation de gaz à effet de serre. 

Parmi lesquels, nous avons : 

• le dioxyde de carbone (CO_²) ; 
• le méthane (CH4) ; 
• le protoxyde d’azote (N2O) ; 
• les deux familles Hydrofluorocarbures (HFC) et Hydrocarbures perfluorés (PFC) ; 
• deux gaz mineurs mais au fort pouvoir réchauffant (NF3 et SF6).

Gaz et aérosols à courte durée de vie

Ensuite, certains gaz et aérosols à courte durée de vie contribuent à renforcer le forçage radiatif. 

Il s’agit par exemple de : 

• monoxyde de carbone (CO) ; 
• Oxydes d’Azote (NOx) ; 
• Composés Organiques Volatiles (COVNM), qui sont issus de la combustion d’énergies fossiles.

Aérosols et précurseurs

Troisième composé renforçant le forçage radiatif : 

• les poussières minérales comme le sable et les poussières soulevées par le vent des déserts : elles réfléchissent la lumière et permettent de refroidir l’atmosphère ; 
• le carbone sous forme de suie issu des feux de forêt  qui en se déposant sur de la neige, noircit et provoque une accélération de la fonte ; 
• les embruns marins : typhons, ouragans.

Ajustements des nuages dus aux aérosols

Par exemple, lors du passage d’un avion, des traînées de condensation se produisent : on les appelle aussi nuages cirrus. Ces ajustements des nuages dus aux aérosols contribuent au forçage radiatif positif. C’est-à-dire au réchauffement climatique.

Changement d’utilisation des sols 

Quand on parle de changement d’utilisation des sols, on se réfère par exemple à la déforestation. Lorsqu’elle a lieu, la surface des sols est plus “claire” que lorsqu’elle est recouverte d’arbres : c’est l’albédo ou pouvoir réfléchissant d’une surface. Ce rayonnement supplémentaire génère un forçage radiatif négatif : autrement dit de refroidissement de la température.

Changement d’éclairement énergétique du soleil

Enfin, les causes naturelles comme les éruptions volcaniques : ces dernières sont responsables de l’émission de gaz à effet de serre et de dioxyde de soufre. Ce SO2 va former des gouttelettes d’acide sulfurique qui réfléchissent les rayons du soleil. Résultat : un forçage radiatif négatif.

Autre cause naturelle : le rayonnement du soleil qui varie dans le temps ou selon la position de la Terre.

Quel est le forçage radiatif actuel ?

Aujourd’hui, le forçage radiatif est de 2,3 W/m².