Pourquoi la hausse de la concentration de CO2 atmosphérique Augmente

Une fois encore, la quantité de gaz à effet de serre qui piègent la chaleur dans l’atmosphère a atteint un sommet l’an dernier et le taux d’augmentation annuel a dépassé la moyenne de la période 2011-2020. La tendance s’est poursuivie en 2021, d’après le Bulletin sur les gaz à effet de serre que publie l’Organisation météorologique mondiale (OMM).

La concentration de dioxyde de carbone (CO2), le plus important gaz à effet de serre, s’est établie à 413,2 parties par million en 2020, soit 149% du niveau préindustriel. Le méthane (CH4) et le protoxyde d’azote (N2O) se situaient respectivement à 262% et à 123% des niveaux de 1750, quand les activités humaines ont commencé à perturber l’équilibre naturel de la Terre. 

Le ralentissement de l’économie imposé par la Covid-19 n’a pas eu d’incidence perceptible sur le niveau et la progression des gaz à effet de serre dans l’atmosphère, malgré un recul temporaire des nouvelles émissions, note l’OMM.

La température mondiale continuera d’augmenter tant que les émissions se poursuivront. Étant donné la durée de vie du CO2, le réchauffement déjà observé persistera pendant plusieurs décennies, même si les émissions nettes étaient ramenées à zéro rapidement. Outre la hausse des températures, cela implique davantage de phénomènes météorologiques extrêmes, notamment des chaleurs et pluies intenses, la fonte des glaces, l’élévation du niveau de la mer et l’acidification des océans, avec les lourds impacts socio-économiques qui les accompagnent.

À peu près la moitié du CO2 émis par les activités humaines aujourd’hui demeure dans l’atmosphère. Le reste est absorbé par les océans et les écosystèmes terrestres. Selon le Bulletin, on peut craindre que ces derniers soient moins efficaces dans leur fonction de « puits », ce qui réduirait leur capacité d’absorber le dioxyde de carbone et de prévenir une élévation plus marquée de la température.

Le forçage radiatif causé par les gaz à effet de serre persistants, qui réchauffe le système climatique, s’est accru de 47% entre 1990 et 2020. Le CO2 y a contribué à hauteur de 80% environ. C’est ce qu’indique la surveillance exercée par les réseaux de la Veille de l’atmosphère globale de l’OMM.

Un message fort pour la COP26

« Le Bulletin sur les gaz à effet de serre adresse un message scientifique fort aux négociateurs de la COP26 sur le climat. Au rythme où augmentent les concentrations de gaz à effet de serre, l’élévation des températures à la fin du siècle sera bien supérieure aux objectifs de l’Accord de Paris, soit 1,5 à 2 degrés Celsius au-dessus des niveaux préindustriels. Nous sommes très loin du but », a déclaré le Secrétaire général de l’OMM, Petteri Taalas, en référence à la Conférence des Nations Unies sur le climat qui aura lieu à Glasglow dans quelques jours.

« La quantité de CO2 dans l’atmosphère a franchi la barre de 400 parties par million en 2015. À peine cinq ans plus tard, nous dépassions 410 ppm. Il ne s’agit pas juste d’une formule chimique et de chiffres sur un graphique. Cela a des répercussions massives sur notre vie quotidienne et notre bien-être, sur l’état de la planète et sur l’avenir de nos enfants et petits-enfants », a-t-il ajouté.

Il a rappelé que le dioxyde de carbone demeure pendant des siècles dans l’atmosphère et encore plus longtemps dans l’océan. La dernière fois qu’une teneur en CO2 comparable existait sur Terre, c’était il y a 3 à 5 millions d’années: la température était alors de 2 à 3 °C plus élevée qu’aujourd’hui et le niveau de la mer excédait de 10 à 20 mètres le niveau actuel. « Mais la Terre n’abritait pas 7,8 milliards de personnes à l’époque », a fait valoir le Secrétaire général de l’OMM.

« Beaucoup de pays se fixent maintenant des objectifs de neutralité carbone et on espère voir une majoration spectaculaire des engagements à la COP26. Notre détermination doit se traduire par des actes qui ont un impact sur les gaz à l’origine du changement climatique. Nous devons repenser l’industrie, le secteur énergétique et les transports, et tout notre mode de vie. Les transformations nécessaires sont économiquement abordables et techniquement faisables. Il n’y a pas de temps à perdre », a conclu M. Taalas.

On sait que les plantes absorbent plus de CO2 que les écosystèmes en libèrent et ce phénomène de « puits de carbone » ralentit l’augmentation du CO2 atmosphérique. Cependant, jusqu’à présent, les scientifiques n’avaient pas d’estimation sur l’intensité de la réponse de la biosphère mondiale à cette hausse de CO2 atmosphérique ni une possible limite du niveau de cette réponse.

Pour faire une telle évaluation, une équipe franco-australienne s’est intéressée à la photosynthèse. Les chercheurs ont combiné l’analyse d’études publiées avec le modèle Community Atmosphere Biosphere Land Exchange (CABLE) développé depuis plus de 10 ans par l’équipe du CSIRO et de l’Inra. CABLE permet de calculer les quantités de flux d’énergie, d’eau, de carbone entre la surface terrestre et l’atmosphère et ainsi de modéliser les principaux cycles biogéochimiques des écosystèmes terrestres. Ce modèle permet d’examiner notamment comment la hausse de CO2 affecte la plante depuis l’échelle de la feuille jusqu’à l’écosystème entier.

Compte tenu de la complexité des relations plantes-environnement, l’hypothèse de départ des scientifiques était qu’avec trois fois plus de CO2 dans l’air, la photosynthèse allait doubler. Or, contre toute attente, ils ont mis en évidence qu’à l’échelle mondiale, l’augmentation de l’activité photosynthétique des plantes augmentait en proportion identique à celle du CO2 atmosphérique. Les résultats montrent que l’augmentation du CO2 permet aux plantes d’accroitre la surface de leurs feuilles. Cette surface foliaire plus importante leur permet de capter encore plus de CO2. Par conséquent, la végétation dans son ensemble assimile le surplus de CO2 émis, par tous leurs moyens à sa disposition.

Alors que la planète se réchauffe, les plantes s'efforcent donc de ralentir les effets des changements climatiques causés par l'homme. Cependant, les scientifiques préviennent que les bouleversements climatiques (vagues de chaleur, sécheresse, ouragans…) de plus en plus fréquents, ont le potentiel de stresser considérablement la végétation terrestre et de ralentir leur croissance.

Publication

Lucas A. Cernusak, Vanessa Haverd, Oliver Brendel, Didier Le Thiec, Jean-Marc Guehl, Matthias Cuntz (2019) Robust response of terrestrial plants to rising CO2, Trends in Plant Science24 (7), https://doi.org/10.1016/j.tplants.2019.04.003

Cette collaboration a pu se concrétiser grâce à l’initiative présidentielle « Make Our Planet Great Again » qui favorise la mobilité des chercheurs internationaux travaillant sur le changement climatique. Lucas Cernusak, était l’un des 154 lauréats nationaux à bénéficier d’un co-financement pour un court séjour, dans un organisme de recherche français.

Pourquoi le CO2 augmente dans l'atmosphère ?

Or, l'utilisation humaine des énergies fossiles, dont la combustion dégage du dioxyde de carbone (CO2), transforme la composition chimique de l'atmosphère. Les gaz à effet de serre, de plus en plus concentrés, retiennent trop de chaleur et la température terrestre monte.

Pourquoi le CO2 augmente en hiver ?

En été, le poids de la photosynthèse est bien plus important que celui de la respiration. Suffisamment pour faire infléchir la courbe du taux de CO2 dans l'atmosphère. En hiver, c'est l'inverse, la respiration prend le dessus. Et la courbe repart à la hausse.

Quelles sont les principales causes de l'augmentation rapide des concentrations de gaz à effet de serre ?

Les principaux gaz à effet de serre L'accumulation du dioxyde de carbone (CO2) dans l'atmosphère contribue pour 2/3 de l'augmentation de l'effet de serre induite par les activités humaines (combustion de gaz, de pétrole, déforestation, cimenteries, etc.).

Comment varie la quantité de CO2 dans l'atmosphère explique pourquoi ?

La teneur de CO2 atmosphérique dépend donc de la quantité de roches sédimentaires à une époque donnée, et du pH de la mer (qui règle l'équilibre CO2 gaz - CO2 dissout).